（紡織工程專業(yè)論文）全自動電腦橫機成圈機構的分析與研究[紡織工程專業(yè)優(yōu)秀論文].pdf

摘要 全自動電腦橫機是一種集約化控制的高性能機電一體化電子提花針織機 它集中運用 了光 機 電等多種新技術成果 以c p u 為核心將自動控制技術與現(xiàn)代機械相結合 實現(xiàn) 生產(chǎn)工藝過程自動控制 可滿足各種無規(guī)則提花成形衣片織物的編織 目前國內全電腦橫 機主要依賴進口 無法滿足電腦橫機國產(chǎn)化與產(chǎn)業(yè)化要求 已成為生產(chǎn)高檔毛衫類產(chǎn)品的 技術瓶頸 嚴重制約了針織產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 加快現(xiàn)代紡織技術研究與傳統(tǒng)紡織工藝生產(chǎn)的融 合是現(xiàn)代紡織工業(yè)發(fā)展的必然 也是發(fā)展現(xiàn)代針織產(chǎn)業(yè)極為迫切的任務 丌展全電腦橫機 的研究 具有重要的研究意義 應用前景廣闊 應用現(xiàn)代機械設計方法 可以有效地改進電腦橫機結構與性能 提高電腦橫機的運動 精度及高速運動的平穩(wěn)性 本文在對電腦橫機成圈機構的結構和工作原理進行深入分析研 究的基礎上 嘗試運用有限元技術對成圈機構作建模分析 重點進行了成圈機構的彈性動 力學分析 解決了電腦橫機成圈系統(tǒng)設計過程中冗長而復雜的數(shù)學計算 為電腦橫機成圈 系統(tǒng)的進一步設計優(yōu)化提供了理論依據(jù) 論文的主要內容和研究成果如下 1 系統(tǒng)研究了國內外全電腦橫機成圈編織機構的組成和工作原理 著重分析了選針 原理 為電腦橫機成圈機構有限元分析提供了必要的理論基礎 2 對現(xiàn)有的全電腦橫機成圈三角系統(tǒng)進行實驗分析研究 確定了成圈系統(tǒng)工藝參數(shù) 的精確值 為成圈機構的有限元分析建模提供了準確的工藝參數(shù) 確保了建模分析結果的 正確性 3 論文對電腦橫機成圈機構各機件的動態(tài)受力狀況進行了系統(tǒng)地分析研究 確定了 各機件之間的力學關系和模型在a n s y s l s d y n a 中的約束限制 完成了電腦橫機成圈機件 在a n s y s l s d y n a 中的建模 研究了建模中的單元類型 材料模式 接觸類型 網(wǎng)格劃分 等問題 并深入研究分析了網(wǎng)格劃分技術處理方法 解決了建模分析過程中的技術關鍵問 題 4 應用有限元a n s y s l s d y n a 有限元分析軟件 對電腦橫機成圈機構進行建模分析 研究 得到了織針與三角瞬念沖擊動力學狀況 并對成圈 移圈和集圈過程中成圈機件的 動態(tài)運動參數(shù)與力學參數(shù)作進一步研究 5 通過對電腦橫機成圈機構有限元運動仿真分析 得到了機頭運動速度變化對成圈 機件瞬間沖擊力的精確值 為電腦橫機成圈機件機構的進一步設計優(yōu)化提供理論研究的基 礎 并提出三角曲線和舌針優(yōu)化設計的方法 l 該論文是 全電腦橫機研究與開發(fā) 課題的重要組成部分之一 重點是對全電腦橫機 的成圈編織機構進行系統(tǒng)的理論分析與研究 論文在對引進的電腦橫機深入研究的基礎 上 嘗試運用有限元分析技術對電腦橫機成圈機構進行瞬念動力學分析 并對主要成圈機 件進行結構優(yōu)化設計 研究成果為今后全電腦橫機的國產(chǎn)化研究提供了技術借鑒 關鍵詞 電腦橫機成圈機構有限元分析a n s y s l s d y n a 織針沖擊 a b s t r a c t a u t o m a t i cc o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n gm a c h i n ei so n ek i n do fe l e c t r o n i cj a c q u a r dk n i t t i n gm a c h i n e sb a s e d o ni n t e n s i v ec o n t r o l l e da n dh i g h p e r f o r m a n c ee l e c t r o m e c h a n i c a l i n t e g r a t i o n i tc o n c e n t r a t e du s eo fo p t i c a l m e c h a n i c a l e l e c t r i c a l a n do t h e rn e wt e c h n o l o g i c a la c h i e v e m e n t s a tt h ec o r eo fc p ua u t o m a t i cc o n t r 0 1 t e c h n o l o g yw i l lb ec o m b i n e dw i t hm o d e r nm a c h i n e r y t h ep r o d u c t i o np r o c e s sc a nb ea u t o m a t i cc o n t r 0 1 l e d c a n m e e tk n i t t i n ga n yk i n d so fn or u l e sj a c q u a r df o r m i n gc l o t h i n gt a b l e t s f a b r i c r e c e n t l y c r o s s c o u n t r y w i d e c o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n gm a c h i n e sm a i n l yr e l i e do ni m p o r t s u n a b l et om e e td o m e s t i ca n di n d u s t r i a ld 鋤a n d s t h a th a sb e e nt h et e c h n i c a lb o t t l e n e c ko fp r o d u c i n g h i g h g r a d es w e a t e r a l s oh a ss e r i o u s l yh a m p e r e dt h e d e v e l o p m e n to fk n i t t i n gi n d u s t r y s p e e du pt h em o d e r ni n t e g r a t i o no ft e x t i l e t e c h n o l o g yr e s e a r c ha n d p r o d u c t i o no ft h et r a d i t i o n a lt e x t i l et e c h n o l o g yi si n e v i t a b l et ot h ed e v e l o p m e n to fm o d e r nt e x t i l ei n d u s t r y t h e d e v e l o p m e n to fm o d e mk n i t t i n gi n d u s t r yi sa l s oe x t r e m e l yu r g e n tt a s k c o n d u c tt h es t u d yo fc o m p u t e r i z e d f l a t k n i t t i n gh a si m p o r t a n ts i g n i f i c a n c e a n dv e r yb r o a dp r o s p e c t sf o ra p p l i c a t i o n a p p l i c a t i o no fm o d e r nm e c h a n i c a ld e s i g nm e t h o d sc a ne f f e c t i v e l yi m p r o v ec o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n g m a c h i n e ss t r u c t u r ea n dp e r f o r m a n c e i n c r e a s et h e c o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n gm a c h i n e sp r e c i s i o na n d s t a t i o n a r yw h e nh i g h s p e e dm o v e m e n t i nt h i sp a p e r o nt h eb a s i so fi n d e p t ha n a l y s i so nc o m p u t e r i z e d f l a t k n i t t i n gm a c h i n e sl o o ps y s t e m s t r u c t u r ea n dw o r k i n gp r i n c i p l e t r y i n gt ou s ea n s y st e c h n i q u e st o m o d e l i n ga n a l y s i sf o rl o o ps y s t e m t h ek e yi sd o i n ge l a s t i cd y n a m i c sa n a l y s i st of l a t k n i t t i n gm a c h i n e sl o o p s y s t e m r e s o l v e dl e n g t h ya n d c o m p l i c a t e d m a t h e m a t i c a lc a l c u l a t i o n s d u r i n gt h ed e s i g np r o c e s so f c o m p u t e r i z e df i a t k n i t t i n gm a c h i n e sl o o ps y s t e m p r o v i d e sat h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h ef u r t h e ro p t i m i z a t i o n d e s i g no f t h ec o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n gm a c h i n e sl o o ps y s t e m 1 s y s t e m a t i cs t u d yt h ec o m p u t e r i z e df i a t k n i t t i n gm a c h i n e sl o o ps y s t e m sc o m p o s i t i o na n dw o r k i n g p r i n c i p l ea th o m ea n da b r o a d f o c u s e d0 0t h ea n a l y s i so ft h ep r i n c i p l eo fn e e d l ee l e c t i o n w h a tp r o v i d et h e n e c e s s a r yt h e o r e t i c a lf o u n d a t i o nf o rc o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n gm a c h i n e sa n s y sa n a l y s i s 2 e x p e r i m e n t a la n a l y s i sf o rt h ee x i s t i n gc o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n gm a c h i n e 8l o o pc a ms y s t e m i m p r o v e t h ea c c u r a c yo fl o o ps y s t e m t e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e r sa n dt h et e c h n o l o g i c a lr e q u i r e m e n t s p r o v i d e da c c u r a t e t e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e r sf o ra n s y sa n a l y s i sm o d e l i n go fl o o ps y s t e m e n s u r ec o r r e c t n e s so ft h er e s u i t so ft h e m o d e l i n ga n a l y s i s 1 3 t h e s i ss y s t e m a t i cm a k ea n a l y s i sa n dr e s e a r c ho nc o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n gm a c h i n e sl o o ps y s t e m s m e c h a n i c a ld y n a m i cs t r e s sc o n d i t i o n s d e t e r m i n et h em e c h a n i c a lb i n d i n gc o n s t r a i n t si na n s y s l s d y n a 1 1 1 b e t w e e nm e c h a n i c sr e l a t i o n s h i pa n dm o d e l c o m p l e t et h em o d e l i n go fm e c h a n i c a lo fc o m p u t e r i z e d f l a t k n i t t i n gm a c h i n e sl o o ps y s t e m r e s e a r c ho nt h eu n i tt y p e m a t e r i a lm o d e l c o n t a c tt y p e m e s h a n do t h e r i s s u e s f u r t h e rs t u d yo nt h em e t h o do fm e s ht e c h n o l o g y s o l v i n g t h ek e yt e c h n o l o g i c a li s s u e sd u r i n gt h e p r o c e s so ft h em o d e l i n ga n a l y s i s f 4 a p p l i c a t i o no fa n s y s l s d y n aa n a l y s i ss o f t w a r e m a k eam o d e l i n ga n a l y s i so nc o m p u t e r i z e d f l a t k n i t t i n gm a c h i n e sl o o ps y s t e m a n dg e ti n s t a n t a n e o u si m p a c td y n a m i c sa n dt r a n s i e n tc o n d i t i o n sb e t w e e n k n i t t i n gn e e d l e sa n dc a m sf u r t h e rs t u d yt h el o o pm e c h a n i c a l sd y n a m i cm o v e m e n tp a r a m e t e r sa n dm e c h a n i c a l p a r a m e t e r sd u r i n gl o o p s h i f t i n gl o o pa n dt u c k t h r o u g ht h ea n s y sm o v e m e n ts i m u l a t i o n g e tt h ec h a n g i n g r e l a t i o nb e t w e e nn o s ev e l o c i t ya n dl o o pm e c h a n i c a l si n s t a n t a n e o u sv e r t i c a li m p a c t r 5 t h r o u g ht h ea n s y ss i m u l a t i o na n a l y s i so fc o m p u t e r i z e df i a t k n i t t i n gm a c h i n e sl o o ps y s t e m g e tt h e p r e c i s ev a l u eo ft h el o o pm e c h a n i c a l si n s t a n t a n e o u si m p a c tu n d e rt h ec o n d i t i o n so fd i f f e r e n tn o s ev e l o c i t y p r o v i d e sat h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h ef u r t h e ro p t i m i z a t i o nd e s i g no ft h ec o m p u t e r i z e df i a t k n i t t i n gm a c h i n e sl o o p s y s t e m a n dp r o p o s e dt h eo p t i m a ld e s i g no fc a m c u r v ea n dt o n g u en e e d l e t h i sp a p e ri st h em a j o rr e s e a r c ht o p i c so fr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to fc o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n g m a c h i n e t h ek e yi st h es y s t e m a t i ct h e o r yr e s e a r c ha n da n a l y s i so fc o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n gm a c h i n e l o o pm e c h a n i c a l o nt h eb a s i so fi n d e p t hs t u d y o ft h ei m p o r t e dc o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n gm a c h i n e t r yt o u s ea n s y sa n a l y s i st e c h n o l o g yt oa n a l y s i sl o o pm e c h a n i c a l s i n s t a n t a n e o u sd y n a m i c so fc o m p u t e r i z e d f l a t k n i t t i n gm a c h i n e m a k es t r u c t u r a lo p t i m i z a t i o na n a l y s i sc o m b i n e dw i t ht h er e s u l t so fa n a l y s i s r e s e a r c hr e s u l t sp r o v i d e dt e c h n i c a ld r a wf o rt h er e s e a r c ho fc o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n gm a c h i n e s l o c a l i z a t i o ni nt h ef h t t i r e k e y w o r d s c o m p u t e r i z e df l a t k n i t t i n gm a c h i n e l o o ps y s t e m a n s y sa n a l y s i sa n s y s l s d y n a k n i t t i n gn e e d l ei m p a c t l v 浙江理工大學學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明 我恪守學術道德 崇尚嚴謹學風 所呈交的學位論文 是本人在導師 的指導下 獨立進行研究工作所取得的成果 除文中己明確注明和引用的內容外 本論文 不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內容 論文為本人親自撰 寫 我對所寫的內容負責 并完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔 學位論文作者簽名 譫 酗孥 日期 弘叼年1 月兒同 浙江理工大學學位論文版權使用授權書 學位論文作者完全了解學校有關保留 使用學位論文的規(guī)定 同意學校保留并向國家 有關部門或機構送交論文的復印件和電子版 允許論文被查閱或借閱 本人授權浙江理工 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索 可以采用影印 縮印 或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文 本學位論文屬于 學位論文作者簽名 同期 加 年i 保密目 在 1 年解密后使用本版權書 不保密口 浙f l 理i 人學碩十學位論文 第一章緒論 1 1 研究背景 近年柬 我國紡織業(yè)取得了6 口所未有的快速發(fā)展 紡織品產(chǎn)量已超過世界j 分之一 出口塌已達1 璉界四分2 尤其足針織產(chǎn)業(yè) 經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展 成為了紡織行業(yè)的 重點產(chǎn)業(yè) 也是全球范硐內雖具優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)之一 在此期問 我困紡織機械行業(yè)為紡織工業(yè)提供大量裝備的同時 行業(yè)自身也取得了快 速發(fā)展 隨著紡g i j l 械行業(yè)結構調整步伐的加快 我國紡織設備在參與國際市場競爭巾 由1 技術進步 產(chǎn)業(yè)升級 競爭能力不斷提高 特別足針織機械有了長足的進步 無論是 從自i 創(chuàng)新能力 技術 r 發(fā)水甲 產(chǎn)品研發(fā)能力等也都有了極大的提耐卜 紡織機械出口增妊的舊時 進口總額也持續(xù)增k h 我時紡織工業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級 促進 了紡織行業(yè)對設備的更新改造需求 我圓紡織企q k 時進i1 設備的需求一路攀升 尤其是全 自動i u 脯橫機 i hj 針織服裝行q k 的快速發(fā)展 特別是我省羊毛衫產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展 侖f i 動 乜腑橫機的需求和所 耳的份額小斷擴大 錐年進口的電腦橫機選數(shù)干臺吼 2 0 0 7 年1 5 月紡織機械出口產(chǎn)品類別比倒2 0 0 7 年l 5 月紡織機械進口產(chǎn)品類別比倒 全自動電腦橫機是紡彭 機械中機電一體化 智能化枉度較高的一種產(chǎn)品 山于引進的 仝自動電腦橫機技術先進 設計新穎 結構合理 功能齊仝 憑借其優(yōu)良的性能使其身價 卅倍 缸臺價格高達 人十萬元 使得國內大部分針織企q k 難以承受 市場急需技術水 p 和質量與進u 產(chǎn)品相媲熒而價格相對便宜的國產(chǎn)電腦針第懶機 但目前 乜腦橫機在我聞 仍處于研制階段 全自動電腦橫機的生產(chǎn)企業(yè)基本上還處于對舊外樣機的仿制 技術消化 吸收階段 機器性能小穩(wěn)定 可靠性較箍 嚴蘑制約了h 內毛杉產(chǎn)業(yè)的技術 卜級 為了盡 機適腳我 1 4 針織行業(yè)對全自動電腦橫機的需求 必須加人自土研發(fā) 自主創(chuàng)新山度 重視 倉自動也情橫機設計原理的研究 進步提升電腦橫機性能 縮小與國外先進制造企業(yè) 的左距 浙 l 理i 人學碩十學位論文 1 上電腦橫機發(fā)展歷史及國內外技術現(xiàn)狀分析 1 2 1 電腦橫機發(fā)展過程 傳統(tǒng)橫機是一種雙刨床緯編制織機 它是羊毛 羊絨杉織物的生要機種 橫機的發(fā)展 可以追溯到1 8 世紀中葉 1 8 5 7 年a e i s e n t u c k 發(fā)明了首臺鉤針橫機 經(jīng)過了1 0 0 多年的 發(fā)展 機械式橫機具備了較完善的操作控制功能 叮以編織般的提花織物 1 9 7 5 年s t o 公司在意大利米 n 際紡機展覽會卜成功展i h 了第一臺a v n 電子提花橫機 引起紡織界 的極大笑i i 1 到2 0 世紀初 機械式控制技術得到了肯定具備了較為完善的操作控制功能 浙江 省 與掘仝幽橫機總量 全國臼 i l f 橫機保釘量為4 0 月臺 i 4 的橫機仍以機械控制為主 i u 腦橫機基本依賴進口 無法滿足電腦橫機h 產(chǎn)化 j 產(chǎn)業(yè)化要求 成為 l 產(chǎn)高檔毛衫類出 n 產(chǎn)品的技術瓶頸 嚴重制約了針織產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 從2 0 世紀7 0 年代起電子技術柞橫機上 逐漸獲得了廣泛的廊用 隨著舊外f 乜腩橫機的引進 我省往高檔午毛衫q i 產(chǎn)技術e 有所突 破 困內羊毛衫生產(chǎn)企業(yè)越來越多的蓋i l 電腦橫機的應用 利用先進技術改造提升傳統(tǒng)羊 色杉產(chǎn)業(yè) 真i f 使毛衫產(chǎn)業(yè)發(fā)腱為技術嶄集型產(chǎn)業(yè) 已成為新輪鮐濟麓壤的重要任務 近年來 電腦橫機的電f 選針技術 電 r 程序擋制稿i 花型準備系統(tǒng)n 髓完善i 在新 代電腦橫機h 從產(chǎn)品設訓到編縱 從送紗張力 換紗 花型組織變化 線嘲氏度到牽拉 張力 從起il 收放針 到分離橫列都實現(xiàn)了電腦自動化控制 i 乜j i j i 艟機作為針織機械中 f 乜予自動控制技術艟用最r f l 最為成熟的機種 正在朝著島性能 島效率 每科技機電一 體化方向發(fā)展i o 1 0 1 2 2 國外電腦校機的技術現(xiàn)狀 露盯 r 靄 淄菡i 文 田外的全電腦針織橫機產(chǎn)品t 要有德同斯托爾 s t o l l 公司的c m s 系列 德蚓環(huán)球 u n l v e m a 公司 的m c 系列 德幽斯泰格 s t c i g e r 電腦橫機 h 本島 精 s h i m as e i k i 公司的s e c 系列 意大利普羅帝 1 p t d t t i 電腦橫帆等機型 其創(chuàng)意革新和技術發(fā)展 不斷將電腦橫機針縱技術推向新的高度 設備不斷的朝 圈1 1 著高機母和仝成肜方向發(fā)展 橫機功能更強大 操作更 簡單 生產(chǎn)效率更高 如 f 1 木島精公司的s e s l 2 2 s 璺 11 仝成形 和s e s s s g 織 可穿 電腦橫機 德國斯托爾公r d 的c m s3 3 2 t c m 織州穿 和c m s3 3 0 t c 4 8 2 緊湊型 一 浙江理 i 人學碩十學位論文 橫機 環(huán)球公司發(fā)展的m c 8 3 5 新一代緊湊型針織橫機 1 津田駒公司利用線性馬達技 術研制了的t f k 無三角橫機等 近年來全自動電腦針織橫機新技術的發(fā)展主要表現(xiàn)在以 下幾個方面 m 1 4 1 1 三角系統(tǒng)結構 新型電腦橫機三角系統(tǒng)中 可調整或移動的三角數(shù)量同益減少 取而代之的是固定三 角軌道 結構設計新穎合理 緊湊且功能齊全 配以高效的選針系統(tǒng) 大大提高了機器的 可靠性 2 全成形 織可穿 技術 1 5 織可穿 橫機代表了新型全功能電腦橫機的一種發(fā)展方向 其技術已趨于成熟 其 特點是能一次性編織整件毛衫 生產(chǎn)衣片的同時 能將口袋 扣眼 領邊 花邊等直接織 到毛衫上 并能將毛衫的前后片 領子 袖子一起織出 省去了人工裁剪 縫制的過程 大大提高了效率 而且因為沒有縫跡 使得外觀線條流暢 也形成了一種獨特的花樣效果 3 線圈長度控制系統(tǒng) 新型的全自動電腦橫機 線圈長度控制可由每個系統(tǒng)的步進馬達控制 在同一行罩可 以根據(jù)需要實現(xiàn)不同的線圈長度 使織物形狀更加美觀 穿著更加舒服 也可以根據(jù)設定 的密度實時測量線圈的長度 并在線圈長度不均勻時進行調整 以生產(chǎn)長度一致的針織品 4 沉降片技術的應用 1 6 沉降片技術應用是全自動電腦橫機技術的突破 它裝在織針之問 緊壓在織物的沉降 弧上 分別對每個線圈產(chǎn)生牽拉力 有效解決了編織復雜花型時的牽拉問題 非常有利于 全成形編織 5 編織嵌花功能 嵌花編織又稱無虛線提花 編織嵌花時 采用特殊嵌花導紗器 可以自動精確控制墊 紗角度和動程 從而保證摯紗的可靠性 且導紗器導軌采用弧形配置 以利于墊紗及嵌花 產(chǎn)品的編織 與傳統(tǒng)的提花相比 花紋清晰 織物反面無浮線 彈性好 17 1 6 新型電子選針技術 目前越束越多的電腦橫機采用無驅動的 無觸點的選針器 選針技術由三位選針發(fā)展 為五位選針 長 短線圈 長 短集圈 不編織 移圈技術已由單向移圈發(fā)展為i 后移圈 且無方向移圈時具有分針功能 7 無機頭三角橫卡幾 m 1 9 1 國外最新已研制出無機頭電腦橫機 機上的每一枚織針及沉降片都由一臺微型線性電 浙江理1 人學碗 學何論文 機獨立控制 織針由線性電機直接推動完成編織 虛擬機頭的三角可任意設計 組合 并 可隨時改變 可以在任意位簧起始 結束 由于沒有慣性 虛擬機頭往復動作反應快速 靈敏 在仝成形編縱過程中 不需要用空轉來配合移圈和調整導紗器位置 虛擬機頭可以 對 二枚織針進行移圈和編織 對不同織針采用不同的線圈密度 各色花型 口袋 門 襟 紐手 眼可以同時編織完成 1 2 3 國內電腦橫機的技術現(xiàn)狀 近幾年來 產(chǎn)橫機也進入了一個快速發(fā)腱期 許多廠家通過合作和合資等方式 利 川國外先進技術 i i 始研制新一代電腦橫機 目前國內電腦橫機 l 三要產(chǎn)品有浙江嘉升的 r g 一5 2 j 紹興大緯的d w f 1 2 2 南京天元的t y 2 4 8 常熟盛星的s x c 系列 臺灣盛黃的s m c 系列 蘇州新三寶i i 機的a s g e 6 5 3 常熟瑞德的r d 系列等 排 l 為了盡快適應我因毛針織行業(yè)對全自動t 乜腦橫機的需求 縮短與國外的差距 國內有 批企業(yè)向全自動電腦橫機發(fā)起了沖擊 并且取得了一些可喜的研究成果 國內廠家q j 的i 乜腦嫩機功能基本齊仝 如電腦多級選針 二位編織 針床橫移 d 口后針床相啊移圈 齒形帶檸制變動程和變謎傳動 程序控制主 剮辭 拉輥牽拉 沉降 裝置 程序控制針床 橫移等 能適應基木的縱物編織 為我創(chuàng)電腑橫機的進步發(fā)艟打下了 氍實的坫礎1 2 2 塒j 但無論在材料的可靠性 設備的功能性 性能的穩(wěn)定性 操作的方便性等方向都無沾與國 外電腦橫機相比 困內電腦橫機電子選針仍采用電于驅動的竹觸點機械式選針方式 選針 技術坯足一 位選針編織 機頭組件還足以機械結構控制為主 一般為雙系統(tǒng) 單機號 型 引七較單一 橫機只柯硝個針床 不利r 全成形或整體編織 針床橫移通過伺服電機或步 進電機驅動 滾珠絲軒帶動后針板橫移 這種結構要求織物收針時編織速度較慢 起針梳 沒l h 上r 編織嵌花功能不夠完善 花型準備系統(tǒng)的智能化和自動化程度有特提高 計算機 輔助設計系統(tǒng)功能性 先進性尚有待改進 2 矧 國產(chǎn)橫機研究雖然在不少方 取得了積極進展 但與圈外先進 的電腦橫機相比 仍有較人差距 出j 起步較晚 自身技術力量和研 發(fā)能力有限 對嗣外先進電腦橫機 的消化和吸收還存在精許多問題 使電腩橫機 牡先進的挖制功能 沒有很好的殲發(fā) 對備機件的功 浙江理一i 人學碩十學位論文 能 控制機理還缺乏深入的理論研究和探討 尤其對電腦橫機成圈系統(tǒng)工作原理 成圈理 論及舌針針鉤的受力分析不夠全面細致 使成圈系統(tǒng)的運動平穩(wěn)性和可靠性較差 主要是 創(chuàng)新能力不足 缺少有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品 僅有的紡織機械產(chǎn)品多數(shù)源自產(chǎn)品技術資料 的轉移 進口樣機的測繪和仿制 少數(shù)來自引進技術和二次丌發(fā)的消化吸收 所以電腦橫 機整機自動化程度不高 零部件設計和制造上精度不夠 電控部分的設計落后 系統(tǒng)可靠 性差 制造技術不夠完善 無法擺脫電腦橫機低檔產(chǎn)品的形象 紡織工業(yè)是浙江省的支柱產(chǎn)業(yè) 紡織經(jīng)濟在國民經(jīng)濟中占據(jù)十分重要的地位 尤其是 毛衫業(yè)在本省紡織工業(yè)中占據(jù)著舉足輕重的地位 關系到本省紡織業(yè)的發(fā)展前景 因此 積極地研究分析國外先進電腦橫機的技術特征與工藝特點 加強對全自動電腦橫機的工藝 研究與設計手段 設計技術等方面的研究 顯得十分必要 1 3 本課題研究的目的和意義 高新技術應用和計算機技術的飛速發(fā)展 加快了紡織設備機電一體化發(fā)展的進程 全 自動電腦橫機是紡織機械中機電一體化程度較高的一種產(chǎn)品 與普通機械式橫機相比 它 有采用程序控制 編織效率高 性能更可靠 操作自動化 花型設計不受限制等特點 體 現(xiàn)了獨特的競爭優(yōu)勢 2 6 2 刀 在追求時尚和崇尚個性的今天 羊毛衫產(chǎn)品的功能化 多樣化和個性化成了產(chǎn)品發(fā)展 的主要趨勢 一般普通橫機已不能適應上述要求 因此開展全自動電腦橫機的研究 進行 技術創(chuàng)新 提高國產(chǎn)電腦橫機的設計水平 將有力地推動羊毛衫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 2 8 3 0 成圈編織機構是全自動電腦橫機最重要的機構之一 三位編織技術的設計與應用非常 關鍵 成圈編織機構由三角裝置 活動針床 二級選針及織針系統(tǒng)等組成 在全自動電腦 橫機編織過程中 根據(jù)控制程序通過三角變換 一二級選針 針床橫移 控制織針的編織 高度 形成成圈 浮線 集圈 移圈線圈的編織 選針及成圈編織系統(tǒng)決定了橫機所能實 現(xiàn)的主要功能 所以 深入分析成圈機件的沖擊和織針的運動情況是非常必要的 成圈機 件之間的接觸一碰撞是非常復雜的非線性問題 采用一般的圖解法和解析法很難解決這類 問題 而且設計耗時多 開發(fā)周期長 產(chǎn)品更新?lián)Q代慢 成本高 嚴重制約了電腦橫機技 術水平的提高 3 1 3 2 1 因此 利用現(xiàn)代機械設計方法彌補傳統(tǒng)設計的不足是現(xiàn)代針織機械 研究的發(fā)展趨勢 3 3 3 6 1 本文在對國外先進電腦橫機的成圈系統(tǒng)的主要機構 工作原理深入分析 研究的基礎 上 采用計算機輔助設計技術 嘗試運用a n s y s l s d y n a 有限元分析技術對電腦橫機成圈 機構進行瞬態(tài)動力學分析 運用a n s y s 對舌針針鉤進行結構靜力分析 達到了對橫機成圈 5 浙江理 f 大學碩 學位論文 機構設計理論及設計方法探索 為國產(chǎn)電腦橫機的開發(fā)研究及橫機機構的設計優(yōu)化提供理 論依據(jù) 1 4 本論文研究的內容 本論文主要是運用a n s y s l s d y n a 有限元分析技術 通過對全自動電腦橫機成圈機構 的理論研究與仿真分析 全面系統(tǒng)地分析全自動電腦橫機成圈系統(tǒng)的主要機構與工作原 理 運動規(guī)律及其受力情況 其主要內容如下 1 深入研究分析國內外電腦橫機相關技術文獻資料 對國內外先進電腦橫機的性能進行 分析與對比 結合全電腦橫機的研究開發(fā)項目 重點對全電腦橫機的成圈機構作理論分 析與研究 2 研究全自動電腦橫機成圈編織機構的構成和作用原理 重點研究選針原理 織針的走 針運動分析 通過運動分析 功能映射 關聯(lián)設計等手段 將計算機設計技術融入全電 腦橫機產(chǎn)品概念設計過程 3 對現(xiàn)有的全電腦橫機成圈三角系統(tǒng)進行實驗分析研究 準確確定成圈系統(tǒng)的工藝參數(shù) 和工藝要求 為成圈機構的有限元分析建模提供準確的工藝參數(shù) 確保建模分析結果的 j 下確性 4 應用有限元a n s y s l s d y n a 軟件對電腦橫機成圈機構進行建模分析研究 有效地 解決建模過程中重要參變數(shù)的技術分析與處理問題 嘗試運用有限元分析軟件深入分析 織針與三角瞬念沖擊動力學狀況 并對成圈 移圈和集圈過程中成圈機件的動態(tài)運動參 數(shù)與力學參數(shù)作進一步研究 5 對比有限元分析結果與全電腦橫機實際編織運動的相似性 分析機頭運動速度變化對 成圈機件瞬間沖擊力的影響 為電腦橫機的機構的設計優(yōu)化提供理論研究的基礎 6 結合有限元分析所得的結果 對成圈機件結構的優(yōu)化進行了分析研究 加深對非線性 三角的研究 完成三角曲線的優(yōu)化設計 運用a n s y s 有限元技術對舌針針鉤進行結構靜 力分析 得到了結構體中應力集中部位 從而為舌針的優(yōu)化設計 提高使用壽命提供了 必要的理論分析基礎 6 浙江理l 人學頌 學佩論文 第二章電腦橫機成圈機構的結構及原理分析 新 代的電腦橫機土要由傳動機構 喂紗機構 牽拉機構 花型及控制機構 成圈 編織機構 檢測白停機構等紐成吲 圖2 1 所示為全自動電腦橫機整體結構罔 芒 酶蝴蚺i f 7 j 8 圖2 1 壘自動電腦橫帆整體結構圖 2 1 電腦橫機成圈編織機構 電脯橫機的成嘲編織機構足橫機并機構中的核心部分 主要山針床 三角裝置 舌針 選針片 電磁選針器等自i 成 通過電磁選針器對選針片的作用 完成三助位選針 作 然 后 導針片帶動舌釗運動 控制舌針到達不同的遐圈高度 形成成圈線圈 浮線編織 集 圈線圈 移圈線圈 在編易l 過程葉1 各機什的狀態(tài)及配合協(xié)調與古 將卣陵天系到機器能 行征常編織和產(chǎn)品質量的好壞 同時 產(chǎn)晶花色的變換也是通過這一部分機件的變換和配 合米完成的 2 1 1 針床的結構設計 針床俗稱針板 材料采用2 0 c r m n m o 碳素鋼經(jīng)刨床 磨床 銑床等j j 工而成 設計厚 度和寬度隨幣 川型號機器的大小而異 艇度要求站到h r c 5 5 6 0 0 表面粗糙程度為08 3 典體結構如圖2 2 所示 針板上有 h j 隔距離均勻的針槽 是用r 放置舌針的 其寬度 深度和針距的大小 隨 著機弓的不問而異 為保證前 后針床p 的針槽寬度 深度 問距的一致性 采用專用數(shù) 檸銑床加工 浙江理 人學碩 學位論文 圖2 2 針床結構圖 引板主要作用有兩方面 一 利用橫機兩個釗昧之拍j 的桐7 移動 編織由傾斜線圈形 成的具有被紋外觀效應的波紋組織 二 在橫機前后針床 己 移圈時 通過移動針床柬達 到穆吲針和接圈針之問的準確塒位 2 1 2 織針組合件的配置 圖23 所小兒電腦橫機個針床的截面圖 即舌針系統(tǒng)的配胃劇 針槽山鑲嵌的俐片 形成 件同引槽t p h 時排自無踵再引l 導制片2 進引導片3 選針片4 年 沉降 5 舌針1 沒有針踵 在針槽滑動面r 滑動 其尾部有缺l 導針片2 頭端緊密配合 棚 互嵌套成為一個整體 通過導針片2 的運動帶動舌f i 完成各種運動 導針片2 的片尾在較 深的針槽滑動咖l 滑動 由下帶有定的彈性 在外力作川f 它的釧踵便被壓入針槽 從而使矗引退出i 作狀態(tài) 當外力撤銷后 針躥又自動m 針槽內彈出 選針導片3 位于導 針片后端p 部的稽內 通過選針片的推動 它的片踵可以處于一個位置 并受壓板的控制 從而使舌針在同一橫列中分別實現(xiàn)成圈 集剛 小編織種i 作狀態(tài) 選針片4 在選針導 片3 的r 方 它的頭端可以作用在選針導片i 勺豐丁上 選引片除了上r 兩個片踵咀外 進有 八擋高低不同的齒 餌片選針片j l 留有擋選針齒 沉降片5r 協(xié)助舌針成圈并進行部分 拉j 作 圖2 3 舌針系統(tǒng)的配置圖 浙江理i 人學碩十學位論文 2 1 0 三角座的結構分析 電腦橫機選針工作原理p h 機頭的三角配霄結構關系密切 圈2 4 所示為本課題研究所 用的電腦橫機三角配霄結構圖 各部件名稱和作用如下 圈2 三角座的平面結構 1 移圈導向二角i 嗣定在底板上 在移嘲時使用 作用r 導針 的上 踴 使導針片帶動再針完成移剛 2 移圈二三角2 活絡三角 t d 垂 r 底板做進出運動 與導向鋤聯(lián)動 需要編織移剛時 作用j 導針片帕上片踵 使導針 升 從而推動舌針到達移圈位置 將線嘲轉移到對面針瞇對 應的舌制卜 3 導向i 角3 話絡j 角 叮垂直與底板做進出運動 與移圈二三角聯(lián)動 當需要編織時 進入工作 包含挺針三角 4 彎紗三角4 彎紗三角可以平行于底扳上下移動 山步進電機帶動 彎紗三角越低 線圈的彎紗深 度越人 織物密度就越稀 反之則越密 并且此彎紗i 角具有兩個彎紗深度 從而不同的 條件f 編織出不l 刊k 度的線嘲 5 接周 三角5 固定于底扳上 在移罔時起作 作用于導針片的f 片踵 是導針片上列 進而推動 舌針j 二升到接嘲位胃 接受對面針床上對應舌針轉移過來的線圈 6 起針三珀6 l 呵定j 底板 二 作用是使導針 上升 推動舌針到艇圈或成嘲高度 7 選針導片復位i 角7 浙江理1 大學碩十學位論文 固定于底板上 作用是在選針前通過作用于選針導片的片踵 將位于a 位置的選針導 片壓至h 位置 8 選針導片歸位三角8 活絡三角 可垂直于底板進出運動 作用使選針導片由h 位歸為到b 位置 9 集圈控制壓板9 可以上下擺動 下擺時壓住處于h 位置的選針導片的片踵 使導針片壓入針槽而不再 沿導向三角上升 從而形成集圈 1 0 接圈控制壓板1 0 可垂直于底板進出運動 當參加編織時 可使h 位置的選針導片在移圈時接受對面針 床上對應舌針轉移過來的線圈 1 1 退出工作控制壓板1 1 固定于底板 作用于沒被選針器選中的選針導片的片踵 使對應的導針片不參力n r 作 不沿起針三角上升 1 2 半彎紗控制壓板1 2 可以上下擺動 下擺時進入工作 可使a 位置的選針導片對應舌針成圈時 形成短線 圈 上擺時退出工作 1 3 選針器1 3 選針器 每個底板有4 個選針器 每個選針器有八擋選針頭 每擋對應選針頭的齒 選針頭可以上下擺動 下擺時 選針器的選針頭壓到選針片的對應齒 使選針片被壓入針 槽 選針片的下片踵不沿選針三角上升 上擺時 選針頭壓不到選針片的對應齒 退出工 作 1 4 選針片起針三角1 4 固定于底板 作用于選針時將沒有被選針頭壓入的選針片向上推 將相應的選針導片 由h 位送入a 位 1 5 選針片重置三角1 5 固定于底板 作用于選針片的片尾 使被選針器推進針床的選針片重新露出針床 回 到正常的選針位置 1 6 半起針三角1 6 選針時將沒有被選針頭壓入的選針片向上推 將相應的選針導片由b 位置送入h 位置 1 0 浙江理工大學碩士學位論文 2 0 成豳原理分析 2 2 i 選針原理分析 m2 cb o 時 r o 導針片沒產(chǎn)生失控現(xiàn)象 蹴 當 研 m z 等 o 針在作減速運動時 出 f f p f l q 一 l 聊2 g 聊 m 2 y 2 等孚 o 時 r o 是導針片貼附在三角工 出 作平面上運動的臨界條件 三角與導針片之間已不存在壓力 導針片的運動軌跡 依舊沿 著三角工作平面 f f 3f f p a l q 一 1 1 t m 2 g l l m v 2 等孚 o 時 r 廠 l t i m e 圖5 2 3 導針片的位移變化曲線 熟 料m 州 哂m 譯m 圖5 2 4 導針片速度變化曲線 i 越 軋t i 目l l 三 t l i 糾1 叩了目7 f r r r 一 t 1 f i 圖5 2 5 導針片加速度變化曲線 5 4 4 導針片針踵最大受力分析 上述模型分析初速度定義時 成圈模型取機頭在x 方向上速度為1 2 m s 移圈模型 取機頭在x 方向上的速度為0 8 m s 分析得到三角對針踵的沖擊力不同 所以在k 文件 5 2 浙江理一l 大學碩十學位論文 中加載不同的速度 機頭速度為0 4 1 2m s 時 得到垂直方向導針片針踵最大受力情況 見圖5 2 8 可以看出針踵垂直方向上最大受力0 6 m s 時約是o 4m s 時的兩倍 0 8r n s 時的最大垂直受力大約是o 4m s 時的2 5 倍 因為能量守恒 在不同的速度條件下 發(fā) 現(xiàn)垂直方向上的最