基于运动合成的旋转变速运动建模及其驱动机构演变

为满足织机开口运动停—升—停的工艺特性及其动力学性能,提出一种基于运动合成的旋转变速运动规律构造方法。从组合机构角度提出旋转变速运动驱动机构及其演变,建立不同驱动机构的相对运动传递函数模型。采用目标优化法对旋转变速机构尺寸参数进行设计,在相同的中心距半径和转子臂初始位置的情况下建立优化函数并进行求解。仿真结果表明:偏移系数是影响旋转变速运动的关键参数,且变速运动静止时间、相对位移和速度峰值随偏移系数增加而减小;传递函数是影响旋转变速机构运动特性的重要参数,当偏移系数为0.4147时,随传动比的减小,转子臂相对位移减小,同时影响旋转变速机构凸轮特性,传动比大于0.9后不能满足旋转变速机构约束条件;用导杆滑块机构和铰接四杆机构对齿轮机构进行代换,可近似实现变速规律相对运动的传递,其传动误差分别为0.010、0.003 rad;通过减小中心距对铰接四杆机构重新优化可以提高旋转变速机构传动性能,满足高速运动需求。

连杆曲线导引的织机开口机构设计

传统连杆开口机构难以使梭口保持停歇,无法适应高速、宽幅的现代新型织机的工艺要求。引入特殊连杆曲线导引的概念,利用带鲍尔点和带圆点连杆曲线能使从动件产生停歇的原理,设计了两种新型连杆开口机构。该机构由四连杆机构和综框导引组件组成,四连杆机构的曲柄、连杆、摇杆和机架杆杆长比分别为1∶2∶2∶2.76、1∶2∶2∶2.3,连杆点的位置角分别为62.49°、49.15°,其与摇杆相连的连接杆与连杆等长。综框运动规律显示:两种机构梭口满开时主轴的相对静止角分别为约150°,40°和200°;综框处于最高和最低位时速度和加速度均为0,表明综框运动平稳,无冲击。该机构突破了传统连杆开口机构的局限,为低成本新型织机的开发创造了条件。

基于轮廓曲线修正的织机打纬凸轮设计及验证

为减轻织机在打纬前、后心产生的瞬时冲击,将一种修正梯形筘座摆动规律应用于共轭凸轮打纬工艺改进。在工艺分析和机构学设计基础上,利用Matlab构建基于正弦-直线-余弦组合的分段式从动件运动曲线,以此实现打纬共轭凸轮理论廓线反求开发。运算结果显示:主、副凸轮最大压力角分别约为20.6°和27.3°,符合凸轮与滚子接触传动许用条件。将理论廓线以三维坐标形式进行数据转化处理,在ADAMS/View环境下建立打纬共轭凸轮仿真模型,通过机构学仿真验证了筘座角位移、角速度及角加速度的工艺可行性。借助光固化3D打印工艺制作比例模型,试验结果表明:共轭凸轮动力传递平稳,纱线在打纬点附近与筘座发生明显接触和前移变形,打纬效果良好。

喷水引纬机构动态特性对自由射流的影响

为适应不同喷水引纬织机幅宽的需求,基于伯努利与液体连续性原理建立喷水引纬机构动力学模型,喷嘴自由射流初始段最大距离与纬纱所受射流牵引力的数值模型,分析其动态特性并通过弹簧刚度系数确定凸轮系统最低转速,探讨不同弹簧刚度系数与弹簧最大压缩量条件下机构动态特性对柱塞运动周期、射流最大速度、雷诺数、射流初始段最大距离、纬纱所受射流牵引力的影响;仿真结果表明:弹簧刚度系数增大时,柱塞运动周期变小,对应的凸轮系统最低转速变大,当弹簧最大压缩量取0.029 m,弹簧刚度系数取40 000、50 000、60 000 N/m时,水射流速度最大值为62.19、69.85、78.99 m/s,射流初始段最大距离为937、1 000、1 074 mm,纬纱所受水射流牵引力为5.37、6.44、7.28 N;而弹簧最大压缩量对上述变量的影响幅度很小,故在大幅宽织机需求下应首要考虑使用更大刚度系数的弹簧。

棉纺精梳机锡林不同梳理区梳理效果分析

为了研究棉纺精梳机锡林不同梳理区的精梳落棉率、棉结及纤维排除率的变化规律,使用5分区的整体锡林,并分别采用5个、4个、3个、2个、1个梳理区进行精梳试验,得到了5种不同试验方案的精梳落棉率、落棉中的棉结含量及纤维长度分布,并利用导出的公式计算得出锡林不同梳理区的落棉率、棉结排除率及不同长度纤维排除率的变化规律。结果表明:整体锡林的5个不同梳理区的落棉率、棉结排除率及不同长度纤维排除率的变化规律基本相同,即梳理区排序从大到小依次为第2梳理区、第3梳理区、第1梳理区、第4梳理区、第5梳理区。在锡林的同一梳理区内,当纤维长度小于钳板钳口外纤维丛长度时,纤维长度越短时排除率越高;当纤维长度大于钳板钳口外纤维丛长度时,随着纤维长度的增大纤维排除率有减小的趋势,并具一定的波动性。梳理隔距和锡林针齿深度是影响梳理效果的重要参数。

间隔织物双剑杆织机平行打纬机构箱体的振动分析

针对双剑杆织机共轭凸轮与四连杆组合的平行打纬机构箱体随着织机转速的提高产生强烈振动,影响打纬精度和可靠性的问题,采用理论分析与虚拟仿真结合的方法对打纬机构及箱体进行动应力和振动特性研究。建立了平行打纬机构的动态静力分析方程,运用ADAMS软件对机构进行多体动力学仿真,求解箱体所受的支反力;构建箱体—弹簧阻尼—柔性基础的系统模型,分析箱体在竖直方向的受迫振动,并在仿真过程中探索减小箱体振动的方法。研究结果表明:摆臂轴孔处箱体所受支反力峰值最大,打纬推程阶段箱体的受力最为集中;当凸轮轴转速为260 r/min时齿轮啮合频率与箱体一阶固有频率相等,会产生共振,应避免使用这一转速工作;箱体在竖直方向上产生周期性振动,增加螺栓个数和附加动力减震器有助于改善箱体的振动特性,振幅分别减少38%和23%。

单边双针双线摆动缝合轨迹设计及实验验证

针对单边双针双线缝合头插刺机构无法缝制3 mm以上厚度预制体的问题,提出一种不对称的8字形运动轨迹并对插刺机构的运动轨迹进行了设计。首先,基于单边双针双线缝合工艺对插刺机构运动学进行分析,确定摆动插刺机构各构件的尺寸;其次,在ADAMS中构建机构模型并进行轨迹分析;最后,通过实验样机进行缝合实验。实验结果表明,设计的缝合机构可将实际缝合厚度不足3 mm提高到8 mm,并在缝合过程中形成稳定线环,验证了不对称8字形缝合工艺及摆动插刺机构的可靠性。

巴斯噶蜗线齿轮-曲柄滑块式引纬机构设计

为了优化引纬机构性能,在现有引纬机构的基础上进行了创新研究,提出了一种巴斯噶蜗线齿轮-曲柄滑块组合传动的新型引纬机构。为便于分析新型引纬机构的运动特性,基于数值分析和几何图形建立了该机构的运动学数学模型,并利用MatLab建立了该引纬机构的可视化设计分析平台。为分析各设计参数对该引纬机构的运动特性的影响,以剑带加速度为优化目标,利用正交试验优化方法对该机构进行优化分析,得出展长与发生圆直径比值、连杆长度与曲柄长度比值和传剑轮半径这3个参数对引纬运动规律有较大影响;变性系数和丝杠螺距则影响不大。研究结果可为全面研究引纬机构运动特性提供参考意见。

考虑梭口因素的积极式凸轮开口设计

为协调复杂机织物对不同梭口的适应性,将共轭凸轮、平面杆组与织机开口系统的设计开发相结合,形成了一种适用于半开梭口织造的积极式凸轮开口构型。利用MatLab开发具有非对称静止时长的摆臂运动规律,有效延长下层经纱的静停时间;在机构设计、梭口分析和程序编译基础上,实现极坐标条件下的主凸轮理论廓线精确反求与压力角校核;通过路径跟踪仿真生成副凸轮理论廓线,构建基于ADAMS/View的共轭凸轮开口数字功能样机。研究结果表明:主、副凸轮与滚子之间具有良好的几何封闭接触,凸轮实际轮廓曲线达到理想共轭精度;综框运动规律与摆臂从动件高度匹配,可满足半开梭口对于下层经纱的长停要求。该设计对高速织机的梭口创新和形式改造具有重要借鉴。

受限空间下打纬机构力矩平衡分析及其调控策略

针对打纬机构惯性打纬力与打纬阻力不平衡造成的不利影响,建立打纬机构的力学模型,以四连杆打纬机构为例,确定打纬机构结构方向的调节方法,考虑空间受限情况进行定量仿真分析,对比分析不同调节方案对驱动力矩和输出力矩的影响,并分析不同杆长设计参数带来的运动特性。仿真结果表明:通过增设平衡构件和改变杆长比例可以有效地调控惯性打纬力;当打纬力不足时,转动惯量与角加速度后打纬力矩分别提升了约14.5%与3%,共同调节提升约17.8%;当打纬力过大时,通过尺度调节后力矩降低了约7.6%;转动惯量和角加速度是惯性打纬力的主要控制变量,通过调节这两个变量可满足不同条件下的织造工艺需求,并为打纬机构尺度及结构设计提供理论参考。

碳纤维多层立体织物平行打纬构型的设计建模与仿真

为提升碳纤维立体织物各层打纬力分布的均匀性,通过机构串联对共轭凸轮与平面四连杆进行功能配置,设计了一种适用于多层立体织造的组合式平行打纬构型。根据修正梯形加速运动规律,在Matlab环境中对主、副凸轮理论廓线进行数值分析与编程反求,提出了适用于多层立体织物的打纬阻力计算方法,构建了基于Adams/View的高精度平行打纬系统数字化仿真模型,并针对其运动特性、共轭精度及接触碰撞等进行了动态模拟与分析。结果显示:钢筘在前死心位置(凸轮轴转角为72°时)附近能够很好地实现水平打纬运动;摇轴与摆臂具有较高的角运动匹配精度,且两者负角加速度在前死心处均达到瞬时最大,有利于同步打紧各层纬纱;当凸轮机构存在共轭间隙时,摇轴角位移、角加速度会产生明显的偏离与振荡,同时主、副凸轮与滚子之间亦存在高频次接触和碰撞,并将导致摇轴与筘座发生振动,不利于提升平行打纬动力精度。文章为高品质多层立体织物打纬构型的设计与应用提供了借鉴。

旋转式电子多臂开口提选综凸轮协同反求与数值实现

针对高速电子多臂开口复杂的机械控制构成,通过旋转式多臂机的功能原理解析和数值运算,实现提综变速系统与选综控制单元驱动凸轮的协同设计。将摆线修正等速运动规律应用于滑块架回转输出,利用Matlab对提综共轭凸轮工作轮廓进行设计计算,结果显示:当滑块架预设停顿角度为25°时,主、副凸轮最大压力角约为40.8°,提综摆臂行程角约为41.2°,满足旋转变速模式下的提综工艺要求。采用“二分法”对提综与选综配合参数进行迭代计算,确定大转盘安全转角约为38.79°、选综凸轮升程角与回程角约为83°。根据选综机构条件及控制要求,构建基于五次多项式的摆杆运动规律,并在Matlab环境下计算生成选综共轭凸轮理论轮廓曲线。从数值分析层面验证了提选综凸轮的运动配合机制,为高精度电子多臂开口的协同设计与开发提供了一定理论参考。

高温超导磁悬浮引纬结构悬浮稳定性分析

针对现有电磁投梭技术能量利用率低、引纬幅宽提升有限等问题,提出了一种基于超导磁悬浮的引纬方式,基于高温超导体的迈斯纳效应高温超导片梭能实现其自稳定悬浮,再通过设计的电磁线圈轨道产生行波磁场驱动片梭,从而实现增加片梭织机引纬幅度。由于引纬结构中永磁轨道间磁场存在相互干扰使轨道产生的磁场非对称分布,导致超导片梭两侧超导体悬浮力不相同,超导片梭不能稳定悬浮在轨道上方,后续引纬过程不能进行。为了保证引纬前片梭悬浮稳定性,通过有限元仿真软件分析超导片梭受到的悬浮力,并通过数值计算对永磁轨道磁场进行求解,从而研究磁场分布与超导片梭悬浮稳定性之间的影响。研究表明,轨道上方磁场分布对称性越高,超导片梭悬浮稳定性越高。通过数值计算方法确定了永磁轨道之间的距离为30-40 mm,即永磁轨道之间磁场发生干扰的临界距离,磁场分布具有很强对称性,超导片梭能够稳定悬浮于永磁轨道上方,并且能使超导片梭尺寸最小。

AGV小车在玻纤整经车间经轴转运系统中的应用

AGV小车作为一种无人驾驶的激光导引运输车,在计算机调度和管理下,可自主完成一系列自动化运输。近年来,随着玻纤需求量的不断提升,玻纤工厂生产方式面临着巨大挑战。在玻纤整经车间,国内大部分生产企业还是依靠人工完成生产操作、质量检测、出入库及报表统计等,生产管理效率低、质量控制难度大、用工难、管理成本高,严重影响玻璃纤维企业的竞争力。通过采用计算机调度系统与AGV小车之间的相互配合完成了玻纤整经车间的一系列自动化转运路径,实现玻纤整经车间的自动化。

环保耐用型铁木艺多功能床的设计研究

为了能让人们在保证睡眠质量的同时,又能远离甲醛等挥发刺激性气体的危害,设计了一款环保型铁木艺多功能床。多功能床主要由床头装配组件、床尾装配组件、床架装配组件、床板与床垫装配组件、蚊帐杆装配组件、中间支腿装配组件等组成,整体布局合理,强度和刚度高,高度可调,安装与拆卸方便,稳定性好、舒适度高、成本低、实用性强,做到了既能满足当代睡眠床风格、造型、色彩等家具元素,又能适应不同人群的需要。

铁木织机再研究

铁木织机是在中国晚清时期振兴实业背景下发展而来的特殊产物,无论从时间跨度还是技术转变角度来说都是中国近代纺织发展史中重要的一环。对铁木织机进行研究,一方面可以直观地再现中国近代手工纺织向动力纺织的转变过程,另一方面通过对其传播过程的考证,对学界现有的部分观点进行考辨与问疑,从而对中国农村手工业的发展具有更准确的认知。本文通过文献研究与实地考察发现:(1)铁木织机通过精巧的机械结构将开口、投梭、打纬、卷布、放经五个工序互联,提高了工作效率与布匹质量,缓解了当时洋纱、洋布对市场的垄断,更为中国纺织的机械化发展迈出坚实的一步;(2)铁木织机的发展脉络为19世纪英国将铁木织机传入日本,1887年日本掌握其制作技术,后于1903年由中国考察团将其从日本带回中国天津。铁木织机在政府、企业家等多方面的共同努力下仅用数十年的时间便在高阳、潍县等地得到快速发展,为中国近代纺织行业重心的散点式分布埋下伏笔。

颜色传感器在耐摩擦色牢度试验前后的沾色信息采集

在耐摩擦色牢度评级过程中,鉴于传统目光评级法易受主观判断及客观条件差异的影响,文章以TCS230颜色传感器作为辅助工具,按照标准流程执行耐摩擦色牢度测试。通过对比摩擦测试前后的RGB数值变化,量化分析摩擦布上因摩擦而产生的沾色程度,进而实现对耐摩擦色牢度的科学评级。试验结果表明,TCS230颜色识别传感器能够有效捕捉并记录摩擦色牢度测试前后摩擦布RGB数值的变化情况。这些数值变化情况直观反映了摩擦布在测试过程中的沾色变化信息,为耐摩擦色牢度的客观评级提供了可靠的数据支持。因此,测试中引入TCS230颜色传感器不仅可提高评级的精度,还增强了评级过程的一致性和可重复性,为纺织品色牢度评估提供了有益的尝试。

超宽超厚碳纤维三维织物多层拢纱机构

文章首先对碳纤维三维织物在拢纱过程中出现的主要问题进行了介绍,指出了超宽超厚碳纤维三维织物在拢纱过程中,由于织物的厚度、幅宽以及经纱的数量、层数和密度较大,纱线在布纱和织造过程中更加容易出现缠结、交叉和磨损等现象,直接影响到超宽超厚碳纤维三维织物的质量和织造效率。因此提出了一种全新的多层拢纱机构,由多瓷眼拢纱板、钢丝绳框架和拢纱框架组成,实现对每一根纱线的整理和分离,满足不同层次、不同方向纤维束拢纱的需求。在有效的提高织造效率的同时,保障织物的质量,减少纱线的断裂和缠结,降低织造的成本和浪费。

曲面摩擦型织物耐磨仪测试方法的改进

为了解决威士伯织物耐磨仪在曲面摩擦测试中存在磨料适应性差、磨料耐久性低和测试效率低的问题,以具有代表性的纯棉、涤棉和涤纶织物为测试对象,采用耐久性好的金刚石砂布和树脂砂布作为磨料,并对金刚石砂布和树脂砂布的摩擦耐久性进行验证。探究了在磨料锋利度和负荷不变的条件下,织物强力损失率与摩擦次数的相关性,重点围绕摩擦后织物强力损失率这一客观评价指标,提出通过给定摩擦次数(100次)下筛选磨料锋利度使之与被测织物适配,避免织物样品欠磨损造成磨损差异小、结果数据离散度大的问题和过度磨损造成结果区分度低、耗时长的问题;在此基础上倍增摩擦次数(200次)提高测试结果稳定性和区分度。认为:改进后的测试方法提高了耐磨仪对织物样品的适应性,显著提升了测试效率和耐磨性评价的准确性。

USTER Quantum 4型电子清纱器使用实践

探讨USTER Quantum 4型电子清纱器D/CD清纱功能和交叉清纱功能的应用效果。介绍了USTER Quantum 4型电子清纱器的主要清纱功能,对其D/CD清纱功能进行验证测试,并利用其交叉清纱功能对用户反映的布面纱疵进行监测。生产实践表明:通过合理设置该电子清纱器D/CD清纱功能,能够有效监控纱线密度差异疵点;而交叉清纱功能的应用可有效加强对纱疵的监控。认为:利用USTER Quantum 4型电子清纱系统监测控制数据,可有效控制纱线疵点,指导优化和提升纺纱生产中的质量管理。