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。

间隔织物用钢筘运动路径规划及驱动机构设计

为满足间隔织物打纬过程中钢筘运动轨迹和动态特性等需求,基于凸轮连杆组合机构研究钢筘运动路径规划、驱动机构设计及动态特性控制方法。建立基于刚体导引的钢筘驱动机构设计模型及基于傅里叶级数的钢筘运动特性控制模型,设计并仿真验证钢筘运动路径及其运动特性。结果表明:摇杆初始角位移是决定钢筘运动路径的重要参数,设计5组不同参数的钢筘驱动机构均可实现钢筘平行打纬,最小轨迹误差率为0.02%;构建的凸轮从动运动规律可平稳控制钢筘沿其运动路径往复运动,且在钢筘运动启停阶段有50°的近似静止时间,可增加开口角和引纬角,有利于提高织机转速和满足幅宽需求;调节负向加速度峰值可获得不同惯性打纬力,为打纬机构参数化设计提供理论参考。

变速驱动下电子开口机构运动学建模及工艺优化

为满足织机开口过程中综框静止时间及动态特性等工艺需求,建立了基于速比系数的电机旋转变速运动参数化模型及提综连杆尺度综合模型,确定了模型参数调控方法,仿真分析了不同参数条件下电机变速运动规律与连杆尺寸对开口工艺特性的影响。结果表明:当提综臂最大摆角一定时,综框静止时间、速度与加速度随速比系数增加而减小;取速比系数为0.41时,相对织机主轴综框近似停顿120°,梭口对称率达到94.83%;速比系数是旋转变速运动规律的唯一控制变量,调节速比系数可获得不同的综框静止时间及综框动态特性,满足不同参数条件下织造工艺需求,并为电子开口系统设计提供理论参考。

织物组织规律对高速共轭凸轮开口工艺的影响

为改善凸轮开口过程中织物种类多变、综框静止时间及动态特性和凸轮的承载条件等工艺特性,利用MatLab建立织物参数系统化模型。以最优的从动件运动规律为基础,分配合适的综框运动角,对复杂的织物组织规律与开口凸轮的理论廓线进行匹配,并对凸轮性能进行分析。结果表明:从动件遵循简谐运动规律,去除开口静止角的开口过程中,凸轮的性能最佳;设计出织物循环数组内和组间的织物组织规律与凸轮廓线的匹配关系,可很大程度上优化实际加工中的凸轮性能。

变导程螺旋引纬机构运动特性分析

为了研究曲柄滑块机构及变导程螺旋传动机构运动特性,采用平面解析法建立了曲柄滑块机构的运动学模型,并利用MatLab对其机构特性进行仿真。以标准椭圆比函数作为引纬运动规律,应用多项式拟合,建立了滑块位移与螺杆转角的函数方程,并推导出变导程螺杆的螺旋线方程、螺旋升角及导程的表达式;分析了螺旋传动的工作原理和影响螺旋传动效率的因素,将螺旋升角控制在合理的范围以提高螺旋传动效率;选择摩擦因数较小的螺旋副材料并配以合理的润滑方式。

挠性剑杆织机变导程螺杆设计

针对挠性剑杆织机变导程螺杆设计问题,以曲柄转角作为唯一变量,提出变导程螺杆传剑机构建模方法及初始导程边界控制条件与调节方法,给出变导程螺旋线的设计方程;以椭圆比函数作为剑杆运动规律,仿真分析不同椭圆比系数对剑杆初始加速度及变导程螺杆导程曲线的影响。结果表明:剑杆初始加速度不能为0 m/s 2;随着椭圆比系数增加,导程函数初始值增加,但升程阶段导程函数呈现非单调性变化,对应椭圆比系数范围为0.15~0.30;当椭圆比系数为0.2时,2种不同幅宽所对应螺杆导程变化率均约为27%,可为实现不同幅宽织机螺杆系列化设计提供理论参考。

基于线性阵列的纱线直径与毛羽测量方法

基于线性阵列测径技术,利用线阵CCD激光传感器研究纱线直径测量和毛羽估计方法。提出了纱线直径线轮廓特征信号的递归平均滤波算法和直径像素坐标获取的线性插值方法。设计了非接触式实时测量系统,并制定实验方案。通过仿真实验验证了递归平均滤波算法,分析了不同浮动阈值对直径像素的影响及子片段毛羽与直径的变化。仿真结果证实了纱线直径获取算法的有效性、测量系统的可行性和测量结果的良好再现性,且系统能够精确测量纱线直径和估计毛羽率,实现了数据分析过程自动化与实时化。

碳纤维多层织机打纬机构运动学分析与尺度综合

针对碳纤维多层织造过程中各层纬纱受力一致性需求,提出基于无急回特性曲柄摇杆机构串联的转动-转动-移动副(简称RRP)型基本杆组的轴向六连杆打纬机构,并给出刚体导引与机构几何关系相结合的尺度综合方法。在考虑钢筘极限位置和力传递性能的情况下,优化设计打纬机构,确定合理的机构尺寸和传动角。运动学仿真结果表明:钢筘极限位置和打纬动程的误差率均为0.06%,且在前死心时钢筘打纬加速度大,在后死心附近加速度变化较小,利于厚重织物打紧和机器降噪。轴向六连杆打纬机构驱动钢筘垂直作用于碳纤维多层织物的各层纬纱,受力均匀,其尺度综合方法为考虑织造工艺、运动学性能和机构尺寸等特定要求的打纬机构设计与优化提供一定的理论参考和实验数据。

逆转辊涂布间隙的计算机控制系统研究

为实现涂布间隙的自动精确调整,提高涂布质量,以差动螺旋微调节机构为研究对象,首先建立系统的数学模型,然后进行了误差分析和调节流程分析,并且在PMAC控制器中嵌入积分分离的PID控制算法,用来改善系统的控制性能．仿真结果验证了此方法的有效性．

变速引纬规律驱动下剑带变长度非线性振动建模及其响应

为深入研究不同变速引纬规律驱动下剑带纵向振动对工艺的影响,针对变速引纬规律设计,提出基于余弦级数的引纬参数化建模方法;同时对受驱动力作用下变长度、变速运动剑带的非线性动力学研究,基于有限元法建立变长度项的剑带受迫振动模型,可知其系统质量、刚度、阻尼项均与剑带长度有关。分析不同加速度参数下引纬规律对剑带运动特性、纵向振动与工艺影响,结果表明:剑带初始加速度与负向加速度峰值是影响引纬工艺的关键参数。剑带速度与加速度峰值、进梭口时间、内应力峰值随初始加速度增加而减小;剑带握持纬纱与进梭口时振动则随负向加速度峰值增加而增加;合理调控关键参数,能协调打纬、引纬与开口等工艺时序及动态特性。

旋转多臂变速运动规律建模及其对开口机构传动影响

针对电子多臂开口对不同织造工艺的适应性问题,分析旋转变速机构构型及其运动特性,从运动合成角度提出基于固定凸轮-滑块的旋转变速机构运动学分析与设计方法,建立适于产品系列化设计的旋转变速疏密化正弦运动规律模型及其相对运动传动模型,探讨连杆参数变化对机构性能与开口工艺的影响。结果表明:转子臂与偏心连杆相对运动为近似等角速比传动,提综臂运动特征值由0. 000开始连续变化无突变;随疏密化调节系数增加,凸轮廓线、压力角、曲率半径、提综臂运动特征值及其相对主轴静止时间均减小;合理选择疏密化调节系数获得加速度或扭矩最优运动规律,可满足不同织造工艺需求,并为电子多臂机系列化设计提供理论基础与技术参考。

高速剑杆织机共轭凸轮引纬机构运动精度分析

为提高高速剑杆织机共轭凸轮引纬机构运动平稳性、运动精度及纬纱交接可靠性等,建立含尺寸误差与运动副间隙的凸轮机构、铰接四杆机构和齿轮机构及其串联组成的共轭凸轮引纬机构运动精度误差模型,结合概率统计法进行运动学仿真分析,揭示凸轮、铰接四杆与齿轮机构误差对剑头运动精度误差及引纬工艺的影响规律。结果表明:凸轮机构在剑头位移误差影响中占比最大,约为48%,铰接四杆机构和齿轮机构对剑头位移误差影响的占比分别约为35%和17%,提高凸轮机构加工精度可改善机构运动精度;机构运动精度误差引起剑头进出梭口的时间改变,剑杆在交接过程中的位移偏差为-4.09~3.23 mm,加速度的偏差均值约为13.07×10^2 m/s^2,从而产生较大惯性力与剑杆的动态变形,致使纬纱交接失误。

剑杆织机柔性从动件共轭凸轮打纬机构动力学分析

针对剑杆织机共轭凸轮打纬机构因自身振动造成筘座角加速度偏差大,降低织造的质量,缩短共轭凸轮寿命的问题,对共轭凸轮打纬机构进行合理化简化后,采用Rayleigh-Ritz法对柔性从动件进行离散化处理,基于Lagrange方程建立了剑杆织机柔性从动件共轭凸轮打纬机构的动力学方程。运用Mat Lab软件对柔性从动件共轭凸轮打纬机构进行了动力学仿真分析,在仿真过程中通过改变打纬机构的结构参数探索减小打纬机构振动的方法。仿真结果表明,打纬机构在高速运动过程中柔性从动件产生的横向振动会导致筘座角加速度波动明显,提出了通过减小筘座脚质量来减小筘座角加速度偏差和机构振动的方法。

高速共轭凸轮打纬机构柔性动力学分析

共轭凸轮打纬机构广泛应用于高速剑杆织机中,对其进行全面深入的动力学特性研究,将提升织机整体性能,提高生产效率。基于有限元法对打纬机构柔性构件进行有效离散化,为建立精确的动力学模型提供物理模型基础;应用Kane方程结合模态综合技术建立共轭凸轮打纬机构动力学模型,不仅形式简单,求解时也可大大节约计算资源。基于该动力学模型,分别对凸轮转速、打纬阻力、结构参数对动态响应的影响进行仿真。结果表明,转速提高和打纬阻力带来的机构变形不足以影响打纬性能,但转速变化对机构加速度影响明显。研究结果为改善各实际工况和结构参数下打纬机构的动态性能提供了依据,也为更精确地动态优化设计高速打纬机构奠定了理论基础。

立体织物整体穿刺钢针阵列布放装置研制及实验验证

针对立体织物整体穿刺钢针阵列大量超长,穿刺钢针由人工布放的不足,设计了适用于钢针阵列自动化布放的穿刺模板工装,研制了用于立体织物整体穿刺钢针阵列布放的装置。这种装置由高重复定位精度水平移动平台、机身、钢针存储及施放机构等组成,通过红光十字激光器对穿刺模板等距密排精密微小孔进行定位。控制系统采用触摸屏为人机交互界面,运用具有多路脉冲输出的PLC控制移动平台的伺服电动机和钢针施放机构的闭环步进电动机,以保证整体穿刺钢针阵列布放工作可靠、持续进行。为验证整体穿刺钢针阵列布放装置工作原理的可行性,进行了T形截面整体穿刺钢针阵列的布放实验,结果表明布放装置原理可行,工作可靠。

基于线阵CCD的纱线核直径提取算法

针对纱线直径测量过程中核直径提取算法的不足,提出了基于线阵CCD测量系统的纱线核直径提取的斜率阈值算法,分析了斜率阈值大小和拟合点数对算法准确性和快速性的影响,并且建立了适用于纱线在线测量斜率阈值算法中的最佳拟合模型.仿真及实验结果表明:拟合点数n=3、拟合组不同点数s=3、斜率阈值K_T=45时得到的纱线平均直径与理论直径较为接近,得到的纱线变异系数与乌斯特公报基本吻合.该提取算法适用于纱线在线检测,为以后纱线质量在线检测提供了新的思路.

考虑结合面特性的锭子组合系统固有频率与振型

为了分析锭子组合系统结合面磨损所引起的振动对纺纱质量的影响,利用变化的弹簧-阻尼单元模拟锭子-纱管结合面磨损情况,建立锭子-纱管结合面接触模型与锭子组合系统动力学模型,并通过ANSYS对锭子组合系统进行模态仿真分析.结果表明:锭子-纱管结合面磨损影响锭子组合系统的固有频率与振型,锭杆与纱管天眼结合面周向单侧接触比周向完全接触产生的影响大,且锭子与纱管下底口结合面比锭杆与纱管天眼结合面磨损产生的影响更大,易导致纺纱过程中出现张力波动与纱线断头;并验证额定转速18 000 r/min非临界转速,通过振型分析确定额定转速条件下纱管振程检测的合理位置为纱管顶部,为锭子与纱管结构优化和组合系统振动分析提供了理论参考与实验仿真方法.

28单元同步传动智能控制系统

本文介绍28单元A．C．电机同步传动智能控制系统,介绍系统的分析与设计方法。主要介绍卷绕过程数学模型。基于数学模型,完成了控制系统组态。在控制算法方面,应用了参数自适应、信号自适应、多模态控制和专家控制等先进控制策略。使用欧姆龙C200HG型PLC构成控制系统系统已投入生产使用,用户取得了良好的经济效益和社会效益。

旋转式电子多臂提综机构运动特性分析

为分析旋转变速机构输出运动规律对综框运动特性的影响,建立基于固定凸轮-连杆组合机构的旋转变速机构运动规律反求与凸轮廓线设计模型,提出简谐修正等速的拟合运动规律并进行机构运动学仿真分析。结果表明:旋转多臂提综机构实现了织机主轴等速运动转变为提综臂具有约60°停顿时间的变速反复摆动运动,利于引纬工艺要求;当一个周期内对应主轴转角各阶段均相等时,综框运动连续且无突变,其运动特性良好满足织机开口工艺要求,类角跃度不连续为提综机构尺度优化与综框运动规律优选提供理论参考与设计依据。

对构建纺织工艺及机电一体化实践教学平台的探索

理论与实践相结合是现代教学的一个重要环节。针对这一要求,本文主要总结了纺织领域中实践教学的一些方法和经验。以天津工业大学新型纺织机械设计及自动化专业为例,介绍了纺织工艺及机电一体化实验平台的构建以及该实验平台在实践教学中所体现出的实际价值,并分析了构建该实验平台的必要性和可行性。