制造业自动化
多轴向经编机针芯上下运动机构的设计
Designonthetougueverticalmotionmechanism
of the multi-axial warp knitting machines
钱永明
QIANYong-ming
（南通大学机械工程学院，南通226019）
摘要：针对多轴向经编机“移动复合针”中针芯上下运动要求设计问题，根据针芯在最高位置的停款
时间、针尖动程大小等要求，采用图解法综合出上下运动实现机构的尺度。结果表明，Watt 型平面六连杆机构实现上下运动的一次近似停歇，另一组四杆机构连杆平面上的连杆点产生的近似直线轨迹实现针芯的上下直线运动，上下运动机构整体为具有二级杆组的平面十二杆机构。通过实例计算出上下运动位移曲线和停歇时间，生成了针芯针尖运动轨遗，动程和停歇时间的相对误差分别为1.25%和0.22%，近似直线轨迹最大偏差为0.0895mm
关键词：经编机：多轴向；针芯；连杆机构
中图分类号：TS183.3
文献标识码：A
Doi; 10.3969/J.issn.1009~0134.2015.20.41
0引言
多轴向经编机成圈装置使用的复合针与其它类型经编机，如多梳栉经编机、少梳高速经编机等所使用的复合针相比，由于前者在工作时针头部分需要穿刺所编织的复合材料层（也称纤维层），因此，在结构上槽针针头部分呈三角形2，在运动上，复合针除了有垂直于纤维层的上下运动之外，还有随纤维层的向前运动，以及离开纤维层后的向后运动，也即复合针作与纤维层平行方向的前后往复运动，称此运动为复合针的前后运动，相应复合针称为“移动复合针”(34)。多轴向经编机复合针中槽针和针芯的运动是上下运动和前后运动的复合运
动，本文研究其中针芯的运动机构实现问题。 1运动要求
图1(a)所示是多轴向经编机中成圈机件的结构示图，纤维层由机后向机前运动，1是槽针，2是针芯，3 是沉降片，4是导纱针，5是由铺纬装置铺放好的纤维层，槽针1和针芯2组合在一起构成复合针。根据文献[5] 的分析，针芯的运动由两部分组成，一是上下运动，为垂直于纤维层方向的往复直线运动：二是由于针芯总是在槽针沟槽中作相对直线移动；因此，针芯的前后运动总是与槽针的前后运动相同，也即复合针整体有同一的前后运动，并由一组前后运动机构实现"。
对于针芯的上下运动，如图1(b)所示，以针芯运动
文章编号：1009-0134(2015)10(下）-0142-05
最低点位置为其运动位移的0点位置，向上为位移Sz的正方向，运动要求曲线如图2所示，运动形式为在一个极限位置具有一次停款的往复运动，其中，①为主轴转角，z、和n分别为针芯由最低点上升至最高点、在最高位置停歇和由最高点下至最低点对应主轴的转角，Szm为针芯上下运动的动程。图1表示的针芯上下运动要求为具有一次停歇的往复运动，根据编织工艺，针芯针头上下运动的具体运动轨迹要求为直线，所以，针芯上下运动的综合运动要求为，具有一次停歇的往复直线运动。
针芯在最高位置停歌时间?z由梳栉把数确定，z 取值越小，z+值越大，z和可以有较大值，在上下动程一定情况下，针芯上下运动过程加速度极值较小，越有利于整机转速，因此，?z应在满足工艺要求前提下，取较小值。在z已确定情况下，z+Pz为确定值，应取z=?z最为合理，但其具体取值需考患与槽针配合间题。槽针在下降阶段针钩内已垫入纱线，需牵拉其向下运动而有一定负载，上升阶段针钩内没有纱线也即没有负载，所以，一般使槽针上升段运动较快，而下降段运动较慢。相对应，针芯上升段也较下降段快，即z<2。
实际情况为，针芯上升和下降过程有最低点上升到时为了使针芯上下运动过程加速度极值较小，以使机器运转平稳。
收稿日期：2015-07-21
基金项目：江苏省产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目（BY2013042-04）；南通市应用研究计划项目（BK2014029）
作者简介：钱永明（1966-），男，副教授，硕士，研究方向为机械设计及理论。[142]
1第37卷第10期2015-10（下）