織機(jī)凸輪開口機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

張立強(qiáng)

（天津工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子學(xué)院，天津300160）

噴氣織機(jī)的發(fā)展，是新型織機(jī)發(fā)展的一個(gè)巔峰，對(duì)片梭織機(jī)、劍桿織機(jī)及噴水織機(jī)的發(fā)展有著巨大的刺激作用，促進(jìn)了新型織機(jī)的發(fā)展，使各種新型織機(jī)之間展開了激烈的競爭，于是提高了新型織機(jī)的整體性能，使新型織機(jī)的發(fā)展前進(jìn)了一大步。

1 劍桿織機(jī)中的組合凸輪開口機(jī)構(gòu)

組合凸輪開口機(jī)構(gòu)，在織機(jī)中有兩種安排方式，即內(nèi)側(cè)式和外側(cè)式。

內(nèi)側(cè)式的特點(diǎn)，是開口機(jī)構(gòu)安裝在織機(jī)內(nèi)部。其優(yōu)點(diǎn)是把運(yùn)動(dòng)從凸輪傳到綜框所需的連桿數(shù)較少，而缺點(diǎn)是維修和安裝時(shí)接近機(jī)構(gòu)困難，而且機(jī)構(gòu)的尺寸也不宜過大，凸輪的數(shù)目也不能太多，因?yàn)閮?nèi)側(cè)式開口機(jī)構(gòu)安裝在下軸與經(jīng)軸之間的頂軸內(nèi)。

外側(cè)式凸輪開口機(jī)構(gòu)是安裝在織機(jī)的外側(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是安裝、調(diào)節(jié)、維修都相當(dāng)方便，適應(yīng)織物品種多，凸輪數(shù)目可以較多，且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)凸輪磨損少。

因此，采用外側(cè)式機(jī)構(gòu)時(shí)，凸輪的輪廓、基圓的半徑可以適量增大，從而降低壓力角；機(jī)器無上梁，可以避免由于傳統(tǒng)吊綜裝置潤滑時(shí)造成的油污疵布，更換織物品種也相當(dāng)方便。

外側(cè)式開口機(jī)構(gòu)有兩種回綜方式：一種是積極式開口機(jī)構(gòu)，另一種是消極式開口機(jī)構(gòu)。

積極式開口機(jī)構(gòu)，是由剛性桿連接，利用共軛凸輪來控制綜框的回綜，但這種機(jī)構(gòu)的體積較大，共軛凸輪的制造相當(dāng)復(fù)雜，所以此次設(shè)計(jì)筆者采用了消極式開口機(jī)構(gòu)。

消極式開口機(jī)構(gòu)是采用提綜和回綜相分開。提綜時(shí)，提綜繩與開口機(jī)構(gòu)連接，利用凸輪開口機(jī)構(gòu)來提綜；利用彈簧裝置來回綜，回綜的綜繩與彈簧機(jī)構(gòu)連接，利用彈簧的回復(fù)力來回綜。

凸輪驅(qū)動(dòng)綜框下降，回綜彈簧驅(qū)動(dòng)綜框上升，這種回綜裝置由于回綜力的存在，使轉(zhuǎn)子與凸輪時(shí)刻接觸，這樣可以使綜框運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。采用外側(cè)式開口機(jī)構(gòu)，綜框可用十片綜，其中兩片控制邊組織，是平紋組織，另外八片地組織可以用來織平紋、斜紋、緞紋等多種組織，及其他復(fù)雜組織。

2 方案分析與確定

開口機(jī)構(gòu)的作用，是根據(jù)織物組織圖上經(jīng)紗與緯紗相互交織的變化規(guī)律，來控制織造循環(huán)、傳動(dòng)綜框，使其按照一定的順序帶動(dòng)經(jīng)紗，將經(jīng)紗分為上、下兩層，形成可供引緯器穿行的梭口通道。

在凸輪開口機(jī)構(gòu)中，凸輪是其重要部件。經(jīng)紗在開口過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和升降變換，由凸輪來決定。組合凸輪開口機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)目的，是適應(yīng)JWG型新型織機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的需要，增加了織物的花色品種，提高了產(chǎn)品在市場上的競爭能力。同時(shí)，組合凸輪開口機(jī)構(gòu)為花色品種的更換帶來了很大方便。

2.1 傳動(dòng)方案的分析與確定

（1）開口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾種方案及比較。

方案1（如圖1）——這種傳動(dòng)的特點(diǎn)是：織機(jī)外側(cè)布置，地組織凸輪與邊組織凸輪分別裝于兩根軸上，結(jié)構(gòu)緊湊，路線簡單明了。

圖1 傳動(dòng)方案1

方案2（如圖2）——這種傳動(dòng)方案的特點(diǎn)是：織機(jī)外側(cè)布置，地組織凸輪和邊組織凸輪在同一根軸上，但是邊組織凸輪和地組織凸輪的傳動(dòng)時(shí)分開的。它們分別靠用螺釘與本身固結(jié)在一起的齒輪Z5和Z4來傳動(dòng)。這樣就更容易分開確定地組織凸輪與邊組織凸輪的轉(zhuǎn)速，同時(shí)調(diào)節(jié)開口時(shí)間也變得很容易。這樣配置，使結(jié)構(gòu)緊湊，從而使踏綜桿的結(jié)構(gòu)緊湊，而且減少了特殊零件的出現(xiàn)，降低了機(jī)器的成本。

圖2 傳動(dòng)方案2

（2）方案比較。

方案1——開口凸輪裝在織機(jī)外側(cè)，傳動(dòng)時(shí)電機(jī)傳動(dòng)主軸，帶動(dòng)同步齒形帶輪，再由齒形帶輪通過軸傳動(dòng)Z1，Z1與Z2為一對(duì)等齒數(shù)的錐形齒輪，于是Z1傳給Z2，這樣改變了傳動(dòng)方向，傳到邊凸輪軸A，再通過邊凸輪軸上的齒輪Z4，傳動(dòng)地組織軸上的齒輪Z3，帶動(dòng)地組織的凸輪軸，傳動(dòng)地組織凸輪完成提綜運(yùn)動(dòng)。更換織物組織時(shí)，需要更換齒輪Z3和Z4及地組織凸輪，這樣就可以與地組織凸輪組成一系列的織物組織，這種結(jié)構(gòu)中，邊組織凸輪和地組織凸輪分開，調(diào)節(jié)開口時(shí)間造成一定的困難；而且邊組織凸輪靠后，使踏綜桿傳動(dòng)復(fù)雜。由于箱體布置，變換齒輪和凸輪都需要充分的潤滑，可以采用油浴。

方案2——開口凸輪裝在織機(jī)外側(cè)，傳動(dòng)時(shí)電機(jī)傳動(dòng)主軸，帶動(dòng)同步齒形帶輪，再由齒形帶輪通過軸傳動(dòng)Z1，Z1與Z2為一對(duì)等齒數(shù)的錐形齒輪，于是Z1傳給Z2，這樣改變了傳動(dòng)方向，傳到邊凸輪軸A，再通過Z3與Z6分別傳動(dòng)地組織凸輪與邊組織凸輪。該方案克服了方案一中調(diào)節(jié)開口時(shí)間困難、踏綜桿傳動(dòng)復(fù)雜等問題。

綜上分析，選擇方案2為開口機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案。2.2 結(jié)構(gòu)方案的分析

通過以上的分析，初步選定了傳動(dòng)方案，但從傳動(dòng)路線中，并不能看出機(jī)構(gòu)是如何提綜的。為了能明確這一問題，我們對(duì)以下幾種結(jié)構(gòu)方案再做分析。

方案1（如圖3）——這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：軸A、B、O在同一平面上，這樣的結(jié)構(gòu)不緊湊，增大了箱體的體積。

圖3 結(jié)構(gòu)方案1

圖4 結(jié)構(gòu)方案2

方案2（如圖4）——這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：A、B、O軸呈三角形布置，箱體結(jié)構(gòu)緊湊，滑輪裝于墻板上。整個(gè)箱體的尺寸相對(duì)于方案一來說，減小了尺寸，它的結(jié)構(gòu)不僅適用于豐田噴氣織機(jī)，亦適合其它的織機(jī)，比如JWG1724系列織機(jī)。

2.3 方案的確定

由以上看，兩種方案箱體結(jié)構(gòu)基本相同，所不同之處在于方案1的三軸A、B、O在同一平面內(nèi)，而方案2的三軸呈三角形布置，從加工角度來考慮，顯然方案1比方案2容易加工箱體。由于軸A、B、O的支承座和箱體是一體的，同時(shí)鑄造出來，基本上是不漏油的。而踏綜桿上的提綜繩與踏綜桿不垂直，并且在提綜過程中，隨著踏綜桿的擺動(dòng)，夾角在不斷變化，這樣就造成實(shí)際擺動(dòng)升程值比理論計(jì)算的升程值要小，因此誤差是不可避免的。

由于軸A、B、O的布置不同，因此方案2要比方案1的箱體體積小，而且從理論分析中看，方案1的誤差比方案2的要大。

此外，從比較中可以看出，方案2相對(duì)于方案一來說有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）箱體體積小，運(yùn)用比較靈活；

（2）滑輪的調(diào)節(jié)相當(dāng)方便；

（3）箱體在織機(jī)外側(cè)，可以在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b，而且可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，以滿足開口的需要；

（4）占地面積小；

（5）設(shè)計(jì)合理。

綜上分析，應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)方案2。

在方案2中，為了安裝、拆裝和調(diào)整的方便，我采用了減速箱體式的箱體結(jié)構(gòu)。所有的軸承支座都是和箱體一體的，防止漏油。上部使用一個(gè)防塵罩遮蓋，防止灰塵污染油。安裝軸承支座時(shí)，為了確保安裝精度，采用銷釘定位。在加工完轉(zhuǎn)軸和踏綜桿軸的軸承座時(shí)，所留下的工藝孔用一個(gè)蓋封死，有效地防止漏油，降低成本。齒輪的軸承座與箱體也是一體的，且同時(shí)鑄出，這樣對(duì)安裝變換齒輪和調(diào)節(jié)也很方便。

凸輪軸的裝配過程比較復(fù)雜，首先將邊組織齒輪及凸輪裝在套筒上，將套筒涂上一層潤滑劑，套在凸輪軸上，兩側(cè)用軸箍緊死，以防凸輪兩端竄動(dòng)，將凸輪軸裝在兩側(cè)支座內(nèi)，用支座蓋將其固定在箱體中。

踏綜桿上裝有軸箍，可以方便調(diào)整踏綜桿。

鑄造箱體時(shí)，為了使其簡單，防塵罩采用成形鐵板。箱體內(nèi)采用油浴。為了方便換油，在箱體底部開一泄油孔，用螺栓擰緊。

3 結(jié)束語

凸輪開口機(jī)構(gòu)是織機(jī)中常見的傳統(tǒng)三大開口機(jī)構(gòu)（凸輪開口機(jī)構(gòu)、多臂開口機(jī)構(gòu)、提花開口機(jī)構(gòu)）之一，可以應(yīng)用于各種類型的織機(jī)，比如有梭織機(jī)、劍桿織機(jī)、噴氣織機(jī)等無梭織機(jī)。凸輪開口機(jī)構(gòu)在織機(jī)開口機(jī)構(gòu)中，有著舉足輕重的地位，不可替代。

本次設(shè)計(jì)思路著眼于結(jié)合回綜裝置的要求，設(shè)計(jì)彈簧回綜式凸輪開口機(jī)構(gòu)的凸輪箱體機(jī)構(gòu)。在這種凸輪開口機(jī)構(gòu)中，綜框下降是受凸輪驅(qū)動(dòng)的，而綜框上升則依靠彈簧的恢復(fù)力，因此這種屬于半積極式消極式凸輪開口機(jī)構(gòu)。在實(shí)際生產(chǎn)中，凸輪可靈活運(yùn)用，如織重平織物可用一般平紋凸輪織制；用2/2斜紋凸輪，改變穿綜方法，可以織破斜紋和山形斜紋；又如此種凸輪采用不同穿法，可織制2/2斜紋和2/2方平組織相間的條子織物，代替多臂開口機(jī)構(gòu)。

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