新型送经和卷取装置 |
第一节 机械式无级送经机构
机械送经装置种类繁多,其中性能较好、在无梭织机上被广泛采用的有三种:磨擦离合器式送经机构、亨特式送经机构、Ze-ro—Max式送经机构。它们的共同特点是执行机构均为无级变速装置,送经精度高,调节范围广,动态特性好。
一、 磨擦离合器式送经机构
苏尔寿片梭织机上采用的机械式送经机构被称为磨擦离合器式送经机构,如图7—1所示为其经纱送出装置,主动磨擦盘2以长键套在送经侧轴3上,因此主动磨擦盘随送经侧轴回转,同时又可沿轴作移动,主动磨擦盘左侧为环形端面凸轮4,右侧用铆钉5固以磨擦片6,被动磨擦盘7则活套在送经侧轴上,磨擦盘7的左侧固以同样的磨擦片,左侧为一环形槽,内放有压簧8,在压簧作用下,被动磨擦盘右侧的制动盘9紧压在固定于机架上的制动块10上,使被动磨擦盘与活套在送经侧轴上的蜗杆11处于静止状态,不受侧轴和主动磨擦盘回转的影响。在经纱张力调节装置作用下,转子12处于一定的位置,当端面凸轮与转子作用时,主动磨擦盘被推向被动磨擦盘,使被动磨擦盘向右移动,压簧被压紧,两盘之间产生磨擦力矩,并在被动磨擦盘脱开制动块后,随同主动磨擦盘一起转动,从而使蜗杆回转,再带动蜗轮13和送经齿轮14,最终使织轴转动并送出经纱。当环形端面凸轮脱离转子时,在压簧作用下,两磨擦盘一起向转子方向移动,直到被动磨擦盘接触制动块为止,压簧产生的制动力迫使被动磨擦盘及其蜗杆停止转动。因此织轴回转量的大小由转子12决定,而转子的位置又由后梁位置(即经纱张力状态)决定的。
图7—2所示为磨擦离合器式送经机构的经纱张力调节装置,后梁1装在摆臂2上,它们以轴4为中心上下摆动,摆杆一端通过螺钉5与连杆6相连,连杆下端则与弧形杆7连接,弧形杆上有一圆形槽,弧形槽可沿滑块10移动,滑块绕芯轴9转动,弧形杆通过轴8与转子12所在的杆连接,转子杆以轴11为回转中心,因圆弧槽的圆心与轴8的中心不重重合,故连杆6可通过弧形杆带动转子杆摆动,使转子的位置根据经纱张力得到调整,进而调节送经量。反之,转子上受到的力再大,也不能推动弧形杆及连杆运动,从而使转子能推动主动磨擦盘传动被动磨擦盘转动而送出经纱。
二、 亨特式送经机构
剑杆织机上的机械式送经机构多为亨特式,如图7—3所示,经纱由织轴通绕绕过后梁1,后梁上的力矩通过摆杆2、感应杆3和弹簧杆4与重锤24经重锤杆23所产生的力矩相平衡,经纱张力主要靠重锤产生的力矩来调节,调节螺母5与弹簧6起缓冲调节作用。
亨特式送经机构的执行部分由4只锥形轮7、8、15、16构成无级变速器,其中7、8为两只主动锥形轮,装在轴9上,由织机主轴传动匀速回转,主动锥形轮通过橡胶带13传动两只被动锥形轮15、16,被动锥形轮所在轴通过变速轮系21、轴20、蜗杆19、蜗轮18、送经齿轮17,传动织轴齿轮22回转,使织轴送出轻纱。主动锥形轮中的7和被动锥形轮中的15固定在轴上,而主动锥形轮8和被动锥形轮16通过花键活套在轴上,可沿轴向移动。活动扩动锥形轮8受拨叉11作用,活动的被动锥形轮16受拨叉14作用。
若经纱张力小于值,感应杆3顺时针摆动,通过弹簧杆4、角形杆10使拨叉11顺时针转动,主动锥形轮8离开固定的主动锥形轮7,主动锥形轮传动半径减小。与此同时,连杆12使拨叉14逆时针转动,活动的被动锥形轮16压向固定的被动锥形轮15,被动锥形轮传动半径增大,这种增大与主动锥形轮传动半径减小呈差动关系,从而既改变了传动比又保持橡胶带的正常传动。经以上调节,织轴回转量减小,经纱张力增加,恢复到正常状态。
若经纱张力大于正常值,感应杆3逆时针摆动,通过弹簧杆4、解形杆10使拨叉11逆时针转动,主动锥形轮8压向固定的主动锥形轮7,主动锥形轮传动半径增大。与此同时,连杆12使拨叉14顺时针转动,活动的被动锥形轮16离开固定的被动锥形轮15,被动锥形轮传动半径减小,经以上调节,织轴回转量增大,经纱张力下降,恢复到正常状态。
三、 Zero—Max式送经机构
在喷气和喷水织机上,采用的机械式送经机构多为Zero—Max式,其执行部分为七杆机构,如图7—4所示,A为输入轴,它由织机主轴传动作匀速回转,曲柄AB经BC、CF杆带动FC杆作往复摆动,G为输出轴,通过一超越离合器传动到织轴。DE杆可绕E点摆动,H杆与经纱张力调节装置相连,由经纱张力的状态决定D点的位置。当经纱张力小,D点向下靠近F点时,将使C点运动轨迹的曲率中心也靠近F点,F点的位移量减少,FG的摆动量减小,输出轴G的回转速度慢,经纱送出少,使经纱张力增大到正常水平;反之,经纱张力大,D点向上离开F点,FG的摆动量增大,经纱送出量增加,使经纱张力减小到正常水平。
为了使输出轴连续转动,采用多组尺寸相同的七杆机构并联工作,将它们组装在一起,各七杆机构的曲柄在轴上等相位均布,这样随主轴A转动,各摇杆FG通过G轴上的离合器联动输出轴G形成接近匀速的连续转动。
在电子送经装置中,织轴的转动由送经执行部分的送经电机传动,它受送经量控制部分的控制,送经量控制部分是根据设定值和经纱张力检测的结果进行控制的。通过对送经电机的转速和转向的控制,送出所需的经纱并维持适宜的经纱张力。
一、 经纱张力信号的检测
(一) 经纱张力信号的检测
利用经纱张力与后梁位置的关系,通过监测后梁位置控制经纱张力,如图7—5所示,后梁2所在的托架1由上机张力弹簧3支承,弹簧的作用力矩与经纱张力矩相平衡,达到一定的上机张力。后梁托架上装有作用于接近开关的调节片4、5,检测用的接近开关6固装在织机墙板上。当经纱张力增大时,后梁被经纱张力压下,调节片4便遮住接近开关6,接近开关输出高电平,这种开关量输出通过控制部分使送经电机回转,传动织轴送经。接近开关7起保护作用,当张力过大时,调节片5将对其作用,发动停车。
现位置检测所用的接近开关已不再是开关量输出,而是模似量输出,其检测结果更为精确,有利于使经纱张力稳定。
(二) 力检测方式
力检测方式如图7—6所示,经纱1从织轴上退绕后绕过导辊、后梁进入织造区,经纱作用后梁2,使传感器3直接承受拉力,测力传感器为4片400Ω电阻应变片构成的全桥,电桥输出的电压信号经放大后为0~10V的模拟信号,与经纱张力情况完全对应,信号提供给送经控制部分。
二、 送经量控制部分
电子控制方式是GTM剑杆织机较早采用的方式,控制电路中有两只由可控硅器件组成的交流可控硅开关,可控硅的导通角则由经纱张力检测的结果控制,如经纱张力检测是用接近开关检测后梁位置时,则接近开关的输出电平,控制可控硅导通角,从而决定了送经电机通电时间的长短。
这种控制方式较简单,属于开关型控制,控制的精度低,没有针对停车稀密路的补偿功能。
(三) 微机控制方式
1. 织机主控制部分
(1) 可能过显示键盘板进行与送经有关的设定,设定值存在CPU的RAM内,所设定的数据及CPU对送经部分的监控信息可在显示屏上显示。
(2) 设有经纱张力过大、过小保护,当张力超过设定范围时,CPU立即发指令停车。
(3) CPU接受送经控制板将张力检测的模拟量转换成的数字信号,并与设定值相比较运算后,输出控制指令给送经控制板。
(4) CPU接受变频器发出的故障信息,以发出停车指令。
2.送经控制板 送经控制板接受张力检测的模拟量信号输入,与主控制CPU通讯获得控制指令后,向变频器发出运转/停车指令、转速控制指令(输出0~10V的控制信号对应于应于变频器的2.5~100Hz)以及转向指令。
3.变频器 根据送经控制板的信号对送经电机进行控制,并接受与送经电机同轴的测速发电机输出的反馈信号,实现闭环调节。
4.与送经有关的设定和显示
(1) 经纱张力的设定:在织造过程中,微机控制将机上轻纱张力保持在这一水平。
(2) 人工送经速度:停车后靠手动按钮送经或卷回经纱的速度。
(3) 信号处理方式;对经纱张力信号的处理方式有两种:一种是根据一个完全组织中各次梭口时的信号平均值来控制,另一种是适应于纬纱循环数较大的情形。信号处理方式将这送经速度的稳定性产生影响。
(4) 实际经纱张力的显示:可根据显示的实际值来检验有关调整是否适宜。
(5) 防停车档功能:能在开车之前通过送出或卷回一定量的经纱对经纱张力作调节,并使织口处于正确的位置,以消除停车档。
(6) 经纱张力异常状态的显示。
三、 执行部分
电子送经的执行装置如图7—7所示,执行电机1通过一对齿轮2、3,蜗杆4和蜗轮5起到减速作用,在蜗轮轴上有送经齿轮6,它与织轴边盘齿轮7啮合,使织轴转动,送出经纱。
为了防止惯性回转造成送经不精确,在送经执行装置中都含有阻尼部件,图7—7中是在蜗轮轴上装一只制动盘8,通过制动带的作用,使蜗轮轴的回转受到一定的阻力矩作用,当电机停止转动时,蜗轮轴也立即停止转动,从而不出现惯性回转。
机械式连续卷取装置
在无梭织机上,由于车速较高,间歇式卷取机构不再适应,均采用连续式卷取装置。连续式卷取装置通过织机主轴使卷了辊获得匀速转动,根据所织造的纬密大小确定主轴与卷取辊的传动比。连续式卷取装置的纬密调节(即改变传动比)有两种方式:一种是变换齿轮,另一种是采用无级变速器进行调节。
一、 变换齿轮调节纬密
图7—8所示为TP500型织机上用两对变换齿轮进行纬密调节,织机主轴1经齿轮Z1、Z2、Z3、Z4,使侧轴2回转,再通过Z5、Z6、Z7、Z8和变换齿轮ZA、ZB、ZC、Z D,以及减速齿轮 Z9、Z10,蜗杆Z11、蜗轮Z12,使卷取辊3回转。卷取辊表面包覆糙面材料,对其上的织物有很大的牵引力,将织物不断引离织口。在卷取辊的另一端固装着链轮Z13,通过链条传动链动Z14,再经一磨擦离合器4使卷布辊5回转。
在织造过程中,因卷布辊上的布卷直径逐渐增大,而卷取辊的转速是不变化的,因此,两者的传动路线中加了磨擦离合器。当通过卷取辊后的织物达到一定张力时,卷布辊不能卷取织物,这时磨擦离合器打滑,这就保证了卷布与卷取运动的协调。
织物在织机上的纬密称为机上纬密。将织物从机上取下来,因处于松驰状态,织物略有回缩,其纬密将有所增加,被称之为下机纬密。下机纬密与机上纬密之间的差异程度用下机缩率a衡量。通过变换ZA、ZB、ZC、ZD这4只齿轮,就可达到织物规格所要求的纬密,该机配有10种变换齿轮,其齿数的不同搭配,可以织制纬密从19.2~111.7根/10cm之间的269种织物。
二、 无级变速器调节纬密
在SM93型剑杆织机上用无级变速调节纬密,如图7—9所示。织机主轴通过齿形带传动轴1,经链轮Z1、Z2(Z`1、Z`2)传动PIV无级变速器。无级变速器的输出轴2再经齿轮Z3、Z4 、Z5、Z6,蜗杆Z7、Z8转动卷取辊3,卷取织物。卷取辊轴对卷布辊轴的转动是通过一对链轮和磨擦离合器实现的。
在这套卷取装置中,对纬密的调节是由一对链轮调节的,链轮分成高、低两档,高纬密用链轮Z1、Z2传动,低纬密用Z`1、Z`2传动。低纬密的范围为25~150根/10cm,高纬密的范围为130~780根/10cm,高、低档的切换通过手柄实现。而纬密的细调是由PIV无级变速器完成的,其可调速比为6,上机时只要将PIV无级变速器的指针指在相应的读数上即可。
无级变速器调节纬密不需储备大量的变换齿轮,且翻改品种方便,但翻改品种后要对织物纬密进行验证。
电子式卷取装置
电子式卷取装置是近年来发展起来的一种新型卷聚装置,与传统的卷聚机构相比,电子卷取装置具有以下两个明显的特点:
1. 织物纬密变化实现了自动设定,无需更换纬密齿轮,只需通过计算机或控制装置的键盘直接设定所需的纬密,而且纬密变化范围大,精度高,增强了织机的品种适应性。
2. 织造过程中的机上纬密可按设定的程序作动态变化,这是电子卷取所特有的功能,使织机能生产出许多原机械式卷取机构无法生产的纬密变化品种。
电子式卷聚装置应用在一些高水平的无梭织机上。图7—10所示为JAT600型喷气织机上的电子卷取装置的原理框图。控制卷取的计算机与织机主控制计算机双向通讯,获得织机状态信息,其中包括主轴信号。它根据织物的纬密和织物下机缩率(决定了织机主轴每转的卷取量)输出一定的电压,经伺服放大器,驱动交流伺服电机转动,通过机械减速机构,传动卷取辊,实现所设定的纬密。
测速发电机实现伺服电机转速的负反馈控制,其输出电压代表伺服电机的转速,根据同计算机输出的转速给定值的偏差,调节伺服电机的实际转速。卷取辊轴上的旋转编码器用来实现卷取量的反馈控制,旋转编码器的输出信号经换算后可得到实际的卷取长度,与由织物纬密换算出的卷取量设定值进行比较,根据其偏差,控制伺服电机的启动和停止。由于采用了双闭环控制系统,该卷取机构可实现卷取量精密的无级调节,适应各种纬密变化的要求。
JAT600型织机的电子卷取装置可以通过织机键盘和显示屏十分方便地进行设置,在屏幕提示下,同时输入每种纬密密值及相应的根数,构成纬密变化的一个循环,在这个循环中,可包括有100种不同的纬密。
利用电子卷取装置可以方便地得到变纬密产品,纬密的变化可做到按一定规律连续变化,这是其他变纬密方式无法实现的。
用电子卷取装置生产的织物在织纹、颜色、织物手感及紧度诸方面能产生独特的效果,图7—11所示为斜纹组织的织物变纬密产生的纹路效果,这种效果提高了织物的外观性能和服用性能,因此,电子卷取装置为开发机织物的品种提供了一个新的手段。