新型專用磨合三角裝置的設計

孔祥金，徐 斌，李武朝，張 斌

（1.嘉興職業技術學院 紡織與藝術設計學院，嘉興 314036；2.飛虎科技有限公司，桐鄉 314502；3.嘉興職業技術學院 機電與汽車學院，嘉興 314036）

0 引言

電腦橫機是針織類服裝的主要生產設備，適合棉、毛、麻、絲、羊絨等各種化纖、混紡紗線的編織，由于其生產效率高且能生產較復雜工藝的時尚產品，在我國的服裝生產領域擁有較高的市場占有率。電腦橫機的發展經歷了手搖橫機—電動橫機—半電腦橫機—全電腦橫機四個階段[1]，電腦橫機以其高效的生產效率及卓越的產出品質得到眾多毛衫針織企業的追捧，并成為毛織企業轉型升級過程中的關鍵設備。三角是電腦橫機中對整機的動力學性能及加工質量有重要影響的零部件[2]，三角裝置的結構形態及與織針和插片的磨合狀況直接影響著電腦橫機的成衣質量與效率[3,4]。目前，國內外不少學者對三角機構的設計和參數進行了研究。景建橋等[2]討論了三角形態的優化及動力參數的設置。MAYER K[5]提出了優化三角裝置參數的一些方法與技巧。余劍等[6]通過對編織效率影響因素的研究得出電腦橫機磨合程度尤其是三角結構的磨合好壞對是影響編織效率的重要影響因素。謝煥等[7]對三角系統的故障進行了分析，指出了三角系統間配合不當是引起電腦橫機故障的主要因素之一。上述學者針對現有電腦橫機三角系統的形態、參數及磨合狀況做了詳細闡述和探討，但針對專用三角磨合裝置的設計開發目前卻尚無研究。本項目通過對現有三角結構的分析和磨合過程的研究針對性地開發出一套專用的磨合三角裝置，從根本上解決了三角系統磨合問題，項目填補了行業空白。

1 專用磨合三角裝置的結構設計

1.1 項目實施目標

電腦橫機針床上的插片和織針安裝好后，必須讓他們進行充分的磨合[8]，同時還需要進行定期加油等日常維護。采用現有普通三角底板進行磨合，磨合速度慢（普通三角底板磨合約需7天甚至更多的時間），積屑清除困難，降低了工作效率，提高了磨合成本。

本項目研究開發一種更優的電腦橫機織針、插片、磨針三角的磨合裝置，旨在提升織針和插片的磨合精度和效率，經過專用磨合三角裝置磨合后的織針、插片及磨針三角性能明顯改善，大大降低了新機的磨合期，提升了電腦橫機的生產性能及織物的編織質量[9]，從而提高電腦橫機的品質及附加值。

1.2 技術路線

項目的技術要求是要解決插片和織針安裝好后，三角系統磨合速度慢和工作效率低的技術問題，降低磨合成本，提升磨合精度。

項目的技術方案是：在原電腦橫機普通三角底板的基礎上，增加潤滑通道和磨合部件，通過結構的改造和重新設計，使之布局合理，磨合便捷，形成一套完整的專用磨合三角裝置。

1.3 主體結構

如圖1所示為這種新型專用的磨合三角裝置的結構示意圖，其特征主要包括1）三角底板；2）磨合三角；3）潤滑系統三大結構單元。

三角底板是放置磨合三角的母板，對磨合三角起支撐和定位的作用。

磨合三角包括上下兩排，上面一排稱為上護三角，下面一排稱為下護三角，其中，上護三角又分為第一上護三角和第二上護三角，下護三角又分為第一下護三角和第二下護三角，每排磨合三角的總數量不應少于四片。圖1所示上護三角包括三片第一上護三角、兩片第二上護三角，下護三角包括四片第一下護三角、二片第二下護三角。上護三角安裝于三角底板1的上排位置，兩片第二上護三角安置在兩端，三片第一上護三角依次安置在中間。第一上護三角的一條外邊貼于第一下護三角的外邊上，另一條外邊貼于相鄰另一個第一下護三角的外邊上；第二上護三角的一條邊貼于第二下護三角上，另一條邊貼于第一下護三角上。下護三角安裝于三角底板1的下排位置，兩片第二下護三角安置在兩端，四片第一下護三角依次安置在中間。第一下護三角的一條外邊貼于第一上護三角的外邊上，另一條外邊貼于相鄰另一個第一上護三角的外邊上；第二下護三角的邊貼于第二上護三角上。

潤滑系統包括上下的潤滑油進出口及潤滑通路。圖1所示在第一上護三角和第二上護三角之間的接合處有潤滑油進口；第一下護三角和第二下護三角之間的接合處有潤滑油出口。同時，各第一上護三角相互之間的接合處也有潤滑油進口，各第一下護三角相互之間的接合處也有潤滑油出口。由依次的上護三角和下護三角所圍成的曲線管道就構成了整個磨合三角的潤滑通路，通過潤滑油進出口形成完整連續的潤滑系統。

圖1 結構示意圖

2 專用磨合三角裝置的工作原理

2.1 工作機理分析

如圖2所示為該專用磨合三角裝置的主要工作機理及特點。其工作機理主要有：1）通過優化磨合三角的結構和設置，使得其單次磨合行程的磨合次數增加；2）通過增加潤滑系統，便于及時清理磨合鐵屑及雜質，降低了磨合熱量的集中，最大程度上避免了磨合熱變形的發生；3）該裝置可靠簡單，投入成本小，維護成本低，經濟效益明顯。

2.2 工作過程分析

如圖3所示為該系統工作時所應包括的部件，其結構主要由油箱、機頭、磨針三角和機座（含導軌座及其導軌、針板座及其針板）四部分組成。

磨針三角分別放置于電腦橫機機頭左右兩側，稱為左磨針三角和右磨針三角，左磨針三角下面為左針板（第一針板）上的織針和插片，右磨針三角下面為右針板（第二針板）上的織針和插片；油箱放置于機頭上部，油箱通過油管經節流閥分別連接到左磨針三角和右磨針三角。

圖2 工作機理示意圖

以左磨針三角為例，工作時，為了達到潤滑和清洗的效果，油箱里必須注入潤滑油和清洗油的混合液，通過油管經過節流閥調節流量后進入左磨針三角，浸潤三角和針板。當傳動機構運轉并帶動機頭及左磨針三角沿著導軌進行左右直線移動時，左磨針三角推動針板里的織針沿著插片和軌道做上下的磨合運動。當機頭從右往左運動時，織針相對于三角底板從左往右運動，同時經過下護三角的推動往上移動，進入由上護三角和下護三角所圍成的曲線形區域內，上下運動。這樣，在一次磨合三角進程內有四個上下系統，磨合效率明顯提高。潤滑油和清洗油的混合液流入針板和三角內，既可以潤滑三角和插片也沖洗掉了摩擦所產生的熱量、鐵屑和雜物等，清洗了針板，磨合了織針和插片，又減少了織針變形，最后廢油經過集中后流出。

3 特點分析

本實用新型為一種橫機磨針三角裝置，包括三角底板和設于三角底板上的三角。相比國內電腦橫機企業多采用的普通三角底板進行磨合的方式，本實用新型具有磨合速度快，工作效率高，維護成本低，積屑清除容易的特點。

本實用新型結構上的優點主要體現在：1）一次進程可作四個上下行程，磨合速度快，工作效率高；2）維護方便，維護成本低，三角磨損后更換方便；3）潤滑效果好；4）潤滑油從進口入到出口出，使積屑清除容易。

圖3 工作過程示意圖

目前，該裝置已經成功應用于某電腦橫機生產企業，并申請了專利[10]。實踐表明，使用本裝置以后，織針和插片的磨合質量比原來提高一級（從2～3級提高至3～4級），織針和插片的磨合速度大幅提升，從原來的約一周左右縮短至24小時左右；磨針三角的磨合速度從原來的7天左右縮短至現在的1天左右；提升了電腦橫機整機的生產效率，預計節約成本2%左右。由于磨合質量的提升，可延長機器的使用壽命10%左右，減少了織針和插片的摩損，可節約使用成本5%左右，還可提高機器的運行速度，使生產效率提高5%～8%左右，產生了顯著的經濟效應。

4 結束語

隨著我國針織產業的迅速發展，電腦橫機的升級改造刻不容緩[11]，電腦橫機專用磨合三角裝置的設計填補了本類產品的空白，促進了電腦橫機生產的可持續發展，電腦橫機生產加工企業及銷售企業都將受益匪淺。該設計大大簡化了電腦橫機使用前的準備工作，節省了時間，提高了加工質量和精度。由于織針和三角的磨合精度直接影響著針織物的成衣質量及生產效率，項目的成功實施也將有力帶動針織產業的整體技術升級，進一步提升電腦橫機在毛衫業市場競爭力，推動傳統紡織產業的可持續發展與升級。

本實用新型可迅速應用于公司的生產，產業化和推廣應用前景廣闊。項目的應用推廣將大幅度提高電腦橫機織針和三角的磨合質量和效率，增加電腦橫機的附加值及企業的經濟效益，具有十分巨大的社會及經濟效益。

[1]宋廣禮.電腦橫機實用手冊[M].北京: 中國紡織出版社,2010.

[2]景建橋, 馬曉建.橫機三角動力學特性分析及優化設計[J].針織工業, 2006, 206(03): 15-18.

[3]宋廣禮.成形針織產品設計與生產[M].北京: 中國紡織出版社, 2006.

[4]楊榮賢.橫機羊毛衫生產工藝設計[M].北京: 中國紡織出版社, 2008.

[5]MAYER K.Textile maschinen fabrik GmbH.Rising above the conventional[J].Kettenwirk Praxis, 2003 (3):3-5.

[6]余劍, 陳莉.電腦橫機編織效率的影響因素[J].毛紡科技, 2011, 39(04): 39-41.

[7]謝煥, 朱文俊.電腦橫機三角系統的調試及故障分析[J].上海毛麻科技, 2011, 86(03): 6-9.

[8]李日東, 楊柳.國產電腦橫機編織過程及常見故障分析[J].紡織導報, 2009, 783(02): 68-71.

[9]雷杰, 朱文俊, 臧衍樂.國產電腦橫機選針過程分析及常見故障排除[J].針織工業, 2010, 261(10): 14-16.

[10]魯獻榮, 徐斌.橫機磨針三角裝置[P].中國專利:CN201942849U, 2011-08-24.

[11]王紅凱.基于ARM的嵌入式橫機硬件系統設計[J].制造業自動化, 2007, 29(11): 52-55.