浮紋賈卡經編機紗線選取機構的設計

曹清林， 趙紅霞， 曹娟娟， 張大偉， 樊騰飛

(1. 江蘇理工學院 機械工程學院， 江蘇 常州 213001； 2. 江蘇潤源控股集團有限公司， 江蘇 常州 213131)

浮紋賈卡經編機紗線選取機構的設計

曹清林1， 趙紅霞2， 曹娟娟1， 張大偉2， 樊騰飛2

(1. 江蘇理工學院 機械工程學院， 江蘇 常州 213001； 2. 江蘇潤源控股集團有限公司， 江蘇 常州 213131)

為開發浮紋賈卡經編機，研究了其關鍵構件選紗鉤針運動機構的設計問題。經過分析編織工藝、選紗鉤針的運動要求，得知為具有2次停歇的往復直線運動，根據運動要求中的變化規律、動程、長距離傳動等特點，選擇相應運動實現機構為平面連桿-凸輪組合機構，具體采用平面八連桿機構和凸輪機構串聯構成。采用圖解反轉法綜合出其中2組平面四桿機構的尺度，用解析法求出滑塊機構的尺度和主動凸輪的實際廓線。針對RJWB3/2型浮紋賈卡經編機機型，選紗鉤針運動動程為19 mm，在升程、遠休止、回程和近休止段對應主軸轉角分別為150°、30°、80°、100°，據此設計出平面連桿-凸輪組合機構中各個連桿機構的尺度和主動凸輪的實際廓線。

經編機； 賈卡； 浮紋； 連桿機構； 凸輪機構

浮紋賈卡提花經編織物具有立體感強等特點，生產此類織物的經編機除具有常用賈卡經編機的機件外，還需要增加一套單紗選擇系統(也稱選針系統)，使紗線有選擇地進入和退出編織過程，在布面形成不連續的浮雕效果，因此，根據具體梳櫛配置設計選紗裝置的結構是成功開發整機的關鍵。

該類機型由德國卡爾邁耶公司于20世紀90年代開發。國內引進該機型后，對編織工藝、提花原理和織物仿真等進行了研究，開發出花型設計CAD系統[1-3]，從而提高浮紋經編織物設計效率。通過研究浮紋織物的具體墊紗運動過程，研發人員分析出其槽針、針芯、沉降、梳櫛和選紗鉤針的具體運動曲線要求[4-6]，以及它們之間的相位關系[7-8]，但對于不同機型，如RJWB3/2、RJWB4/2、RJWB6/2等，要求選紗鉤針的動程與其他機件的配合關系不一樣[6]，故須研究不同機型選紗機構的一般設計方法。

本文在分析編織工藝基礎上，針對選紗鉤針的具體運動要求，選擇運動實現機構的結構，并研究實現機構的尺度綜合方法，進一步針對具體機型開發，設計出機構的具體尺度和凸輪廓線。

1 選紗鉤針運動要求及實現機構選型

根據浮紋賈卡提花經編編織工藝[8]，選紗鉤針在前賈卡梳櫛針背橫移前由最低位置開始上升，到達最高位置后停歇。接著，被選擇的賈卡紗線開始針背橫移，使其墊入選紗鉤針針鉤上，然后，選紗鉤針拉住墊入的紗線下降，并在前賈卡梳櫛對槽針針背墊紗之前，到達最低位置，開始停歇。

現以主軸轉角φ為橫坐標，并以槽針位于最低點時為0°位置，縱坐標S為選紗鉤針的直線運動位移，運動最低點為0點位置，向上為位移S的正方向，H為選紗鉤針運動動程，擬定出的運動要求如圖1所示。圖中，φ1、φ2、φ3、φ4和φ5是與梳櫛數及其排布情況等有關的主軸轉角。

由圖1所示運動要求看出需要具有2次停歇的形式，連桿機構較難實現。現選用平面凸輪-連桿組合機構實現這一運動要求?？紤]整機其他機件運動實現機構的主動件為內、外緣共軛凸輪，從動件的運動形式為擺動，所以，選針機構的主動件部分也采用相同結構。圖2示出擬定的選紗鉤針運動機構簡圖。圖中，主動凸輪1和擺動從動件2組成共軛凸輪機構A0B0B′。選紗鉤針作直線往復運動，須將從動件2的擺動轉變為直線往復運動形式，采用滑塊機構進行運動形式變換，如圖2中構件6、7、8(鉤針)和機架9構成的平面滑塊機構D0DE。由于鉤針8位于編織區域，距離油箱主軸A0距離較遠，凸輪機構A0B0B′置于整機油箱內，通過平面四桿機構B0BC1C0將凸輪機構A0B0B′運動傳動到接近編織區域，并在其后串聯另一組平面四連桿機構C0C2DD0，以調整鉤針8的運動動程來滿足工藝要求。稱由構件1和2構成的凸輪機構A0B0B′為第1組機構。由構件2、3和4構成的平面四連桿機構B0BC1C0為第2組機構，構件4′、5和6構成的平面四連桿機構C0C2DD0為第3組機構，構件6、7、8構成的平面滑塊機構D0DE為第4組機構。顯然，4組機構各自實現特定的功能要求，串聯組合在一起構成了整個選針機構。

2 機構尺度綜合

2.1 平面滑塊機構的尺度綜合

x=2e-l6

(1)

由直角△D0FD2，有

(2)

將式(1)帶入式(2)，得

(3)

另外，由直角△D0FD2，有

(4)

由分析過程得知，構件7的長度l7可以任取。

2.2 第2組平面四桿機構的尺度綜合

2.3 第3組平面四桿機構的尺度配合

實際作圖求得的機構桿長有時不一定合理，可通過改變不同桿件的擺動初始位置等方法，以取得合理的解。第1級內、外緣共軛凸輪機構A0B0B′，構件2采用與整機其他成圈機件運動機構中凸輪機構一樣的結構[11]，由選定的基圓半徑、△ψ2結合圖1凸輪轉角設計凸輪1的輪廓線。

3 設計實例

現開發RJWB3/2型浮紋賈卡經編機選紗鉤針運動裝置，根據梳櫛結構及排布并結合編織工藝分析，要求選紗鉤針動程H為19 mm。

對RJWB3/2機型，選紗鉤針在前賈卡梳櫛針背橫移前、主軸轉角225°左右開始上升，為避免壓紗板與選紗鉤針碰撞，后者開始上升時的速度可慢些，以便壓紗板回升到一定高度，由此可確定，圖1中φ5=360°-225°=135°。選紗鉤針到達最高位置(主軸轉角15°左右)并開始停歇，由此可確定，圖1中φ1=15°。被選擇的賈卡紗線對選紗鉤針墊紗結束，也即選紗鉤針在最高位置停歇結束，開始下降，對應主軸位置在45°左右，由此可確定，圖1中φ2=45°-15°=30°。當前賈卡梳櫛開始對槽針進行針背墊紗時，選紗鉤針應下降到最低位置并開始停歇，該位置對應主軸轉角125°左右，由此可確定，圖1中φ3=125°-45°=80°。

進一步，φ4=360°-φ1-φ2-φ3-φ5=100°。

設主軸點A0(0,0)為基準，取B0(98.5,98.5)，C0(0.7,532.7)，D0(86.8,559.8)，其中，坐標位置單位均為mm。

取偏心距e=58.2 mm，由式(3)求得l6=59mm，代入式(4)求得△ψ6=18.79°，取l7=30.2mm。

按照φ1+φ5=150°(升程段)、φ2=30°(遠休止段)、φ3=80°(回程段)、φ4=100°(近休止段)設計出的凸輪廓線與設計出的選紗鉤針實際運動位移曲線三維模擬結果如圖6所示。選紗鉤針實際動程為18.57mm，與要求動程相差0.43mm，相對誤差2.2%，可滿足機器使用要求。

4 結 語

浮紋賈卡經編機編織系統中選紗鉤針的運動要求為具有2次停歇的往復直線運動，選用凸輪連桿組合機構可滿足選紗鉤針的運動。針對RJWB3/2型浮紋賈卡經編機的研發，在綜合出選紗鉤針運動機構尺度和凸輪廓線的基礎上，設計出了選紗裝置的具體機械結構。機器實際運轉結果表明，設計的選紗鉤針運動機構能夠滿足要求。

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Design on yarn selection mechanism of brochejacquard wrap knitted machine

CAO Qinglin1， ZHAO Hongxia2， CAO Juanjuan1， ZHANG Dawei2， FAN Tengfei2

(1.SchoolofMechanicalEngineering,JiangsuUniversityofTechnology,Changzhou,Jiangsu213001,China;2.JiangsuRunyuanHoldingsGroupCo.,Ltd.,Changzhou,Jiangsu213131,China)

In order to develop the products of warp knitted broche jacquard, the paper studies the design problem of the corresponding selection hook-needle motion mechanism. The mechanism is the key structure in the machine. The motion of the selection hook-needle requires reciprocating movements with dwells. According to the requirements of variation, stroke, long distance transmission in the expecting motion, the corresponding selection hook-needle mechanism is type synthesized a planar linkage-cam combined mechanism which is connected in series by an eight-bar linkage and a cam mechanism. Then the graphical inversion method is adopted to figure out the dimensions of the two groups of planar four-bar mechanisms. And the dimensions of slide mechanism and curve of cam are built by using analytical method. For the selection hook-needle in RJWB3/2, the stroke is 19 mm. And the cam angles for rise, outer dwell, return, inner dwell are 150°, 30°, 80° and 100°, respectively. Based on these parameters the corresponding dimensions of linkages and curve of the cam are designed.

warp knitted machine; jacquard; broche; linkage mechanism; cam mechanism

2015-06-26

2016-06-13

曹清林(1963—)，男，教授。主要研究方向為紡織機械研發。E-mail：cql@jstu.edu.cn。

10.13475/j.fzxb.20150605005

TS 183

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