真絲針織圓緯機傳動機構探索研究

楊祖鳳，陳 濤，陳 江

(1.四川省絲綢科學研究院，四川 成都 610031；2.四川慧源實業發展有限公司，四川 成都 610031)

真絲針織圓緯機傳動機構探索研究

楊祖鳳1，陳 濤2，陳 江1

(1.四川省絲綢科學研究院，四川 成都 610031；2.四川慧源實業發展有限公司，四川 成都 610031)

分析了目前國內真絲針織面料生產設備現狀，從圓緯機的傳動機構入手分析了傳統圓緯機傳動機構及存在缺陷，探索了節能降耗、運行更加平穩、精度更高的新型傳動機構和繞軸心運轉系統，闡述了該系統的設計制造方案和運行效果。

真絲針織；圓緯機傳動機構；耐磨板式結構；鋼絲跑道結構；軸心運轉結構

隨著科技和社會尤其是電子、計算機和網絡技術的飛速發展，對傳統針紡織產業帶來了具大的沖擊。為滿足開發新型紡織材料、新型產品、節能降耗、高效環保的發展要求，適應可持續發展的社會要求，迫切需求開發研制節能降耗、高效質優、智能化、自動化程度更高的真絲針織生產設備。多年來，國內外針紡織機械生產廠家做了大量的研究，針織技術及設備裝備水平更新研制能力有了較大的提高。機號方面呈現高機號細針距和低機號粗針距兩個趨勢，以滿足面料輕薄化和織物粗獷風格的需求；電子選針技術、電子調線、電子針床橫移等計算機控制技術水平不斷提高。提高生產效率、降低運行成本是設備發展的方向，雖然設備制造和研發水平都有了較大的提高，但國產圓緯機的研發水平、自主創新能力、加工技術與國外還存在一定的差距[1]。

1 真絲針織生產設備現況

桑蠶絲產品質地柔軟、外觀高雅、色澤絢麗，對人體具有一定的保健功能，是人們所喜愛的高檔服用面料[2]，針織物質地松軟，具有較好的彈性、抗皺性、吸濕透氣性。真絲針織面料既有真絲產品的優良特性，又具有針織物的優點，成為人們追求的理想高檔紡織品。目前，用于真絲針織單面織物生產的主要設備有針織臺車、單面大圓機、針織吊車3種機型。這3種設備中前2種均不是以生產生絲為原料的針織物而開發的機型，用于真絲針織面料生產，缺陷十分突出。Z201臺車用于真絲針織面料生產，生絲由于絲膠的存在，使得絲身發硬、剛度大、彎曲成圈困難，織造時易產生橫條、三角眼、大小眼、斷絲漏針等疵點，所以織造時必須采用濕織工藝進行編織。濕織工藝原料處理復雜、工序繁多，工藝流程長，相應的準備工序設備和操作人員配置較多，對技術工人的要求高。濕織編織工藝生產過程中需要不斷給濕和添加助劑，造成生產車間濕度大、污染嚴重、生產環境差。生產用彈簧針需要鉛錫澆注，鉛錫對人體有害，對環境造成極大的影響。臺車生產的產品三角眼等疵點嚴重，產品檔次低，且無法提高。單面針織大圓機最突出的問題是受生絲原料條干不勻的影響，成品布面隱橫條、橫路重，尤其是在生產低克重平紋綢時特別明顯，生產企業普遍采取減少編織路數來解決，往往開機路數只能達到設備設計生產能力的百分之幾(國內針織廠普遍采用一個循環4～6路)，不能充分發揮其效能，利用率極低，能源及人力消耗大，完全不適應節能降耗、可持續的社會發展理念。針織吊機雖適合用于真絲針織面料生產，如瑞士“WAGA”的GLS型吊車，但其整機設備、零配件價格昂貴，且生產效率較低，從而導致生產成本高，成品價格客戶幾乎不能接受，各針織企業均對其不符合市場規律的高投入、低產出的狀況不予認可。

針對這幾類機型用于真絲針織織物生產存在的不同缺陷，迫切需要研究專用于真絲針織單面織物生產的新型高效節能生產設備。根據生絲特性及目前各類真絲針織生產設備的使用狀況，要探索合理、先進、經濟的工藝技術路線，就必須本著用先進的編織設備，以流程短、消耗低、加工效果好為出發點[3]，并以此為技術改造的方向，研發適用于真絲針織面料生產的新型專用設備。為此國內外廠家作了大量的深入研究，分別從針織圓緯機設備機構著手，通過對各類圓緯機的傳動、編織、成圈、送紗、卷取機構以及電氣自動化部分的剖析，不斷探索創新，尋求改造設備能耗大、利用率低、工藝流程繁雜、勞力耗用多、產品質量不優、生產成本高的狀況。本文從圓緯機的傳動機構入手，分析傳統圓緯機傳動機構結構組成、運行狀況及存在的缺陷，系統研究節能降耗、運行更加平衡、精度更高的新型傳動機構。

2 傳統針織圓緯機傳動系統及結構

針織圓緯機傳動機構要求傳動平穩、動力消耗少、無噪音、便于調節、操作安全方便。針織圓緯機傳動機構中，電動機通過傳動系統帶動主動軸齒輪，主動軸齒輪傳遞給牙盤齒輪，從而帶動針筒載著織針、沉降片運轉，進行編織。單面圓緯機的織針和沉降片沿針筒針槽、沉降片槽呈圓環形排列，在設備運轉中織針和沉降片分別做上下、進出編織運動，織針通過成圈、集圈、退圈三角的控制，以上下運動的方式編織生產出各種單面針織面料；沉降片對織針編織線圈的紗線進行控制，使成品線圈排列有序，布面平整。針筒的運轉是按順時針或逆時針方向做圓周運轉，針筒的軸向和徑向跳動公差直接影響到所生產針織面料的品質。針筒的軸向和徑向跳動范圍的大小是受承載針筒的牙盤和大齒盤控制，現有單面圓緯機牙盤和大齒盤徑向、軸向配合都采用止口配合方式。由于在設備運轉中牙盤做圓周運轉，而大齒盤是靜止不運動，雖然在生產中經常加入了大量高品質潤滑油，但是隨著設備運行時間的增加和不可避免地雜物對潤滑油侵入，導致機器運轉時磨損增大，所以一般設備運行5年左右止口部位均有不同程度的磨損。零件的磨損、變形、噪音和震動都會影響設備的精度以及編織面料的品質，止口一旦磨損則是不可逆轉的，幾乎無法修復，將直接影響設備運轉精度直至整機報廢。

圓緯機傳動系統的結構主要有耐磨板式結構、疊加式鋼絲跑道結構、懸掛式鋼絲跑道結構。耐磨板式結構中，大盤內裝上一對耐磨板，再放置牙盤，這樣大盤和牙盤之間有耐磨板隔離，不直接接觸，避免了大盤和牙盤直接接觸，兩塊耐磨板在運轉中上面一塊運動，下面一塊靜止，由于是面接觸故產生較大摩擦。牙盤和大盤的定位是依靠大盤內圈和牙盤外圈上的兩個止口間的間隙控制徑向定位，耐磨板式結構針筒跑道的特點是結構簡單、制造和安裝都方便，但由于是滑動摩擦，摩擦阻力大，壽命低，回轉面一旦磨損，針筒跑道和回轉精度即喪失，且難以修復[4]。疊加式鋼絲跑道結構是在耐磨板式結構的基礎上加以改進，采用鋼絲或鋼珠代替耐磨板，摩擦方式變為滾動摩擦，牙盤和大盤也有止口，但不起定位作用。這種方式是靠牙盤自重下沉，使鋼絲與鋼珠緊貼在一起來完成徑向定位，牙盤和大盤是兩個大型零件，通過鋼絲跑道軸承連接運轉，牙盤和大盤要分別單獨加工，因而在軸承座孔位機械加工中，需要很高精度的加工設備和加工水平，才能保證兩套零件軸承座都有很高的同心度、水平度。懸掛式鋼絲跑道結構是通過壓圈和許多緊固螺絲將大盤和牙盤固定在一起，用改變墊片厚度的方式來調整和控制鋼絲和鋼珠的相對位置，鋼絲和鋼珠之間的滾動使牙盤產生運動，徑向定位是靠鋼絲和鋼珠之間的位置確定，鋼絲一旦發生磨損，則導致整機精度下降，更換鋼絲跑道工作量大、繁瑣，加工難度非常大。鋼絲跑道結構緊湊，精度較高，但是鋼絲跑道軸承間隙的調整需要靠精密的加工來完成，由于鋼絲卡槽較小，直徑較大，難以用磨削來完成，容易造成鋼絲跑道軸承裝配精度降低，運行時易于磨損，從而使原動小齒輪與大盤齒輪嚙合間隙不均，造成大盤齒輪磨損，從而影響正常生產[5]。

現有針織圓緯機傳動系統及承載系統是通過止口或靠牙盤自重來控制徑向和軸向定位，運轉過程中摩擦大、損耗大，需大量潤滑油。

3 真絲針織圓緯機繞軸心運轉系統

真絲針織圓緯機繞軸心運轉結構承載控制系統結構如圖1所示，由中心柱底座、承載軸承裝置、繞軸心軸承裝置、牙盤等組成。

1針筒 2牙盤 3圓錐滾子軸承 4中心立柱 5平面軸承 6支撐平臺圖1 真絲針織圓緯機繞軸心運轉系統結構示意圖

中心柱底座為支撐平臺與中心立柱的聯合體，中心立柱在支撐平臺的中央，底座安裝在單面圓緯機大臺面上，根據單面圓緯機筒徑大小由6～24顆緊固螺栓連接。牙盤是外齒式齒盤，安裝在支撐平臺平面軸承上，在牙盤上安裝針筒。軸承承載裝置，在牙盤下安裝一套立柱承載盤，承載盤臺階上放置一個平面軸承，繞軸心軸承裝置，分別在牙盤中部與承載盤立柱上部安裝圓錐滾子軸承。支撐平臺平面軸承座位置，是根據單面圓緯機筒徑大小來確定，安裝一對圓錐滾子軸承。中心立柱繞軸心軸承裝置，通過圓錐滾子軸承連接中心立柱做圓周水平旋轉，主傳動齒帶動牙盤轉運，牙盤帶動針筒作圓周運動進行編織。平面軸承主要功能是針筒及牙盤重量的承載，圓錐滾子軸承的主要功能是對徑向和軸向精度的控制。

真絲針織圓緯機繞軸心運轉系統的運行效果及優勢：

(1)設備運行穩定，針筒安裝精度公差有所提高，軸向跳動精度控制在0.03～0.04 mm之間，而現有設備軸向跳動精度一般在0.04～0.06 mm；徑向跳動精度控制在0.03～0.05 mm之間，現有設備徑向跳動精度一般在0.04～0.06 mm。機械性能穩定，開機正常率可達99%以上，生產的產品布面平整、紋路清晰、風格飽滿。

(2)機械連續化程度高，中心運轉支承軸承系列能做到可替換，并且軸承拆卸方便，整機高精度生產運行狀態由5年提高到15年以上。

(3)取消了不必要的機械硬磨控制系統，有效降低整機運轉負荷，降低能源消耗；不需要添加大量潤滑油脂，節約生產成本，對環境保護起促進作用。

(4)與耐磨板式結構相比，摩擦方式由滑動摩擦改為滾動摩擦，降低了大盤和牙盤間的磨損及由于磨損引起的負荷增加、精度下降。

真絲針織圓緯機繞軸心運轉系統是一種全新不通過止口硬磨方式來控制針筒軸向、徑向跳動的單面圓緯機傳動及支承系統。該系統通過軸承繞軸心承載運轉即可控制針筒軸向和徑向跳動，如發生軸承磨損可快速方便地更換，不對整機其他部件造成影響。整個系統結構緊湊、運轉平穩可靠、精度高，解決了因材質和結構引起的磨損、效率、精度等問題，大大增加了整機運行使用壽命，提高了針織面料成品質量和生產效率，簡化了結構，節約了設備資金投入和運行成本，減少了生產過程中潤滑油脂的大量使用，達到了節能環保可持續發展的社會要求。

4 結語

國內針織紡織機械生產廠家作了大量的探索研究，對針織圓緯機各機構進行改造創新，針織圓緯機繞軸心運轉系統改變了原有傳動方式，提高了傳動系統運轉的穩定性和可靠性，其他機構的創新改造還在不斷的探索研究中。隨著針織原料和生產品種的多樣化以及針織產品更新換代的要求，國內外尤其是我國對先進針織圓機的需求量必將進一步加大，盡快開發出國產高質量、低成本的先進針織圓機是我們在新時期的一個重要任務[6]。

[1] 龍海如.針織圓緯機技術與產品發展動態[J].針織工業，2016，(2)：1-4.

[2] 徐英蓮，祝成炎. 家蠶粗纖度真絲針織產品的研究與開發[J].紡織學報,2003,(3):73-74.

[3] 陳慰來.真絲針織的現狀和工藝技術特征分析[J].絲綢，2001，(5)：38-40.

[4] 季林息.針筒跑道設計、制造和安裝[J].紡織機械，2002，(1)：36-39.

[5] 王付杰.針織圓緯機大盤齒輪磨損分析[J].運城學院學報，2008，(4)：36-37.

[6] 趙 澍.新型針織圓機及技術[J].陜西紡織，2008，(1)：48-49.

ResearchonTransmissionMechanismofSilkCircularWeftKnittingMachines

YANG Zu-feng1, CHEN Tao2, CHEN Jiang1

(1.Sichuan Academy of Silk Sciences, Chengdu 610031, China; 2. Sichuan Huiyuan Industry Development Co. Ltd., Chengdu 610031, China)

The present situation of silk knitting fabric production equipment was analyzed. From the transmission mechanism of traditional circular weft machines, transmission mechanism of traditional circular weft machines and its imperfection were andyzed. New transmission mechanism and system that revolved around axis were explored to reduce energy consumption and improve the stability and accuracy. Design and manufacture scheme and operation effect of the system were expounded.

knitting silk fabric; transmission mechanism of circular weft machines; wear proof panel structure; steel wire runway structure; axis running structure

TS183.4

A

1673-0356(2017)09-0041-03

2017-07-26

楊祖鳳(1971-)，高級工程師，主要從事絲綢工程技術研究、絲綢綜合性產品開發、真絲針織研究。