專利名稱：一種用于紗線卷繞防疊的機(jī)械式差微機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織機(jī)械設(shè)備，具體地說，是一種用于紗線卷繞防疊的機(jī)械式差微機(jī)構(gòu)，也可以說是國產(chǎn)倍捻機(jī)(紡織業(yè)專用)的防疊機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有紡織業(yè)中，紗線在卷繞的過程中不可避免地出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，特別在化纖、毛紗等短纖維材料卷繞中表現(xiàn)的尤為突出。目前采用的是雙電機(jī)防疊。其工作原理是一個電機(jī)正常轉(zhuǎn)動，另一個電機(jī)連續(xù)的開?！裁糠昼?0次〕，從而達(dá)到防疊目的。電機(jī)連續(xù)的開停對電機(jī)損害很嚴(yán)重，且大量耗能，尤其在紡織廠這樣惡劣的環(huán)境下，工作壽命是最大的問題。還有采用固定循環(huán)程序的變頻電機(jī)實現(xiàn)防疊，但是這種設(shè)備造價昂貴，維修復(fù)雜，難以適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種紗線卷繞防疊的純機(jī)械式差微機(jī)構(gòu)。
實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是，一種用于紗線卷繞防疊的機(jī)械式差微機(jī)構(gòu)，其特征在于，該機(jī)構(gòu)包括電動機(jī)帶動的主軸，該主軸上固定連接有齒數(shù)不同的齒輪Z41和齒輪Z38，使齒輪Z41和齒輪Z38隨主軸同向、同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，齒輪Z41和齒輪Z38分別與空套在一圓柱凸輪軸右端上的齒輪Z119和齒輪Z122嚙合；在齒輪Z122上設(shè)置有一偏心圓槽，該偏心圓槽有一弧形滑塊，該弧形滑塊在偏心圓槽內(nèi)滑動；在齒輪Z119上設(shè)置有一銷孔，該銷孔中過盈配合安裝有第一銷子，在靠近外徑邊緣還有一用于撥桿往復(fù)運動的弧形通槽；齒輪Z119和齒輪Z122之間還有一搖板，該搖板空套在齒輪Z119上的第一銷子上并繞第一銷子擺動；搖板上還設(shè)有第二銷子，第二銷子空套在齒輪Z122中的弧形滑塊上，搖板上端還留有缺口，在該缺口中安裝一滑塊；該滑塊上連接有一撥桿，該撥桿穿過齒輪Z119上的弧形通槽帶動圓柱凸輪轉(zhuǎn)動；由于齒輪Z122的齒數(shù)大于齒輪Z119的齒數(shù)，搖板一方面通過第一銷子隨齒輪Z119一起轉(zhuǎn)動；另一方面通過第二銷子和弧形滑塊隨齒輪Z122的偏心圓槽的轉(zhuǎn)動而附加擺動。
本發(fā)明的紗線卷繞防疊的機(jī)械式差微機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、采用零件數(shù)目少(只在原來的一套設(shè)備上增加了兩個齒輪和一個搖板)，設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊，運動和結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇合理、造價低廉、壽命長，有效達(dá)到了防疊目的，在提高生產(chǎn)效率的同時顯著降低了生產(chǎn)成本?？蓪崿F(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，表現(xiàn)出了優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性和實用性。


圖1是紗線交叉卷繞工作原理圖。
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)3是圖2的A-A剖視圖。
以下結(jié)合附圖及其機(jī)構(gòu)的作用原理對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實施例方式
首先要提及紗線在卷繞過程中重疊現(xiàn)象的形成原因及帶來的后果1.重疊現(xiàn)象參見圖1，紗線在交叉卷繞過程中，筒子(卷裝)由滾筒摩擦帶動。如滾筒轉(zhuǎn)速不變，則筒子轉(zhuǎn)速隨卷繞直徑的增大而降低。若到某一個時期，在一個或幾個導(dǎo)紗的往復(fù)周期中，筒子轉(zhuǎn)速恰好為整數(shù)時，即卷繞比iω出現(xiàn)整數(shù)時(iω＝nK/m，式中nK為筒子每分鐘轉(zhuǎn)速；m為導(dǎo)紗器每分鐘往復(fù)次數(shù))，筒子上的紗線就會前后重疊起來，這就是重疊現(xiàn)象。重疊現(xiàn)象會持續(xù)相當(dāng)長時間，結(jié)果在筒子表面形成凸起條紋，使筒子與滾筒接觸不良，不僅使部分紗線受到過大的摩擦，而且會使筒子跳動或作軸向竄動，以致在筒子表面形成蛛網(wǎng)，兩端滑邊，甚至造成脫圈、糾纏、斷頭，嚴(yán)重影響后工序的退繞。
2.本發(fā)明的紗線卷繞防疊的機(jī)械式差微機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其原理本發(fā)明采用差微式的變頻防疊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其核心內(nèi)容是改變導(dǎo)紗器往復(fù)運動的頻率。
該機(jī)構(gòu)包括電動機(jī)帶動的主軸，該主軸上固定連接有齒數(shù)不同的齒輪Z41和齒輪Z38，使齒輪Z41和齒輪Z38隨主軸同向、同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，齒輪Z41和齒輪Z38分別與空套在一圓柱凸輪軸右端上的齒輪Z119和齒輪Z122嚙合；在齒輪Z122上設(shè)置有一偏心圓槽，該偏心圓槽有一弧形滑塊，該弧形滑塊在偏心圓槽內(nèi)滑動；在齒輪Z119上設(shè)置有一銷孔，該銷孔中過盈配合安裝有第一銷子，在靠近外徑邊緣還有一用于撥桿往復(fù)運動的弧形通槽；齒輪Z119和齒輪Z122之間還有一搖板，該搖板空套在齒輪Z119上的第一銷子上并繞第一銷子擺動；搖板上還設(shè)有第二銷子，第二銷子空套在齒輪Z122中的弧形滑塊上，搖板上端還留有缺口，在該缺口中安裝一滑塊；該滑塊上連接有一撥桿，該撥桿穿過齒輪Z119上的弧形通槽帶動圓柱凸輪轉(zhuǎn)動；由于齒輪Z122的齒數(shù)大于齒輪Z119的齒數(shù)，搖板一方面通過第一銷子隨齒輪Z119一起轉(zhuǎn)動；另一方面通過第二銷子和弧形滑塊隨齒輪Z122的偏心圓槽的轉(zhuǎn)動而附加擺動。
防疊機(jī)構(gòu)的工作原理如下齒輪Z41和齒輪Z38同軸同向轉(zhuǎn)動，由于它們的齒數(shù)不等，故與它們相嚙合的齒輪Z119和Z122轉(zhuǎn)速不同，即Z119的轉(zhuǎn)速大于Z122的轉(zhuǎn)速。這樣，搖板一方面通過第一銷子隨Z119一起轉(zhuǎn)動；另一方面通過第二銷子和弧形滑塊隨Z122的偏心圓槽的轉(zhuǎn)動而附加擺動，也就是說搖板在隨Z119轉(zhuǎn)動的同時附加擺動。當(dāng)搖板擺動方向與Z119轉(zhuǎn)動方向相同時圓柱凸輪轉(zhuǎn)速加快，頻率增加；與之轉(zhuǎn)動方向相反時圓柱凸輪轉(zhuǎn)速減慢，頻率降低。這樣由圓柱凸輪輸出給導(dǎo)紗器的往復(fù)移動的速度始終是一個時快時慢不斷變化的量，正是這個不斷變化的移動速度實現(xiàn)了紗線的有效防疊。
3.設(shè)計實現(xiàn)方式根據(jù)一般工藝要求防疊機(jī)構(gòu)圓柱凸輪的轉(zhuǎn)速為80～120r/min?，F(xiàn)以齒輪Z119的n119＝80r/min為例計算防疊周期。
齒輪Z41的轉(zhuǎn)速n41=n119·11941=232.195r/min]]>齒輪Z122的轉(zhuǎn)速n122=n38·38122=n41·38122=72.323r/min]]>齒輪Z122滯后于齒輪Z119的轉(zhuǎn)速ΔnΔn＝n122-n119＝-7.677r/min交換成角速度Δω=2πΔn60=-0.8039rad/s]]>齒輪Z122相對于Z119反方向轉(zhuǎn)動一圈的周期T為T=2πΔω=7.8158s]]>T即為搖板擺動的周期。
搖板擺動一個周期T的時間內(nèi)，圓柱凸輪應(yīng)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)nT為nT＝T·n119/60＝10.4208r由于搖板通過撥桿帶動圓柱凸輪轉(zhuǎn)動，使圓柱凸輪在10.4208轉(zhuǎn)內(nèi)，轉(zhuǎn)速一直發(fā)生變化。在下一個周期即轉(zhuǎn)過10.4208轉(zhuǎn)中又重復(fù)上述的轉(zhuǎn)速變化。但是使導(dǎo)紗器完全恢復(fù)初始運動狀態(tài)，必須使搖板位置在初始位置，而且齒輪Z122位置也恰好在初始位置，其最小周期，即圓柱凸輪的變頻周期TT=41/11941/119-38/122=10.4208=2501240]]>即圓柱凸輪轉(zhuǎn)圓柱2501轉(zhuǎn)，搖板擺動240次，運動恢復(fù)原來的狀態(tài)。圓柱凸輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，往復(fù)導(dǎo)紗器完成一個往復(fù)運動。所以，導(dǎo)紗器在完成2501次往復(fù)運動后，才恢復(fù)到原來的運動狀態(tài)，周而復(fù)始，從而有效的達(dá)到防疊的目的。
4.運動分析、強度和剛度校核對整個機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動分析，強度和剛度校核，經(jīng)過數(shù)學(xué)運算分析可以得出整個機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇合理，強度和剛度滿足需要，實驗證明運行穩(wěn)定可靠。
5.技術(shù)效果在申請人設(shè)計的新型紗線卷繞防疊實驗機(jī)中，主要采納了上述的紗線卷繞防疊的機(jī)械式差微機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)具備的特點是在Z41/Z119正常減速運動中，只增加了Z38/Z122、搖板、第一銷子、第二銷子和弧形滑塊就實現(xiàn)了有效的防疊目的。
該差微機(jī)構(gòu)的技術(shù)效果是(1)零件數(shù)目少。只增加了齒輪Z38，齒輪Z122和搖板(忽略第一銷子、第二銷子等)；(2)價格低廉。增加的零件價格僅200～300元，若用固定循環(huán)程序加大功率變頻器價格為幾萬元左右，與之相比表現(xiàn)出了良好的實用性，經(jīng)濟(jì)性和可行性；(3)若將該機(jī)構(gòu)放入密封的主軸箱中強迫油循環(huán)潤滑，即可在摩擦表面形成油膜摩擦，理論上可實現(xiàn)沒有摩擦，使用壽命大大延長；(4)純機(jī)械式的差微變頻機(jī)構(gòu)簡單，運行可靠，維修方便。
另外在設(shè)計中采用尼龍材料制作齒輪Z41和Z38，利用高分子材料的吸震性有效降低了工作時的噪音，改善作業(yè)環(huán)境；還有采用變頻器和高頻開關(guān)為電機(jī)調(diào)速。由于不同材料(羊毛、羊絨、兔毛、腈綸……)、不同混合比、不同粗細(xì)紗線的牽伸和卷繞速度是不同的，這樣可以方便地為不同材料找到最佳的工藝參數(shù)。
綜上所述，本發(fā)明的紗線卷繞防疊的機(jī)械式差微機(jī)構(gòu)簡單，可靠性好，運動和結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇合理，有效的達(dá)到了防疊目的。防疊機(jī)構(gòu)中的傳動齒輪Z119、Z122采用40Cr鋼并經(jīng)過高頻淬火使得齒輪耐磨，Z38、Z41采用高分子材料以減小噪聲；搖板采用耐磨鑄鐵MT-4，并經(jīng)研磨，細(xì)化了表面的粗糙度；滑塊采用弧形滑塊形式，增大了接觸表面積，減少了磨損；防疊機(jī)構(gòu)經(jīng)平衡后運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，整個防疊機(jī)構(gòu)在良好的滴油潤滑條件下工作，可大大延長使用壽命。該機(jī)構(gòu)既可作為國產(chǎn)新型倍捻機(jī)的防疊機(jī)構(gòu)使用，又可作為紡織工廠實驗室獲取工藝參數(shù)，亦可作為紡織院校教學(xué)設(shè)備使用，有著廣闊的發(fā)展空間。
權(quán)利要求
1.一種用于紗線卷繞防疊的機(jī)械式差微機(jī)構(gòu)，其特征在于，該機(jī)構(gòu)包括電動機(jī)帶動的主軸，該主軸上固定連接有齒數(shù)不同的齒輪Z41和齒輪Z38，使齒輪Z41和齒輪Z38隨主軸同向、同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，齒輪Z41和齒輪Z38分別與空套在一圓柱凸輪軸右端上的齒輪Z119和齒輪Z122嚙合；在齒輪Z122上設(shè)置有一偏心圓槽，該偏心圓槽有一弧形滑塊，該弧形滑塊在偏心圓槽內(nèi)滑動；在齒輪Z119上設(shè)置有一銷孔，該銷孔中過盈配合安裝有第一銷子，在靠近外徑邊緣還有一用于撥桿往復(fù)運動的弧形通槽；齒輪Z119和齒輪Z122之間還有一搖板，該搖板空套在齒輪Z119上的第一銷子上并繞第一銷子擺動；搖板上還設(shè)有第二銷子，第二銷子空套在齒輪Z122中的弧形滑塊上，搖板上端還留有缺口，在該缺口中安裝一滑塊；該滑塊上連接有一撥桿，該撥桿穿過齒輪Z119上的弧形通槽帶動圓柱凸輪轉(zhuǎn)動；由于齒輪Z122的齒數(shù)大于齒輪Z119的齒數(shù)，搖板一方面通過第一銷子隨齒輪Z119一起轉(zhuǎn)動；另一方面通過第二銷子和弧形滑塊隨齒輪Z122的偏心圓槽的轉(zhuǎn)動而附加擺動。
2.如權(quán)利要求1所述的紗線卷繞防疊的機(jī)械式差微機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述齒輪Z41和Z38采用尼龍材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于紗線卷繞防疊的機(jī)械式差微機(jī)構(gòu)，包括電動機(jī)帶動的主軸，該主軸上固定連接有齒數(shù)不同的齒輪Z41和齒輪Z38，并分別與空套在一圓柱凸輪軸右端上的齒輪Z119和齒輪Z122嚙合；齒輪Z122的齒數(shù)大于齒輪Z119的齒數(shù)；齒輪Z119和齒輪Z122之間還有一搖板，搖板一方面通過第一銷子隨齒輪Z119一起轉(zhuǎn)動；另一方面通過第二銷子和弧形滑塊隨齒輪Z122的偏心圓槽的轉(zhuǎn)動而附加擺動。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊，采用零件數(shù)目少，運動和結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇合理、造價低廉、壽命長，有效達(dá)到了防疊目的，在提高生產(chǎn)效率的同時顯著降低了生產(chǎn)成本?？蓪崿F(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，表現(xiàn)出了優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性和實用性。
文檔編號B65H54/02GK1616334SQ20041007327
公開日2005年5月18日 申請日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月15日
發(fā)明者劉琦云, 李陽, 王棟, 李京, 李明, 雷輝, ?？?申請人:西安思源職業(yè)學(xué)院