高速簇绒地毯机针—钩机构设计与分析

发布时间：2020-07-08 12:48

【摘要】：作为主要铺底材料,地毯已经成为日常生活中不可缺少的用品。为了提高产量,不能一味追求扩大生产规模。因此,在有限生产规模下,实现簇绒机高速化成为了必然的趋势。目前,国内簇绒地毯机最高主轴转速一般不超过500~600r/min,而国外簇绒地毯机最高主轴转速可达1000~2000r/min,相同生产规模下,产能差别明显。国内,高速时簇绒地毯机针-钩机构尤其是针机构的动特性差是制约速度不能提高的最关键问题,即高速后,其针-钩机构会产生过大的速度、加速度、平衡力矩与动不平衡等问题。因此,为了提高针-钩机构运动学性能,减小平衡力矩与动不平衡,增加簇绒地毯机主轴转速,本文对簇绒地毯机针-钩机构的设计、运动学与动力学建模分析以及动平衡优化等方面进行了深入研究,主要研究内容如下:(1)考虑降低针-钩机构动不平衡,满足绒圈高度与针-钩时序配合的要求,设计了全新的针-钩机构。针机构具有对称性的结构,降低了动不平衡。钩机构具有“快进慢出”类似长停的运动特性,保证了高速下织造的质量。(2)为了验证针-钩机构的合理性,进行了针-钩机构的运动学和动力学分析。首先利用机构解析法,建立针-钩机构运动学模型,运用MATLAB对其进行仿真分析,获得了各个时刻的位移、速度和加速度线图。其次利用力平衡法,建立针-钩机构动力学模型,运用MATLAB对其进行仿真分析,获得各个运动副反力、平衡力矩大小等。最后,与传统的针-钩机构运动学和动力学特性作横向对比分析。通过分析比较验证机构设计的合理性。(3)为了进一步优化创新设计的针-钩机构运动学性能,利用ADAMS软件对针滑块的速度和加速度以及钩点的角加速度和急回特性K值进行了优化设计。建立以针滑块速度、加速度为测量目标的多目标优化函数,在满足机构存在、动程要求等约束条件下,对针机构进行了优化设计,获得了针机构最优的铰链点位置与各杆长参数。建立以钩块角加速度以及极位夹角为测量目标的多目标优化函数,在满足机构存在、动程要求、传动角范围等约束条件下,对钩机构进行了优化设计,获得了钩机构最优的铰链点位置与各杆长参数。(4)为了降低新型针-钩机构的平衡力矩,减小其对机构振动带来的影响。在动力学分析的基础上,对针-钩机构进行综合动平衡优化,创建“集中点质量”的优化模型,以降低所有运动副反力为设计目标,以质心和质心点到转动副中心的位置作为设计变量,以保证机构运动学特性不恶化为约束函数,进行动平衡优化。获得针-钩机构的最小平衡力矩。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS103.1
【图文】：

织机,结构示意图,曲柄,簇绒机

现状研究现状经研制出了多种成熟的高速簇绒研究中心充分研究了簇绒机传动运动学与动力学设计，以及降低。C 公司研制的高速簇绒地毯织机轴、同步带以及多套组合的曲柄动杆、针连杆以及簇绒针。每一动器组件。通过电动机带动主轴连杆机构，最后使得簇绒针上下的主轴转速可达到 1320r/min 以了保证高速运行，曲柄一般设计的织造。

高速动平衡,织机,结构示意图,从动轴

论文齿轮啮合的方式将动力传递给从动轴，随后因为两根以通过销固结在从动轴之上的两个曲轴转向完全相反的惯性力可以互相抵消。与此同时，在该主动轴上添该机构的主轴转速可以达到 2000r/min，是目前为止，地毯机，拥有极高的织机效率。但是同图 1-1 示产品织造。

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学位论文第二章高速簇绒地毯机针，簇绒针下植的过程中，绒纱线就处于一个松弛的状态，随后成一个高绒圈。 2-2 示，在（a）位置时刻，此时簇绒针到达低位位置，成圈钩针眼在同一水平线上，与此同时钩头和簇绒针的边距离 0.8mm，此时簇绒针到达最低位置，成圈钩的钩头和簇绒针的针眼位，且钩头到针眼上方的距离为 4mm。此时绒纱的张力最大，部次的成圈过程中抽出，至此，上一次的成圈过程到此结束，绒化。在（c）位置时刻，簇绒针再次回到低位，成圈钩的钩臂与同一条垂直线，成圈钩勾住绒纱，开始形成新的绒圈。在（d）直向上运动，成圈钩向左运动到极限位置，再向右摆动。在（针上升到最高位置，成圈钩继续向左极限位置摆动，在成圈钩，这个过程就是成圈钩摆脱绒纱且形成新的绒圈的过程。

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