浮纹贾卡经编机纱线选取机构的设计

曹清林， 赵红霞， 曹娟娟， 张大伟， 樊腾飞

(1. 江苏理工学院 机械工程学院， 江苏 常州 213001； 2. 江苏润源控股集团有限公司， 江苏 常州 213131)

浮纹贾卡经编机纱线选取机构的设计

曹清林1， 赵红霞2， 曹娟娟1， 张大伟2， 樊腾飞2

(1. 江苏理工学院 机械工程学院， 江苏 常州 213001； 2. 江苏润源控股集团有限公司， 江苏 常州 213131)

为开发浮纹贾卡经编机，研究了其关键构件选纱钩针运动机构的设计问题。经过分析编织工艺、选纱钩针的运动要求，得知为具有2次停歇的往复直线运动，根据运动要求中的变化规律、动程、长距离传动等特点，选择相应运动实现机构为平面连杆-凸轮组合机构，具体采用平面八连杆机构和凸轮机构串联构成。采用图解反转法综合出其中2组平面四杆机构的尺度，用解析法求出滑块机构的尺度和主动凸轮的实际廓线。针对RJWB3/2型浮纹贾卡经编机机型，选纱钩针运动动程为19 mm，在升程、远休止、回程和近休止段对应主轴转角分别为150°、30°、80°、100°，据此设计出平面连杆-凸轮组合机构中各个连杆机构的尺度和主动凸轮的实际廓线。

经编机； 贾卡； 浮纹； 连杆机构； 凸轮机构

浮纹贾卡提花经编织物具有立体感强等特点，生产此类织物的经编机除具有常用贾卡经编机的机件外，还需要增加一套单纱选择系统(也称选针系统)，使纱线有选择地进入和退出编织过程，在布面形成不连续的浮雕效果，因此，根据具体梳栉配置设计选纱装置的结构是成功开发整机的关键。

该类机型由德国卡尔迈耶公司于20世纪90年代开发。国内引进该机型后，对编织工艺、提花原理和织物仿真等进行了研究，开发出花型设计CAD系统[1-3]，从而提高浮纹经编织物设计效率。通过研究浮纹织物的具体垫纱运动过程，研发人员分析出其槽针、针芯、沉降、梳栉和选纱钩针的具体运动曲线要求[4-6]，以及它们之间的相位关系[7-8]，但对于不同机型，如RJWB3/2、RJWB4/2、RJWB6/2等，要求选纱钩针的动程与其他机件的配合关系不一样[6]，故须研究不同机型选纱机构的一般设计方法。

本文在分析编织工艺基础上，针对选纱钩针的具体运动要求，选择运动实现机构的结构，并研究实现机构的尺度综合方法，进一步针对具体机型开发，设计出机构的具体尺度和凸轮廓线。

1 选纱钩针运动要求及实现机构选型

根据浮纹贾卡提花经编编织工艺[8]，选纱钩针在前贾卡梳栉针背横移前由最低位置开始上升，到达最高位置后停歇。接着，被选择的贾卡纱线开始针背横移，使其垫入选纱钩针针钩上，然后，选纱钩针拉住垫入的纱线下降，并在前贾卡梳栉对槽针针背垫纱之前，到达最低位置，开始停歇。

现以主轴转角φ为横坐标，并以槽针位于最低点时为0°位置，纵坐标S为选纱钩针的直线运动位移，运动最低点为0点位置，向上为位移S的正方向，H为选纱钩针运动动程，拟定出的运动要求如图1所示。图中，φ1、φ2、φ3、φ4和φ5是与梳栉数及其排布情况等有关的主轴转角。

由图1所示运动要求看出需要具有2次停歇的形式，连杆机构较难实现。现选用平面凸轮-连杆组合机构实现这一运动要求。考虑整机其他机件运动实现机构的主动件为内、外缘共轭凸轮，从动件的运动形式为摆动，所以，选针机构的主动件部分也采用相同结构。图2示出拟定的选纱钩针运动机构简图。图中，主动凸轮1和摆动从动件2组成共轭凸轮机构A0B0B′。选纱钩针作直线往复运动，须将从动件2的摆动转变为直线往复运动形式，采用滑块机构进行运动形式变换，如图2中构件6、7、8(钩针)和机架9构成的平面滑块机构D0DE。由于钩针8位于编织区域，距离油箱主轴A0距离较远，凸轮机构A0B0B′置于整机油箱内，通过平面四杆机构B0BC1C0将凸轮机构A0B0B′运动传动到接近编织区域，并在其后串联另一组平面四连杆机构C0C2DD0，以调整钩针8的运动动程来满足工艺要求。称由构件1和2构成的凸轮机构A0B0B′为第1组机构。由构件2、3和4构成的平面四连杆机构B0BC1C0为第2组机构，构件4′、5和6构成的平面四连杆机构C0C2DD0为第3组机构，构件6、7、8构成的平面滑块机构D0DE为第4组机构。显然，4组机构各自实现特定的功能要求，串联组合在一起构成了整个选针机构。

2 机构尺度综合

2.1 平面滑块机构的尺度综合

x=2e-l6

(1)

由直角△D0FD2，有

(2)

将式(1)带入式(2)，得

(3)

另外，由直角△D0FD2，有

(4)

由分析过程得知，构件7的长度l7可以任取。

2.2 第2组平面四杆机构的尺度综合

2.3 第3组平面四杆机构的尺度配合

实际作图求得的机构杆长有时不一定合理，可通过改变不同杆件的摆动初始位置等方法，以取得合理的解。第1级内、外缘共轭凸轮机构A0B0B′，构件2采用与整机其他成圈机件运动机构中凸轮机构一样的结构[11]，由选定的基圆半径、△ψ2结合图1凸轮转角设计凸轮1的轮廓线。

3 设计实例

现开发RJWB3/2型浮纹贾卡经编机选纱钩针运动装置，根据梳栉结构及排布并结合编织工艺分析，要求选纱钩针动程H为19 mm。

对RJWB3/2机型，选纱钩针在前贾卡梳栉针背横移前、主轴转角225°左右开始上升，为避免压纱板与选纱钩针碰撞，后者开始上升时的速度可慢些，以便压纱板回升到一定高度，由此可确定，图1中φ5=360°-225°=135°。选纱钩针到达最高位置(主轴转角15°左右)并开始停歇，由此可确定，图1中φ1=15°。被选择的贾卡纱线对选纱钩针垫纱结束，也即选纱钩针在最高位置停歇结束，开始下降，对应主轴位置在45°左右，由此可确定，图1中φ2=45°-15°=30°。当前贾卡梳栉开始对槽针进行针背垫纱时，选纱钩针应下降到最低位置并开始停歇，该位置对应主轴转角125°左右，由此可确定，图1中φ3=125°-45°=80°。

进一步，φ4=360°-φ1-φ2-φ3-φ5=100°。

设主轴点A0(0,0)为基准，取B0(98.5,98.5)，C0(0.7,532.7)，D0(86.8,559.8)，其中，坐标位置单位均为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°(远休止段)、φ3=80°(回程段)、φ4=100°(近休止段)设计出的凸轮廓线与设计出的选纱钩针实际运动位移曲线三维模拟结果如图6所示。选纱钩针实际动程为18.57mm，与要求动程相差0.43mm，相对误差2.2%，可满足机器使用要求。

4 结 语

浮纹贾卡经编机编织系统中选纱钩针的运动要求为具有2次停歇的往复直线运动，选用凸轮连杆组合机构可满足选纱钩针的运动。针对RJWB3/2型浮纹贾卡经编机的研发，在综合出选纱钩针运动机构尺度和凸轮廓线的基础上，设计出了选纱装置的具体机械结构。机器实际运转结果表明，设计的选纱钩针运动机构能够满足要求。

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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。主要研究方向为纺织机械研发。E-mail：cql@jstu.edu.cn。

10.13475/j.fzxb.20150605005

TS 183

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