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片梭引纬原理

来源:中国纺机网 发布时间:2011年04月11日

片梭引纬原理

片梭从扭轴投梭机构得到能量,便作为一个自由体开始飞行。在扭轴击梭过程中,假定:
(1)扭轴投梭机构是刚性的,即忽略投梭棒与套筒的弯曲变形,套筒的回转角度与扭轴扭转的角度相同。
(2)扭轴扭转变形后,在恢复过程中不考虑液压阻尼器的作用,并设开始恢复时扭轴的扭转角为 Φ0,终了时扭轴的扭转角为00。
(3)投梭机构各部分的摩擦阻力不计。
因此,在扭轴击梭过程中,扭轴的恢复力矩MK与投梭机构的综合惯性力矩MN的平衡方程为:
  MK+MN=0 (2-19)

因此得到方程:
  式中:
设: 方程(2-22)可简化为:

方程(2-23)为常系数二阶微分方程,通解为:

边界条件是当击梭开始t=0时,所以,方程(2-23)的特解为扭轴回转运动的角位移、角速度与角加速度的方程:

在击梭过程中,与扭轴套筒连在一起的投梭棒随扭轴恢复绕扭轴轴心回转,可得到片梭的速度、加速度及击梭作用力的方程:

式中:v 片梭的速度,m/s;
  a 片梭的加速度,m/s2;
P 击梭力,N;
l 投梭棒的长度,m;
m 片梭的质量,kg。
当击梭开始t=0时,得到片梭理论最大加速度和最大击梭力的计算公式:

当kt= π/2时,即经过击梭时间t=π/2k,扭轴恢复到00时,得到片梭理论最大速度:
  vmax=-lk Φ0(2-32)
实际上,扭轴在恢复过程中受到液压阻尼器的缓冲作用,因此,扭轴的扭转变形恢复到液压阻尼器的缓冲作用时,片梭得到最大的速度。设扭轴在受到阻尼前所释放的能量完全供给投梭机构,即:

式中:m0 投梭机构

的代表质量,m0=J0/l2,kg.cm-1.s2;
  v 片梭的实际最大速度,m/s;
  Φ1液压阻尼器作用时扭轴转角,弧度。
  解方程(5-15)得到片梭的实际最大速度为:
 
如某扭轴投梭机构G0=8.1 ×105kg/cm2,L=72cm,J0=0.068kg.cm.s2,d=1.5cm,I0=0.497cm4,l=18.5cm,m=40g,Φ0=-300(负值是指扭轴扭转方向与扭轴扭转恢复方向相反),Φ1=-100。计算得k=286.75s-1。根据公式(2-30)、(2-31)、(2-32)和(2-34)计算得到:
amax=7964.27m/s
Pmax=318.59N
vmax=27.77m/s
v1=26.18m/s
根据tk= π/2计算得到理论击梭时间:t=0.005s。即:扭轴投梭机构可以在很短的时间内使片梭获得很大的运动速度,有利于高速宽幅织机的引纬。由于液压阻尼器的作用,实际的击梭时间更短,在扭轴变形从扭转角-300恢复到-100时,液压阻尼器发生缓冲作用,片梭的最大运动速度从27.77m/s下降到26.18m/s,速度仅损失了5.7%,但避免了扭轴产生反向扭转及反复振动。
扭轴在扭转变形中产生较大的剪切应力 τ。

式中:Mkmax 扭轴上最大恢复力矩。

扭轴在扭转时产生的剪切应力不能超过允许范围,即: τ≤[τ]。整理公式(5-17)和(5-18)得到:

扭轴最大扭转角与扭轴工作长度成正比,与扭轴直径成反比。表2-9所示为扭轴扭转角度的范围。扭轴扭转角过大或不足,均会影响片梭引纬。直径大的扭轴扭转的角度及范围小,因此,扭轴
直径不宜太大。
对公式(5-13)和(5-14)重新整理后得到:

表2-9扭轴扭转角度的范围

扭轴直径小,片梭能得到的最大速度小,而扭轴长度增加,能提高片梭的最大速度。最大投梭力与扭轴长度无关,与扭轴直径三次方成正比,扭轴直径小,最大投梭力小,即片梭引纬能耗下降。所以,细长扭轴能使片梭引纬达到高速、低能耗的引纬性能。


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