機械外文文獻翻譯-織機打緯機構(gòu)的計算機輔助分析【中文4000字】【PDF+中文WORD】

機械外文文獻翻譯-織機打緯機構(gòu)的計算機輔助分析【中文4000字】【PDF+中文WORD】,中文4000字,PDF+中文WORD,機械,外文,文獻,翻譯,織機,打緯,機構(gòu),計算機輔助,分析,中文,4000,PDF,WORD 【中文4000字】 織機打緯機構(gòu)的計算機輔助分析 王友江 孫輝 紡織學院化纖工程，佐治亞理工學院，亞特蘭大，佐治亞州30332，美國 摘要：分析和設(shè)計打緯機構(gòu)對提高織機性能是極為重要的。計算機輔助設(shè)計和分析工具用于研究不同種類的打緯機構(gòu)， 包括四連桿和六連桿機構(gòu)，并且和共軛凸輪機構(gòu)進行比較。從不同的幾何參數(shù)模型可以得到結(jié)果，揭示了合理的操作計算機工具是有效的分析和設(shè)計打緯機構(gòu)的方法?？梢詫崿F(xiàn)低的噪音和振動，還有更高的速度。 過去十年，紡織產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從勞動密集型轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)率高的資本密集型產(chǎn)業(yè)。在制造織物時，對高性能織機有一個恒定的要求，它是快速，高效節(jié)能，可靠的，高度自動化的，安靜的，耐用，低維修。在過去幾十年中，織機的生產(chǎn)效率大幅度增加，最大引緯效率從200到超過2000米/分鐘。這樣一個在性能上的顯著改善是由于技術(shù)的創(chuàng)新（例如，無梭織），使用新技術(shù)（例如，計算機和材料），及其更好的機械設(shè)計。 無論是哪種織機，它的技術(shù)狀態(tài)或者是模式要被編織，基本內(nèi)容包括四個步驟：脫落，采取，打緯，和行動/燃放[2]。脫落操作通過形成一個流束來提高或者降低具體的經(jīng)紗。在采摘步驟，新的緯紗通過棚被插入。開始打緯時，通過筘座的安裝彈簧片把新插入的填充紗被推到位。最后，整理后的織物被卷成布束。但是更多的經(jīng)紗紗線被彎曲。這四個步驟會不斷的重復(fù)排列。 打緯對織造過程和產(chǎn)品質(zhì)量非常重要。一個正常的打緯運行會給堅固，統(tǒng)一的織物結(jié)構(gòu)。此外，簧片的運動由筘座帶動，通過打緯的完成，對脫落和采摘操作的光滑度有很打的影響。在高速織造中，采取操作的每個周期相對時間比上采摘應(yīng)該盡量減少。簧片應(yīng)該停留盡可能長時間在后面，就可以留下更多的時間引緯，然后可以盡快的打新的緯紗。這對現(xiàn)代寬幅織機是非常重要的。然而，較高的力量和振動是和運動呢相關(guān)的，設(shè)計協(xié)調(diào)是實現(xiàn)織機平衡和平穩(wěn)運行所必須的。筘座運動的動態(tài)分析對織布機的設(shè)計和制造是十分重要的。 一般有三種基本的打緯機構(gòu)：四連桿，六連桿和共軛凸輪，如圖1所示。四連桿機構(gòu)是用的最廣的，比如梭機，噴氣和劍桿織機。因為他結(jié)構(gòu)簡單，制造簡單。六連桿機構(gòu)可以提供更長的停留時間，主要用在噴氣織機。在無梭織機中共軛凸輪機構(gòu)是應(yīng)用最廣的，是因為它精密和筘座的可調(diào)停留時間。 圖1 打緯機構(gòu)類型：四連桿（a） 六連桿（b） 共軛凸輪（c） 打緯機構(gòu)的設(shè)計，尤其它們的質(zhì)量分布和幾何，對織機的性能有顯著的影響。傳統(tǒng)分析這些機構(gòu)的方法是依據(jù)運動學和動力學原理，但是往往涉及長時間的數(shù)學推導(dǎo)。計算機輔助設(shè)計和分析工具為分析復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的動態(tài)相應(yīng)提供了一種簡單的方式。 一個關(guān)于知識革命的軟件產(chǎn)品[1]-工作模式，結(jié)合了先進的運動仿真技術(shù)與先進的編輯能力來提供一個有用的工具和動畫模擬。一個機構(gòu)可以轉(zhuǎn)換成一套剛體，在計算機上約束建立模型。這個軟件模擬機構(gòu)議案，基于集合約束和牛頓力學原理。工程量定義在模擬量出來之前，在模擬過程的進一步分析之中。對象的性能可以調(diào)整通過圖形用戶界面以至形成新的模式和理想的結(jié)果。 在這項研究中，我們首先分析了四連桿機構(gòu)使用工作模型軟件。一個參數(shù)的研究探索了筘座運動的幾何影響。我們還建立一個六連桿模型來確定能延長在一個織造循環(huán)中插入時期的集合配置。最后，我們用不同的打緯機構(gòu)來比較筘座的運動。 打緯機構(gòu) 四連桿機構(gòu) 圖2顯示了根據(jù)實際尺寸實現(xiàn)了具有工作模型的4連桿機構(gòu)的所有部件所獲得的計算機模型;質(zhì)量和連接類型。在模擬期間測量和記錄的數(shù)量包括筘座（X）的位移，筘座的速度（V），筘座的加速度（A）和作用在劍pin上的力（F）。為了驗證工作模型，我們比較了工作模型模擬和運動學分析的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)沒有明顯的差異。 對于參數(shù)研究，我們使用梭織機（圖一a）中的機器部件的實際尺寸 - 曲軸長度r = 6厘米，連桿長度s = 32厘米，長度L = 72.11厘米。這種幾何配置是與其他型號的性能比較的參考。我們總結(jié)說，織機速度是200 rpm。觀察不同比例的slr對運動的影響連桿長度從17至102厘米不等，而r和L保持不變。我們評估了s / r比為2.83到17的elevem模型。 ? 從工作模型模擬數(shù)據(jù)，我們獲得了每個模型的筘速V，加速度A和連桿F中的力的最大值。結(jié)果如圖3所示，相對于參考模型也沒有發(fā)現(xiàn)。因為s / r從2變化到8，所以V，A和F的最大值顯著降低。然而。隨著slr進一步增加，Vmax，Amj，F(xiàn)max幾乎沒有變化。為了確保通過梭口順利地填充紗線，在灌裝過程中棚棚應(yīng)該保持足夠大。棚子的大小由兩片山藥的高度和筘座的位置決定。在編織周期中，填充紗線只能在襪帶靠近時插入。 ;后退位置和棚口開放是足夠的。因此，對于快速織機的操作，大部分時間的襪子應(yīng)該在填充插入時保持向后，然后快速移動以進行跳動。允許填充插入的筘座位置的確切范圍取決于織機的關(guān)節(jié)設(shè)計。在這個分析中，我們假設(shè)填充插入在“s”位于“后區(qū)”期間完成。在其原始（最后退）位置和其最大位移的一半之間（圖4）。相應(yīng)的期間稱為插入期。從關(guān)于筘座位移的模擬數(shù)據(jù)可以看出，根據(jù)4連桿機構(gòu)的幾何形狀，我們可以看出，在不同的曲柄旋轉(zhuǎn)角度下，筘座的最大位移量達到了其一半，如表I所示。隨著增加s / r，短褲在較短的時間內(nèi)保持在最靠后的位置，留下更少的時間將填充物插入織機。 無論討論什么機制，較低的Amax表示更平穩(wěn)的運動，較高的A ,,,,,,導(dǎo)致一個動作。特別是對于織機而言，絲杠的移動會影響打嗝的效率。然而，對于不同的織物，需要不同的打擊動作[2]。細微的織物不應(yīng)粗略處理，而粗紗線可能需要清醒的毆打才能有效。因此，對于諸如絲綢和細棉的輕質(zhì)織物，僅需要非常溫和的打漿，并且適合大的細度（例如> 6）。對于中等織物如密度棉，需要平滑打漿，而且比率應(yīng)該是中等的（例如3到6之間）。對于諸如牛仔褲或工業(yè)材料的重型織物，需要一種沖動，干燥的打嗝，并且較小的比率更適合（例如，<3）。對于需要長時間填充的寬織機，應(yīng)選擇較低的slr比率。相比之下，更高的slr 比對于窄織機來說是足夠的，這對于填充插入需要很短的時間。通過組合幾何.s / r比對襪帶運動和插入周期的影響，獲得了圖5所示的性能圖。水平軸是作用在連桿和筘座的銷接頭上的最大力?？v向軸線是由打漿機構(gòu)的幾何形狀允許的插入時間。從該圖可以看出，由于較長的插入周期和較小的力，左上角的性能是可取的，而右下角則是不希望的，因為插入填充的時間較短和較大的力。如前所述，對于精細織物，需要較高的s / r值來保證在編織過程中紗線的破損率低。然而，不可避免地，高slr的另一個效果是短的插入期。因此，當織造寬細的織物時，必須在力和插入時間之間作出妥協(xié)。 圖2 四連桿打緯機構(gòu)電腦模型 圖3.幾何比率.s / r對襪帶運動特性的影響。 圖4.幾何比率先生對筘座位移曲線的影響。 圖5. 4鏈路機制的性能圖。 六連桿打緯機構(gòu) 我們已經(jīng)開發(fā)了一個基于Picanol PGW4-R / Z織機采用6連桿驅(qū)動的筘座的實際機理的模型，如圖6所示。我們試圖通過將一些幾何參數(shù)，經(jīng)過一系列試驗，我們得到了修改后的模型。也顯示在 圖6.兩個模型之間的角位移的比較如圖7所示。這里，標記筘座的最大位移的二分之一的時刻，并且移位的時間間隔至少為1 - 指出兩種型號的最大值的一半。很明顯，在mod- 如果是型號，則短褲在后面區(qū)域比原始配置更長的時間段。通過修改，插入周期從編織周期的199°或55％的時間段增加到240°或67％的時間段。這對于高速運行是有幫助的。 一個6連桿驅(qū)動的sley，如圖6所示。我們試圖通過調(diào)整一些幾何參數(shù)來增加填充插入時間，經(jīng)過一系列試驗，我們得到了修改后的模型。也顯示在 圖6.兩個模型之間的角位移的比較如圖7所示。這里，標記筘座的最大位移的二分之一的時刻，并且移位的時間間隔至少為1 - 指出兩種型號的最大值的一半。很明顯，如果是型號，則短褲在后面區(qū)域比原始配置更長的時間段。通過修改，插入周期從編織周期的199°或55％的時間段增加到240°或67％的時間段。這對于高速運行是有幫助的 圖3 六連桿機構(gòu)的電腦模型：原來的配置（左），修改后的配置（右） 圖4 六連桿角位移的比較 在不用的機構(gòu)中比較筘座的運動特性 為了比較筘座在不同機構(gòu)中的運動，我們制定了一個共軛凸輪打緯機構(gòu)的模型[3]。這里，我們比較共軛凸輪引，四連桿和六連桿機構(gòu)筘座的運動特性。圖5顯示了筘座在三個不同驅(qū)動機構(gòu)下的角位移和加速度。 圖5 不同機構(gòu)下的筘座運動比較：（a）角位移 （b）角加速度 在圖5中，我們看到凸輪筘座完成它的運動在130°的回升周期。駐留（保持靜止）在后面的位置230°（確切時間取決具體的設(shè)計）。相對四連桿和六連桿，驅(qū)動筘座經(jīng)常移動在整個挑選周期(0°-360°)。連桿機構(gòu)驅(qū)動筘座與共軛凸輪機構(gòu)比，一個類似棚大小緯線，線束要取消/降低到更大距離。因為共軛凸輪允許填充的紗線插入附近的線束。在較高的織機速度或者較寬的引緯比率時，緯線必須穿越棚在更短的時間內(nèi)。共軛凸輪筘座預(yù)留更長的時間，大于200°在一個插入循環(huán)中，使引緯更容易，也能允許提高織機速度，縮短線束升降距離，降低經(jīng)紗張力。 另一方面，我們很清晰從圖5中看到，凸輪驅(qū)動的筘座加速度遠遠高于那些連桿驅(qū)動的。因為凸輪驅(qū)動的筘座已經(jīng)完成向前和向后運動，在驅(qū)動筘座不到一半的時間內(nèi)（130°對凸輪驅(qū)動系統(tǒng)而360°對連桿驅(qū)動系統(tǒng)）。高加速度可以適用于凸輪驅(qū)動筘座，這可以更小更輕比那些連桿驅(qū)動的。用超高的剛度和超輕復(fù)合材料，筘座機構(gòu)的慣性質(zhì)量可以進一步減少，一提高織機的速度。 總結(jié) 高速織機有一個快速緯線插入和快速脫落和打緯動作。一個關(guān)于織機系統(tǒng)的復(fù)雜工程設(shè)計是需要快速.平滑和有效的織機操作。計算機輔助設(shè)計工具提供了一個快速和可靠的方法研究機床動態(tài)特性的機制。在本文中，我們使用這模型軟件來分析四連桿和六連桿打緯機構(gòu)。通過分析筘座運動特性的幾何參數(shù)的影響，我們論證在計算機模型上調(diào)整某些幾何參數(shù)。在一個織造循環(huán)中，該系統(tǒng)可以很容易的做到調(diào)整來允許一個相對較長時間的填充插入。我們還可以比較連桿機構(gòu)和共軛凸輪驅(qū)動機構(gòu)的運動特性。 引用文獻 [1] Knowledge Revolution. Working Model User’s Manual.1992 [2] Lord, P. R. and Mohamed, M. H. "Weaving: Conversion of Yarn to Fabric," 2nd ed. Merrow Publishing Co. Ltd.1982 [3] Sun, H. Computer Aided Design and Analysis of Loom Beat-ing-up Mechanisms, Masters thesis, School of Textile & Fiber Engineering, Georgia Institute of Technology, 1997.