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1 外 文 翻 譯 原文 1： A in 譯文 1： 一種用于驅動有梭織機筘座的新型機構 2 3 4 5 6 7 8 一種用于驅動有梭織機筘座的新型機構 作者： 國籍：印度 出處：印度孟買理工學院機械工程系 摘要： 盡管織造工藝 有了非常大的進步，但是大多數(shù)織工，尤其是在發(fā)展中世界的，仍然在使用有梭織機。 這些織機 存在 各種缺陷 ， 其中之一 就 是經線 和 梭 子 之間的 嚴重磨損 ，尤其是當梭子離開梭口時。讓 筘座 在機器的后頂尖 附近 停歇，就 可以避免或減少 這類問題。將 筘座 的 驅動器，從目前使用的四桿機構 改為 凸輪驅動機構 ，就能很容易地實現(xiàn)之一目標。 然而，由于 這一修改意味著成本顯著 增加 ，所以 目前使用有梭織機 的 織布工人 不 愿意接受這一修改 。一個折中的方法是采用 六桿機構，可以 實現(xiàn) 一個這樣的或者類似這樣的 狀態(tài)，即 在后頂尖附近進行 非常緩慢的運動 。這樣一個基于 瓦特鏈 的 機制，已 經在本文中 進行了探討 。它得出輸入鏈接的 95°旋轉輸出的最大角位移是 另外，本文對滿足 有梭織機的筘座運動 的其他 要求也做了討論。 關鍵詞： 有梭織機 筘座 停歇 六桿機構 簡介 在這樣一個時代， 無梭織機 織機可以 以 1500 分鐘投緯數(shù)）運行， 值得注意的是， 以 110250行 的有梭織機 得到 廣泛應用，尤其是在 發(fā)展中世界。世界上大約 86%的織機仍 是 梭織機，在印度等國家，只有 2%的 織機 是無梭 織 機 （商業(yè)新聞， 2004）。雖然無梭織機比 有 梭織機，以更快的速度增加 著，但是， 在紡織行業(yè)在不久的將來后者預計將仍然是重要的貢獻者 。然而，在 運行速度和紡織質量上，它顯然是更差的。質量低劣的其中一個原因就是 經線和 梭子 之間的磨損，尤其是當 梭子離開 梭口時 。 一臺棉織機在曲柄軸旋轉 0°，綜框為 270°的條件下運行。 假定 梭子是 110°時進入梭口， 240°時 離開。在這種情況下，在 梭子進入 和 離開時梭口時（ 1976)，梭口 深度分別是 米和 米 。 如果 梭子的 前 壁 高度是 28 毫米，那么相應的彎曲因素分別為 后者會造成相當大的經線偏轉 ，如 圖 1 所示 。 9 圖 1 彎曲因素為 經紗片的旋轉 在退出梭口時引起低彎曲系數(shù)（由梭口深度低引起的）的原因如下： 框開始關閉 2. 在梭子運行的后半段 筘座 開始向前推進 在梭子運行時，讓 筘座 在機器的后頂尖 附近 停歇，可以 消除或減少 第二個 因素 的影響。通過使用一個凸輪驅動系統(tǒng) ， 這可以很容易地實現(xiàn)。然而， 將 筘座驅動器從目前使用的四桿機構 改為 凸輪驅動機構將需要增加成本，在發(fā)展中世界 的有梭織機使用者 不愿意接受。作為妥協(xié)，已試圖在本文中得出一個六桿機構，在 梭子運行時給 筘座 提供是一種停歇 或 接近停歇 （即非常 緩慢的移動 ） 的狀態(tài)。 機構原理 任何實際的六桿機構都應該是 基于 瓦特鏈或史蒂芬森鏈。許多作者（ 1967；人 ， 1994； 2005） 已經 介紹了如何構建一個基于 能夠實現(xiàn)停歇的史蒂芬森鏈 的 六桿機構 。這里描述的原理借鑒了 推理，但是為六桿機構做了改進。 當一個四桿機構作為 一個曲柄搖桿機構時， 每 次 曲軸旋轉 時， 搖桿 都不得不減 緩，停止 并改變 兩次運動方向 。 這些被稱為死點位置 ， 在這些搖桿短暫的停頓 的時候 ，曲柄和耦合器共線，如圖 2 所示 。 圖 2 四桿機構的兩個四點位置 10 在這些瞬間的前后，搖桿會減緩運動。 讓一個四桿耦合到曲柄搖桿 的 搖臂 – 獲得六 連桿 瓦特鏈 ， 如圖 3 所示。如果 以 這樣做的方式 ，那么 兩個四桿鏈 的 曲柄和耦合 器同時共線，最終輸出（搖桿） 在 這一瞬間 前后將 達到一個非常緩慢的運動 狀態(tài)?？梢哉J為， 如果有適當 的連接長度， 就有 有可能使這一運動緩慢 的 足以近似凸輪驅動機制的停歇 。 圖 3 一個四桿機構的搖桿驅動另一個四桿鏈 機構仿真 1967）提出了曲柄搖桿機構 的 程序的合成 ，以 滿足給定的時間比率和搖臂角 。但這里要求的是整個周期的性能，而 現(xiàn)有的合成技術沒有 給出 整個周期 的性能（ 2001）， 另外， 追索權 不得不 采取模擬。 該 機 構 建立在 機械原理介紹過的原理之上。 部分 機構還在 件中 進行了模擬。該軟件 根據(jù) 解決封 閉循環(huán)方程的數(shù)值方法執(zhí)行位移分析 。對 曲柄（輸入）旋轉 以及 輸出鏈路 的 相應的角位移進行觀察和繪制。曲軸旋轉 1°以 便于仿真 ， 這對應 于 運行在 很慢 ， 不切實際的速度下的織機 。以下分析仍然是相關的 ， 因為以下推論 都由 輸出鏈接 的 角位移 得出 ， 而且角位移在所有的速度下都仍然保持相同。 在更高的速度 下 ，輸出鏈接 的 角速度和加速度會 發(fā)生 改變 ， 但是，當 繪制 一個完整的周期 時， 會 得到 形狀類似 的 曲線 ， 曲線將只能重新調整。 根據(jù)上述原則建立的可行機構的數(shù)量被要實現(xiàn) 完整的曲柄旋轉（輸入） 這一要求限制了。 s 定律 ( 1995) 必須滿足第一 個 四桿鏈。此外，某些輸出鏈路 的 方向和長度也阻礙了曲柄 的 完全旋轉。 對 不同機 構的 輸出鏈接 的 角位移進行了研究 。發(fā)現(xiàn)大多數(shù)都存在一個對應于輸出鏈接的非常緩慢的運動狀態(tài)的區(qū)域。我們的 目的是選擇 一個 曲軸旋轉 角度最大運動速度最慢的機構 ， 明顯滿足這一標準的機構很少。 仔細檢查， 它 們中的許多是 不合格的 ，因為在慢 動作期間 ，輸出 鏈接達到了一個 極限， 然后后退 ， 等達 到另一個極限 后 ，再 11 后 退。 當這樣一個裝置是用來驅動織機上的筘座時，在慢動作期間的這種擾動可能會在梭子運動期間引起一 些問題。為了減少梭子失速的概率，擾動必須小于 符合這些標準，并有一個合理的連接長度的，如圖 4 所示的機構在研究過的機構中被認為是最好的。 圖 4 用于 筘座驅動 的 機 構 它 讓輸出鏈接產生一種近似停歇的運動 (非常緩慢 的 運動 )， 曲柄轉動 100°時 微擾不足 (從 94° 到 194° )。 本 文 作者不認為這是可能滿足這一標準的最好 的 機構。 無擾動 的機構， 在 近似停歇的運動區(qū)域內，如果讓兩個四連桿的死點位置完全相同，也是 可以 達到標準的。略有不同的是，這兩個四連桿機構到達死點位置時，允許更明顯的停頓但是引入了擾動。我們還 觀察到， 增加除 了 曲柄 以外的 鏈接的長度 能使機構變得更好。 不過，這種機 構 將需要更多的空間， 而且 很難納入織機 。如圖 4 所示的機構，最長的與最短的運動構件的長度比例少于 5，在要考慮外力時這是一個重要的要求。 我們也希望確保傳動角在 90° ± 65 °內。許多帶有長鏈的機構在達到近似停歇的狀態(tài)時有較大的曲軸旋轉角和很小的傳動角，這是不合格的。 在本機構 中 ， 第一個四連桿 傳動裝置 ( 傳動角從 第 二 個四連桿 傳動裝置( 傳動角從 到 。 越 大的輸出鏈 接 的振蕩導致 越 低的傳動角 。 機構運動 圖 4 所示機構的曲柄在以 1° /s 的速度旋轉，并且 輸出鏈 接 的角位移， 速度和加速度 都已經被描繪出來 （ 圖 5– 圖 7）。 輸出鏈接的一個極限位置（ 沒有明顯的停 歇）被當做起始位置。把這個位置當做0°來測量曲柄的角位移。從位移圖中可以看到輸出鏈接的旋轉角度超過了 那個明顯的停歇不是一個真正的停歇，它還包括了一個小的擾動，這個擾動我們可以 12 通過縮放位移圖線的部分觀察到。 這個擾動非常小，當曲柄旋轉超過 100°時（從 94°到 194°）它不超過 實際上，當曲柄旋轉超過 95°（從 95°到 190°）時它只有 這只占整個輸出鏈接旋轉角度的 速度和加速度圖線（圖 6、 7 所示）沒有任何峰值和間斷，這就是我們所希望得到的聯(lián)動機構。 圖 5 輸出鏈接的角位移 圖 6 輸出鏈接的角速度 圖 7 輸出鏈接的角加速度 13 用于 筘座 的機構的適宜性 在隨后的討論中 ，假定在一個由四連桿機構驅動 筘座 的棉織機中，曲柄旋轉 0°，綜框角度在 270°時發(fā)生打緯，梭子在 110°時進入梭口，在 240°時離開梭口。正如在簡介部分介紹的那樣，梭子離開梭口時的 低彎曲因子 （ 梭子的 前端 的 經紗片 的 高偏轉 ）可以歸因于兩個因素： 1、在梭子運行期間綜框開始關閉 2、在梭子運行的后半期筘扣開始向前移動 第一個因素可以通過早期挑選得到解決。在一個正常的織機中它的范圍是有限的，因為梭子的運行要配合筘座接近最后面位置的最慢的運動。第二個因素可以通過讓筘座在最后面的位置停歇，并在此期間合理安排梭子的運動得到解決。 如果在此提出的一個機構的輸出鏈接的延伸被當做筘座，如圖 5 所示，打緯后，筘座很快回到最后面的位置，進入近似停歇階段。在這個階段的左后，筘座將來到打緯點進行緩慢并逐漸加快的移動。梭子運 行的時間必須調整到使得近似停歇狀態(tài)的利用率最高。然而，僅當它允許更早的進行選擇時，彎曲因素將會得到改善。否則，如果較遲選擇彎曲因素將會惡化，因為 這一時期綜 框 開始關閉 （假設綜框角度在 270°） 圖 8 對于 明顯停 歇的 縮放 14 表 1 為梭子運 行選擇最佳的數(shù)據(jù) 在 110° — 240°，梭子穿過梭口的運動時， 結合所提出的 筘座驅動 機 構，當筘座近似固定時將使得梭子進入梭口。 筘座剛開始向前移動 時梭子將離開梭口。然而，梭子的運行應該符合筘座的最慢的移動。表 1 顯示了一個輸出鏈接的旋轉范圍。對輸出鏈接總轉動的計算（最后一列）考慮到在梭子進出梭口期間筘座已達到了 旋轉位移并后退這一事實。例如，對第一行， 間的差異是由 間的差異 計算得出。這兩組中更高的作為輸出鏈接的總的旋轉。表中的價值是由更準確 的價值中四舍五入得來的，以便于研究。 從這張表中可以看出，在 曲柄旋轉 83°的時候進入梭口， 213°的時候離開梭口的梭子是最好的。 在此期間筘座旋轉 這只 占 總轉動 的 2%。 因此，最符合挑選要求窗口顯示挑選時間比正常的織機發(fā)生的更早，這使得 在梭子退出梭口時 經紗片的 彎曲因子 得到改善。 前面討論 的 是一個 打緯 發(fā)生在曲柄旋轉 0° 和綜 框角度為 270°的 棉織機 。 對絲織機 ，打緯發(fā)生在一個開放的梭口，綜框角度接近 0°的情況下。 這并不需要改變 挑選 時間 。 這里提出 的 六連桿打緯機構 ，要求梭子穿行相的 同時間，即 梭子在 83° 進入 梭口 和在 213°離開梭口 。 較早分開經線沒有任何改變。只有在梭子需要花費 需要更長的時間或更短時 間穿過梭口時，挑選時機才需要 改變 。然而，根據(jù) 1949)的報告，梭子的速度根據(jù)織機的寬度而改變。較 寬 的 織布機 梭子 的速度更大 ，但并不希望 看到 梭子穿過梭口的所花的時間隨著 織機寬度 發(fā)生劇烈 的變化 。可 15 能出現(xiàn)的小變化應該根據(jù)挑選時機調整，以確保在梭子運行時筘座的最小移動。 傳統(tǒng)的四連桿打緯機構， 通過 增加連接桿的長度 來增加 打緯力 量。對于這種 機 構，增加 連桿 4） 的長度， 保持所有其他鏈接長度相等 ， 將得到類似的效果 。 本文討論了僅對有梭織機使用這種機構的優(yōu)勢。然而使用六連桿的近似停歇 來引緯這一概念 也可以擴展到劍桿織機 ， 噴氣和噴水織機 。 劍桿織機 的 劍桿安裝 在 筘座上，用所提議的 筘座 驅動，可以使得 劍頭和頂經紗片之間的磨損減少或消除 。 噴氣和噴水織機， 相 比 于 傳統(tǒng)的四桿打緯 ，對同一梭口 深度該機 構 將 給引緯 提供更多的時間 。 總結 有 梭 織機中用 于驅動筘座 的四桿機構在梭子離開梭口時 約束 梭子轉移經紗片。 本文提出了一種基于瓦特鏈 的 六桿機構 ， 它的輸出連接 –用作筘座 –在 曲柄旋轉近 100°時運動很 慢 。把梭子進入梭口的時間從 目前使用的 110°改到 83°，在梭子運行時將最大程度的利用近似停歇這一區(qū)域。這一改變也將使得梭子的一小部分運動進入梭口關閉的區(qū)域（假設綜框角度為 270°）。這兩個原因會導致 經紗片 通過梭子發(fā)生更少的偏轉。 參考文獻 : 2004， 005 ， K.， 1967， 2nd A. 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