本科毕业设计（论文）开题报告

剑杆织机打纬机构运动仿真及模型设计

1  选题的背景与意义

我国是纺织大国，纺织品的出口量位居世界第一，同时也是纺织机械进口大国，据我国海关统计，2006年1-9月我国纺织机械进出口总额为38.02亿美元，同比增长18.16％。其中进口金额为29．16亿美元，纺织机械出口金额为8．87 亿美元[1]。在1：3的纺织机械中，织机位居第二，为5.29亿美元，占18.14％，同比增长17.86％，主要是喷气织机、剑杆织机和片梭织机。 2008年上半年我国纺织机械及其零附件出口额8.10亿美元，同比增长6.60%，6月出口额为1.28亿美元。2008年第二季度我国纺织机械进出口额为23.21亿美元，同比增长2.25%，六月进出口额为4.05亿美元。

我国有不少织机生产厂家，但其产品大多是中低档水平，且没有形成世界知名品牌。虽然有一些厂家开始生产高档织机，如中国纺织机械集团有限公司和经纬纺织机械股份有限公司，但其产品在可靠性和耐久性方面却远远不如进口产品，特别是不能长时间高速运转(在演示和展销期间可以高速运转)，究其原因，

除了关键零部件的材质和热处理不过关外，对核心工作部件的工作机理没有进行深入的研究，造成运动构件之间受力不良也主要原因之一。因此虽国内机织在价格上具有优势(如国产剑杆织机价格平均在12万元/台，而2010年进口的剑杆织机平均价格为5.45万美元)，但很多企业还是青睐进口产品。

出现这种状况的原因是，国内织机厂家自主创新能力差。到2004年4月，在我国申请有关剑杆织机机构的相关专利共35件，其中国外在华申请11件，且这11件已经进入实用和推广。国内企业对核心机构(如打纬和引纬机构)的研究还停留在测绘和仿制阶段，这不仅带来侵权法律问题，不可能将企业做大、做出品牌，同时也由于没有从理论上进行深入研究，对其中的核心技术没有完全掌握，就仿制不了预想的性能和可靠性。可见织机的研究必须走自主创新的道路，必须从核心执行机构创新开始，运用计算机分析软件获得最佳参数[13]，取得自主知识产权，然后再研究其工作机理、优化性能和提高可靠性，才能创自己的品牌和名牌产品。

2 打纬机构的介绍

2.1 概述

打纬机构是织机的主要机构之一，作用是将织机主轴的匀速旋转运动转化为摇轴的非匀速摆动，把新引入的纬纱推向织口形成织物，要求钢扣在后心位置要有停顿时间或“近似停顿”时间，以便有充分的时间完成打纬运动。

为了实现理想的打纬运动，并使打纬机构符合织造工艺要求，达到最佳经济效益，对打纬机构的工艺要求如下：

（1）有利于打紧纬纱  钢筘将引入梭口的纬纱打向织口，打纬机构的打纬力必须要适应所织织物的要求，如：紧密厚重的织物要求打纬力坚实有力；轻薄织物要求打纬柔和。同时在经纱方向要求钢筘必须具有足够的刚度，方可打紧纬纱。

（2）尽可能减小打纬动程  打纬动程：筘座从后止点摆动到前止点，钢筘上的打纬点在织机前后方向上的水平位移量。打纬动程越大，筘座运动的加速度也越大，不利于高速织造。

（3）筘座的转动惯量和筘座运动的最大加速度   在保证打紧纬纱的前提下，应尽量减小筘座的转动惯量及最大加速度，以减小织机的振动和动力消耗。

（4）筘座运动应尽可能与开口、引纬相配合   在满足打纬条件下，尽可能提供大引纬角，以保证引纬顺利进行。扩大引纬角，织机主轴一回转中引纬的时间增长，有利于增大织机幅宽，提高车速，降低梭子飞行速度及减少机物料消耗。

（5）打纬机构应力求结构简单坚固，操作安全装配方便。

2.2 几种典型打纬机构

目前织机上常用的打纬机构有连杆打纬机构和共轭凸轮打纬机构。连杆打纬机构基本是四连杆非分离筘座式和六连杆式；共轭凸轮打纬机构则基本是分离筘座式【2】。

2.2.1 四连杆打纬机构

TP500(意大利SMIT公司)型剑杆织机采用四连杆打纬机构，该结构简单，制造容易，但在曲柄后止点附近时，筘座无静止时间，如果允许5mm左右的打纬位移，能实现65°左右的“近似停顿”时间，性能比共轭凸轮打纬机构差，它主要用于非分离式筘座。  

OA一曲柄；AB一连杆；OC一打纬杆

图1-1 TP500型号剑杆打纬机构简图

图1-2为K251型有梭丝织机的四连杆打纬机构。主轴1上的曲柄2，其颈上包有轴承3，经钢片夹4与牵手5相连接。牵手5的另一端活套在筘座脚6的牵手栓7上。两只筘座脚6则借托脚8固装在摇轴9上。当主轴转动时，通过曲柄2、牵手5及牵手栓7使筘座脚6绕摇轴9的中心摆动，从而使固装在筘座脚上的筘座10、钢筘11随之前后摆动，实现将纬丝推向织口。

1一主轴；2一曲柄 ；3一轴承；4一钢片夹；5一牵手；6一筘座脚；

7一牵手栓；8一托脚；9一摇轴；10一筘座；11一钢筘；12一筘帽

图1-2 有梭丝织机四连杆打纬机构

图1-3为应用于喷水织机中的四连杆打纬机构，这种打纬机构称为内藏式四连杆打纬机构。Zh205型喷水织机和ZW型喷水织机都采用了这类打纬机构，这些机构都采用短牵手和短筘座脚。为适应高速，其曲柄、牵手和筘座脚等密封在机架箱形墙板中，以油浴润滑。

1一钢筘；2一筘座；3一夹片；4一辅助筘座脚；5一钢管；6一曲柄

图1-3 喷水织机四连杆打纬机构

图1-4中A为曲轴中心，D为摇轴中心，C为牵手栓中心，AB为曲柄半径，BC为牵手，CD为筘座脚【9】。牵手的长短是以牵手长度BC与曲柄半径AB的比值大小来表示的。当BC/AB<3时，就称为短手打纬机构。牵手越短，筘座在后死心附近的运动就越慢，慢到一定程度就可以看成是静止不动。但是牵手缩短后，机构的压力角θ增大，机构的传力情况恶化，因此，近似静止时间与压力角是一对相互牵制的矛盾。

图1-4  短牵手打纬机构示意简图

2.2.2  六连杆打纬机构