地毯簇绒机械轴系动力学问题研究的现状与展望.pdf
《地毯簇绒机械轴系动力学问题研究的现状与展望.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《地毯簇绒机械轴系动力学问题研究的现状与展望.pdf(4页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第2 8 卷第8 期 2 0 0 7 年8 月 纺织学报 J o u m a lo fT b x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 8N o 8 A u g 2 0 0 7 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 7 ) 0 8 0 1 2 0 0 4 地毯簇绒机械轴系动力学问题研究的现状与展望 丁彩红,杨延竹,孙以泽 ( 东华大学地毯装备研究中心,上海2 0 1 6 2 0 ) 摘要针对我国在地毯装备的研究、设计与制造方面差距,对地毯簇绒机械的轴系动力学问题进行调研,对该问 题的国内外研究状况作了综述,并进行了相关机械系统轴系动力学问题的对比分析
2、,提出地毯机械轴系动力学方 面的研究内容。地毯簇绒机械的轴系动力学问题的提出和相关研究,对缩小国内外技术差距,进行地毯装备的创 新设计有重要的指导作用,对纺织工程中机械振动问题的研究也有很好的参考价值。 关键词地毯机械;轴系动力学;机械振动;多连杆机构 中图分类号:髑1 0 3 3 3 6 3 ;I H l l 3文献标识码:A S t a t ea n do u t l o o ko fr e s e a r c ho ns h a f t i n gd y n a m i c so fc a r p e tt u f t i n gm a c l l i n e D I N GC a i
3、h o n g ,Y A N GY a n z h u ,S U NY i z e ( c 0 俨肋u 咖m 眦鼢砌眦r e ,D 0 ,咖娩M 妙,咖o i2 0 1 6 2 0 ,吼i 船) A b s t r a c t C o I I l p a r e d 诵t ht h ew o d da d v a n c e dl e v e l ,o u rc o u n t r yi sr e l a t i v e l y1 e g 舀n gb e h i n di nt e m so f r e s e a h ,d e s 培n , a n dm a n u f a c t u r
4、eo fc a r p e tm a n u f a c t u r ee q u i p m e n t s A n da I l i n v e s t i g a t i o na n dr e V i e wa r e l a d eo nt h i ss u b j e c t Ac o m p a r a t i v es t u d yo ft h er e l a t e dm a c h i n e r ys h a f t i n gd y n a m i c si sp e r f b 瑚e da n dt h e m a i np o i n t so fr e s e
5、 a r c ho ns h a f t i n gd y n a I I l i c so fc a r p e t i n gm a c h i n ea 工es u g g e s t e d T h ep r e s e n t a t i o na n dr e l a t i V e r e s e a r c ho ft h es u b j e c th a v eg r e a ts i g n i f i c a n c ei n s h o r t e n i n gt 1 1 eg 印o ft e c h n o l o g yb e t w e e nd o m e
6、s t i ca n d o v e r s e a s ,s e n ,i n ga sag u i d et ot h ei n n o v a t i v ed e s i g no fc a r p e te q u i p m e n t , a n di np m V i d i n gr e f e r e n c ef o rt h e r e s e a r c ho nm e c h a n i c a lV i b 瑚t i o np r o b l e m si nt e x t i l ee n g i n e e r i n g K e yw o r d sc a
7、r p e tm a c h i n e ;s h a f t i n gd y n a I I l i c s ;m e c h a n i c a lv i b m t i o n ;m l J l t i - l i n k a g em e c h a n i s m 随着人们生活水平的提高,对地毯的需求量也 不断增长。在地毯的市场份额中,簇绒地毯占8 0 以上。目前,全世界簇绒地毯产量约为3 0 4 0 亿m 2 ,我国的产量仅占3 【l 以j 。造成这种状况 的根本原因之一是我国的地毯装备制造技术落后。 一方面,地毯织造机械严重依赖进口,进口装备不仅 价格高,而且依靠进口的装备数量
8、根本无法满足旺 盛的国内外地毯市场的需求;另一方面,装备的先进 制造技术被少数发达国家垄断,关键技术受专利保 护,这些都严重制约了我国地毯装备制造业及地毯 生产工业的发展。地毯装备产业具有巨大的市场潜 力,要改变我国地毯装备产业的现状,首先要打破国 外技术的垄断,开展核心技术研究,从根本上掌握地 毯装备设计方法。为此,本文综述了地毯簇绒机轴 系动力学问题的研究现状,并指出今后的研究方向。 地毯簇绒机轴系简介 地毯簇绒机是一种应用广泛的主要地毯织造装 备,而主轴系统是其核心系统。地毯的织造质量主 要取决于地毯簇绒机主轴系统的运动平稳性和动力 学特性。主轴系统的振动可引起地毯毯面不平,绒 高不到位
9、,甚至可使针钩的成圈动作失调或毯面无 绒圈而产生废品。地毯簇绒机的主轴系统一般采用 两端电机驱动,主轴长径比可达1 5 0 ,以多组多套连 杆机构为执行机构,驱动簇绒针带着纱线刺入底布, 收稿日期:2 0 0 6 1 2 0 2 修回日期:2 0 0 7 一0 5 2 3 基金项目:上海市教委优青资助项目( 0 4 Y Q H 鼬7 0 ) ;上海市自然科学基金资助项目( 0 5 z R l 4 0 0 4 ) 作者简介:丁彩红( 1 9 7 3 一) ,女,副教授,博士。主要研究方向为地毯簇绒技术、机械结构设计和故障诊断接术。 E _ m i l :d i n g c h d h u e d
10、 u c n 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第8 期 丁彩红等:地毯簇绒机械轴系动力学问题研究的现状与展望 1 2 l 底布和纱线的张力在簇绒运动过程中是变化的,而 主轴系统驱动针排带着纱线在具有一定张力的底布 上作往复穿刺运动。这样的主轴系统实际上是具有 多点交变载荷作用的细长轴多连杆复杂系统, 而且属于时变系统,其动力学问题值得深入研究。 以隔距2 5 4m m 、幅宽4m 的地毯簇绒机为例,主 轴系统包含约8m 长的主轴、约5m 的从动
11、轴、4 组主 驱动曲柄连杆机构、7 组从动曲柄滑块机构和8 纽 从动曲柄摇杆机构,地毯族绒机的主轴系统示意图 如图1 所示。该主轴系统带动约5m 长的针梁和钩 梁分别作往复穿刺底基布的植绒运动和往复摆动的 钩圈运动,其中针梁上安装一排( 16 8 0 根) 簇绒针。 图1 地毯簇绒机的主轴系统示意图 F i g 1 M a i ns h a f ts y s t e ms k e t c ho fc a r p e t 恤dm 舵I l i n e 2 地毯簇绒机轴系动力学研究现状 地毯簇绒机发展趋势主要体现在高速化,数字 化和信息化H 。J 。国外研发机构较好地适应了高速 化地毯簇绒机的发展
12、趋势,如美国的T 血c oC o r p 、 C a 耐M o n r o eC o r p 、S p 即c e rw I i g l tI n dI N C ,英国的 C 0 b b l eB l a c k b u mL 皿和s i n g e rC o b b l e 饥D ,日本山口 产业株式会社等都进行了高速主轴机械系统的动力 学问题分析及设计方法研究,并已获得专利技术,其 中比较主流的研究有:1 ) 从轴系动力学角度研究轴 系质量偏心对轴系变形和振动的影响,提出将偏心 曲柄安装在从动轴上,使主轴没有偏心载荷两仅仅 传递扭矩,完全不承受径向交变应力,不存在主轴疲 劳断裂问题,该主轴最
13、高转速可达到13 2 0r ,l I l i n 【6 。 2 ) 通过分析轴系旋转不平衡及对轴系振动的影响机 制,提出多组曲柄滑块机构由2 根平行的、转动方向 相反的主轴驱动,改变了系统的受载方式,主轴系统 达到动态平衡,减弱了系统的振动,该主轴最高转速 近20 0 0 “l I l i n 且不失稳川。3 ) 依据轴系激振的原因, 提出将执行连杆机构的输出末端通过气缸与针、钩 连接,主轴系统通过多组气缸的阻尼作用,使系统的 激振大大减弱【8 。1 引。4 ) 针对国内进口装备的主轴系 统,采用多组四连杆机构串联方式,为6 杆或8 杆机 构,执行连杆机构组合简单,利用平衡块方式解决连 杆机构
14、不平衡问题,但只能局部动平衡,主轴最高转 速一般不超过9 0 0r I I l i n 。 从上述研究可知,地毯簇绒机的主轴系统通过 支承、轴和连杆以不同数量、不同形式的结构配置, 或引入先进的气动伺服控制技术,使主轴系统表现 出不同的运动学和动力学特性,振动问题也不同,机 械系统的高速化性能和主轴能够达到的转速均有明 显差异。 国内对纺织机械的动力学研究主要集中在对引 纬、打纬等机构的分析及对纤维、气流的动力学问题 以及它们与机械系统的相互作用关系方面n 卜1 4 1 ;而 对地毯簇绒机的动力学研究尚未见报道。部分地毯 生产企业虽然也对机器进行了局部改造5 “6 | ,但与 国际先进制造技术
15、还有近2 0 年的差距。目前,东华 大学正在从事地毯簇绒装备设计与技术研究,E 成 功研制出幅宽2m 、高低圈提花,幅宽4m 、三圈高伺 服提花,平圈等多种型号的地毯簇绒机,并已投入企 业生产。 国内对其他设备轴系动力学和振动问题的研究 主要集中在汽轮机、水轮机、内燃机、船舶推进轴系 等,这些研究以流体一机械系统为主要对象,对轴系 振动进行研究,从弯曲振动和扭转振动分开研究到 两者的耦合研究,经过几十年的发展,取得了很多成 果。多数成果以研究轴系的建模方法为主,建立精 确的轴系模型一直是轴系振动特性研究的基础。文 献 1 7 较早提出基于分段连续质量模型的轴系弯扭 耦合振动数学模型,将轴系的不
16、平衡、陀螺力矩、转 动惯量、剪切变形及阻尼的影响考虑进去,其成果被 后续的研究者多次引用。文献 1 8 1 9 提出的进一 步研究汽( 水) 轮机组的轴系扭振问题实质上就是分 析研究电网干扰与机械系统相互作用的关系,认为 该轴系是一个极其复杂的弹性连续体,提出了轴系 的连续质量模型,建立了一般多支承复杂转子轴系 弹性连续体模型的弯扭耦合振动微分方程组,并将 电网负荷变化作用到轴系模型中,其内容涉及到大 型旋转机械振动问题的深层课题。在考虑轴系离心 力的基础上,有人推导了动频问题的轴系扭振模型, 研究多盘转子扭振动频的判定准则,提出了今后汽 轮发电机组轴系扭振的一个研究方向o 。还有不 少文献研
17、究了油膜振荡和碰磨等非线性因素对轴系 振动问题的影响。文献 2 5 2 6 将内燃机的轴一轴 承系统简化为一个典型的自动控制系统,并在考虑 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 1 2 2 纺织学报第2 8 卷 油膜非线性特性的基础上,采用数值仿真方法,对变 载荷作用下的轴一轴承系统的动力学行为进行研究。 3 地毯簇绒机轴系的动力学研究内容 机构复杂、高速、细长轴是纺织机械的普遍特 征。地毯簇绒机的主轴系统具有细长轴、多组多套 连杆机构、高速运动等特点,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 地毯 机械 动力学 问题 研究 现状 展望
链接地址:https://www.31doc.com/p-3705312.html