CN106544777A - 一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬装置，包括磁悬浮式引纬筘座系统，所述磁悬浮式引纬筘座系统的两侧均设置有多级电磁投制驱动系统，多级电磁投制驱动系统的外侧均设置有双向引纬辅助装置，所述双向引纬辅助装置包括纱线张力补偿器、储纱器、制动器、剪断器和递纬器，所述多级电磁投制驱动系统的内部设置有线圈。本发明针对片梭织机在传统工艺原理上难以大幅提高编织效率的问题，采用多级式电磁驱动方法完成片梭的投射与制动，改变了现有机械式投梭原理，实现“以电代机”的“零传动”高速磁悬浮式无摩擦引纬。通过研究不仅省略了扭轴投梭时的复杂机械传动机构，而且从原理上突破了宽幅织物编织效率的瓶颈问题。
Description
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，具体为一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬方法及装置。
背景技术
片梭织机是利用片状式梭体作为引纬器，每台织机由若干片梭依次从织机的供纬侧将纬纱引入梭口。片梭织机投梭动力来自扭轴加扭时贮存的弹性位能，然后由投梭棒迅速摆回，将片梭瞬间击出。而制梭过程由油压缓冲块22实现，片梭依次完成选梭、投梭、制梭、交接后实现一次经纬纱线编织动作循环，根据投梭时扭轴动能Ep和扭轴所储存的位能U，可推导出扭轴的投梭效率公式(1)[6]：η＝Ep/U＝(v2m/2)/U＝{[(I0G00φ2l2)/LJ0]×m/2}÷(I0G0φ2/2L)＝l2m/J0。式中各参数包括扭轴截面惯性矩I0，扭轴材料的剪切弹性模量G0，投梭摆杆20的长度l，扭轴长度L，片梭质量m，扭转角度φ，扭轴投梭机构的综合转动惯量J0，分别包括J1扭轴的相当转动惯量；J2扭轴套筒的转动惯量；J3投梭棒相对于扭轴中心的转动惯量。由文献[6]可知，扭轴投梭的最大的理论机械效率为18.3％。
由于扭轴式投梭原理冲击力大、机构摩擦能耗高、噪声大，从而导致机速低、幅宽窄(幅宽<5.4m)、入纬率低(入纬率<1200m/min)等问题，因此在现有工艺原理基础上要大幅提高织机编织效率难以实现。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬方法及装置。
本发明提出的一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬装置，包括磁悬浮式引纬筘座系统，所述磁悬浮式引纬筘座系统的两侧均设置有多级电磁投制驱动系统，多级电磁投制驱动系统的外侧均设置有双向引纬辅助装置，所述双向引纬辅助装置包括纱线张力补偿器、储纱器、制动器、剪断器和递纬器，所述多级电磁投制驱动系统的内部设置有线圈，并且线圈位于磁悬浮式引纬筘座系统的两侧，所述线圈的内侧设置有中心定位导轨，所述多级电磁投制驱动系统与磁悬浮式引纬筘座系统之间设置有多级同步电磁线圈驱动控制器，所述线圈与多级同步电磁线圈驱动控制器电连接。
所述磁悬浮式引纬筘座系统包括两组电磁线圈阵列，所述电磁线圈阵列包括第一衔铁，第一衔铁上绕设有电磁线圈，所述电磁线圈与多级同步电磁线圈驱动控制器电连接，两组电磁线圈阵列之间设置有梭体，并且梭体与电磁线圈阵列之间留有间隙。
所述梭体包括梭壳，梭壳的内腔设置有两个骨架，两个骨架的左端贯穿并延伸到梭壳左端的外部，两个骨架的左端之间形成有梭夹，两个骨架的右端贯穿并延伸到梭壳右端的外部，两个骨架的右端之间亦形成有梭夹，梭壳外表面的中部套设有铁芯，铁芯上安装有中心销，并且两个骨架与铁芯之间通过中心销销接，所述梭壳上还卡接有永磁体和第二衔铁，所述永磁体位于铁芯的两侧，第二衔铁位于永磁体的底部和顶部。
优选的，所述梭体的长度为100mm，梭体的宽度和高度均为20mm，梭体的质量为15-30克。
优选的，所述间隙的宽度为2-3mm。
优选的，所述第一衔铁和第二衔铁均由坡莫合金制成。
优选的，所述永磁体的材料为钕铁硼磁铁。
优选的，所述骨架和梭壳的材料均为ABS塑料。
优选的，所述中心销的材料为T10A碳素工具钢。
优选的，所述电磁线圈阵列的长度为12m。
优选的，所述多级电磁投制驱动系统中线圈的数量为n个，并且n大于一。
一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、纱线由储纱器经纱线张力补偿器送至递纬器，梭体由磁悬浮式引纬筘座系统左侧的制动器夹持后，递纬器将纱线送入梭体。
S2、梭体由梭体初始位置经磁悬浮式引纬筘座系统左侧的多级电磁投制驱动系统中的线圈同步加速后发射；
S3、发射后的梭体由中心定位导轨与磁悬浮式引纬筘座系统对接并以无摩擦方式高速飞过织口，到达梭体制动位置开始制动；
S4、经过磁悬浮式引纬筘座系统右侧的多级电磁投制驱动系统多级制动后的梭体在梭体终止位置由磁悬浮式引纬筘座系统右侧的制动器夹持，最后由剪断器剪断纱线，完成一次引纬；
S5、下一引纬过程中，磁悬浮式引纬筘座系统两侧的多级电磁投制驱动系统在功能上互换，实现双向引纬功能。
优选的，梭体在磁悬浮式引纬筘座系统中的速度为80m/s。
本发明针对片梭织机在传统工艺原理上难以大幅提高编织效率的问题，采用多级式电磁驱动方法完成片梭的投射与制动，改变了现有机械式投梭原理，实现“以电代机”的“零传动”高速磁悬浮式无摩擦引纬。通过研究不仅省略了扭轴投梭时的复杂机械传动机构，而且从原理上突破了宽幅织物编织效率的瓶颈问题。
附图说明
图1为现有技术中片梭织机扭轴式投梭装置原理图；
图2为现有技术中片梭织机多梭引纬工作原理图；
图3为本发明结构示意图；
图4为本发明磁悬浮引纬筘座系统示意图；
图5为本发明磁悬浮引纬筘座系统剖面图，
图6为本发明双向引纬辅助装置示意图
图中：1、双向引纬辅助装置、101纱线张力补偿器、102储纱器、103制动器、104剪断器、105递纬器、2梭体初始位置、3多级电磁投制驱动系统、4线圈、5磁悬浮式引纬筘座系统、51、电磁线圈阵列、511电磁线圈、512第一衔铁、52梭体、521永磁体、522骨架、523中心销、524梭壳、525梭夹、526第二衔铁、527铁芯、6梭体制动位置、7梭体终止位置、8中心定位导轨、9多级同步电磁线圈驱动控制器、10间隙、11提梭器、12梭子、13传送带、14投梭棒、15击梭块、16片梭、17扭轴、18连杆、19凸轮、20投梭摆杆、21活塞、22油压缓冲块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图3-6，一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬装置，包括磁悬浮式引纬筘座系统5，磁悬浮式引纬筘座系统5的两侧均设置有多级电磁投制驱动系统3，多级电磁投制驱动系统3的外侧均设置有双向引纬辅助装置1，双向引纬辅助装置1包括纱线张力补偿器101、储纱器102、制动器103、剪断器104和递纬器105，多级电磁投制驱动系统3的内部设置有线圈4，多级电磁投制驱动系统3中线圈4的数量为n个，并且n大于一，线圈4位于磁悬浮式引纬筘座系统5的两侧，线圈4的内侧设置有中心定位导轨8，多级电磁投制驱动系统3与磁悬浮式引纬筘座系统5之间设置有多级同步电磁线圈驱动控制器9，线圈4与多级同步电磁线圈驱动控制器9电连接。
磁悬浮式引纬筘座系统5包括两组电磁线圈阵列51，电磁线圈阵列51的长度为12m，电磁线圈阵列51包括第一衔铁512，第一衔铁512上绕设有电磁线圈511，电磁线圈511与多级同步电磁线圈驱动控制器9电连接，两组电磁线圈阵列51之间设置有梭体52，并且梭体52与电磁线圈阵列51之间留有间隙10，间隙10的宽度为2-3mm。
梭体52的长度为100mm，梭体52的宽度和高度均为20mm，梭体52的质量为15-30克，梭体52包括梭壳524，梭壳524的内腔设置有两个骨架522，骨架522和梭壳524的材料均为ABS塑料，两个骨架522的左端贯穿并延伸到梭壳524左端的外部，两个骨架522的左端之间形成有梭夹525，两个骨架522的右端贯穿并延伸到梭壳524右端的外部，两个骨架522的右端之间亦形成有梭夹525，梭壳524外表面的中部套设有铁芯527，铁芯527上安装有中心销523，中心销523的材料为T10A碳素工具钢，并且两个骨架522与铁芯527之间通过中心销523销接，梭壳524上还卡接有永磁体521和第二衔铁526，永磁体521位于铁芯527的两侧，永磁体521的材料为钕铁硼磁铁，第二衔铁526位于永磁体521的底部和顶部，第一衔铁512和第二衔铁526均由坡莫合金制成。
一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、纱线由储纱器102经纱线张力补偿器101送至递纬器105，梭体52由磁悬浮式引纬筘座系统5左侧的制动器103夹持后，递纬器105将纱线送入梭体52；
S2、梭体52由梭体初始位置2经磁悬浮式引纬筘座系统5左侧的多级电磁投制驱动系统3中的线圈4同步加速后发射；
S3、发射后的梭体52由中心定位导轨8与磁悬浮式引纬筘座系统5对接并以无摩擦方式高速飞过织口，梭体52在磁悬浮式引纬筘座系统5中的速度为80m/s，到达梭体制动位置6开始制动；
S4、经过磁悬浮式引纬筘座系统5右侧的多级电磁投制驱动系统3多级制动后的梭体52在梭体终止位置7由磁悬浮式引纬筘座系统5右侧的制动器103夹持，最后由剪断器104剪断纱线，完成一次引纬；
S5、下一引纬过程中，磁悬浮式引纬筘座系统5两侧的多级电磁投制驱动系统3在功能上互换，实现双向引纬功能。
本发明针对片梭织机在传统工艺原理上难以大幅提高编织效率的问题，采用多级式电磁驱动方法完成片梭的投射与制动，改变了现有机械式投梭原理，实现“以电代机”的“零传动”高速磁悬浮式无摩擦引纬。通过研究不仅省略了扭轴投梭时的复杂机械传动机构，而且从原理上突破了宽幅织物编织效率的瓶颈问题。
文献[6]：王锦,张敏,刘进平,等.片梭织机扭轴的可靠性设计[J].西北纺织工学院学报,vol.14(1),pp.71-75,2000。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬装置，包括磁悬浮式引纬筘座系统(5)，所述磁悬浮式引纬筘座系统(5)的两侧均设置有多级电磁投制驱动系统(3)，多级电磁投制驱动系统(3)的外侧均设置有双向引纬辅助装置(1)，所述双向引纬辅助装置(1)包括纱线张力补偿器(101)、储纱器(102)、制动器(103)、剪断器(104)和递纬器(105)，其特征在于：所述多级电磁投制驱动系统(3)的内部设置有线圈(4)，并且线圈(4)位于磁悬浮式引纬筘座系统(5)的两侧，所述线圈(4)的内侧设置有中心定位导轨(8)，所述多级电磁投制驱动系统(3)与磁悬浮式引纬筘座系统(5)之间设置有多级同步电磁线圈驱动控制器(9)，所述线圈(4)与多级同步电磁线圈驱动控制器(9)电连接；
所述磁悬浮式引纬筘座系统(5)包括两组电磁线圈阵列(51)，所述电磁线圈阵列(51)包括第一衔铁(512)，第一衔铁(512)上绕设有电磁线圈(511)，所述电磁线圈(511)与多级同步电磁线圈驱动控制器(9)电连接，两组电磁线圈阵列(51)之间设置有梭体(52)，并且梭体(52)与电磁线圈阵列(51)之间留有间隙(10)；
所述梭体(52)包括梭壳(524)，梭壳(524)的内腔设置有两个骨架(522)，两个骨架(522)的左端贯穿并延伸到梭壳(524)左端的外部，两个骨架(522)的左端之间形成有梭夹(525)，两个骨架(522)的右端贯穿并延伸到梭壳(524)右端的外部，两个骨架(522)的右端之间亦形成有梭夹(525)，梭壳(524)外表面的中部套设有铁芯(527)，铁芯(527)上安装有中心销(523)，并且两个骨架(522)与铁芯(527)之间通过中心销(523)销接，所述梭壳(524)上还卡接有永磁体(521)和第二衔铁(526)，所述永磁体(521)位于铁芯(527)的两侧，第二衔铁(526)位于永磁体(521)的底部和顶部。
2.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬装置，其特征在于：所述梭体(52)的长度为100mm，梭体(52)的宽度和高度均为20mm，梭体(52)的质量为15-30克。
3.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬装置，其特征在于：所述间隙(10)的宽度为2-3mm。
4.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬装置，其特征在于：所述第一衔铁(512)和第二衔铁(526)均由坡莫合金制成。
5.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬装置，其特征在于：所述永磁体(521)的材料为钕铁硼磁铁。
6.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬装置，其特征在于：所述骨架(522)和梭壳(524)的材料均为ABS塑料。
7.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬装置，其特征在于：所述中心销(523)的材料为T10A碳素工具钢。
8.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬装置，其特征在于：所述电磁线圈阵列(51)的长度为12m。
9.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬装置，其特征在于：所述多级电磁投制驱动系统(3)中线圈(4)的数量为n个，并且n大于一。
10.一种电磁驱动的悬浮式片梭引纬方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、纱线由储纱器(102)经纱线张力补偿器(101)送至递纬器(105)，梭体(52)由磁悬浮式引纬筘座系统(5)左侧的制动器(103)夹持后，递纬器(105)将纱线送入梭体(52)；
S2、梭体(52)由梭体初始位置(2)经磁悬浮式引纬筘座系统(5)左侧的多级电磁投制驱动系统(3)中的线圈(4)同步加速后发射；
S3、发射后的梭体(52)由中心定位导轨(8)与磁悬浮式引纬筘座系统(5)对接并以无摩擦方式高速飞过织口，到达梭体制动位置(6)开始制动；
S4、经过磁悬浮式引纬筘座系统(5)右侧的多级电磁投制驱动系统(3)多级制动后的梭体(52)在梭体终止位置(7)由磁悬浮式引纬筘座系统(5)右侧的制动器(103)夹持，最后由剪断器(104)剪断纱线，完成一次引纬；
S5、下一引纬过程中，磁悬浮式引纬筘座系统(5)两侧的多级电磁投制驱动系统(3)在功能上互换，实现双向引纬功能。
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