CN111304801A - 一种适用于经纱高密度环形机织物的圆织机开口装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于经纱数量多、密度高、织物层数可变的适用于经纱高密度环形机织物的圆织机开口装置，由支撑结构、开口执行机构和开口控制系统组成，所述的支撑结构由支撑框架和导柱组成；所述的开口执行机构由多个多边形综框总成，导套和丝杆组成；所述的开口控制系统由伺服电机和PLC控制器组成。开口控制机构和开口执行机构都安装在静止的支撑结构上，开口控制机构驱动开口执行机构在垂直方向上运动，带动经纱完成开口运动。本发明可使圆织机织出高经纱密度的织物组织结构，织物可以是单层的、多层的或角联锁形式的，而装置本身具有低成本和高可靠性的优势。

Description

一种适用于经纱高密度环形机织物的圆织机开口装置

技术领域

本发明属于圆织机开口机构技术领域，特别是涉及一种适用于织造经纱数量多、密度高环形机织物的开口装置。

背景技术

相比传统织机，圆织机更适用于管状机织物的织造，有结构简单、效率高和能耗低的优点。圆织机现有开口方式主要是凸轮式、分线盘和提花式，其中基于凸轮式、分线盘技术的圆织机所生产的织物组织结构单一，只在生产产业用织物的领域有应用，这两种开口技术无法满足高经纱密度、复杂结构管状机织物的织造要求。提花式开口技术针对每一根经纱都需要设计提综机构和电气控制电路，对于经纱根数比较多的织物，基于提综开口技术的装置成本和维护要求都比较高。综上所述，现有开口机构无法满足经纱数量多、密度高环形机织物的织造要求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种能够满足经纱数量多、密度高织造要求的开口装置，以扩大圆织机的应用领域和提升所织造产品的性能优势。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种适用于经纱高密度环形机织物的圆织机开口装置，针对N层环形机织物的织造设计，其特征在于，包括支撑结构、开口执行机构和开口控制机构，开口执行机构和开口控制机构设于静止的支撑结构上，开口控制机构驱动开口执行机构沿轴向上、下运动，其中：

支撑结构包括支撑框架，支撑框架上沿径向均布有2×N组金属导柱，每组金属导柱包括4根沿周向均布的金属导柱，且每组4根金属导柱位于以织机中心点为圆心的同一个圆弧构造线上，每根金属导柱沿轴向竖直布置；

开口执行机构包括2×N个沿径向均布的综框总成和2×N个滚珠丝杠机构，每个综框总成为由M个综框围成的正M边形，M＝K×4，K为不小于2的正整数；

开口控制机构包括2×N个伺服电机和一个PLC控制器，2×N个伺服电机由PLC控制器控制；每个伺服电机用于驱动一个滚珠丝杠机构，每个综框总成与一组金属导柱及一个滚珠丝杠机构相对应；2×N个伺服电机分别通过各自的滚珠丝杠机构驱动与当前滚珠丝杠机构相对应的综框总成沿当前一组金属导柱在轴向方向上实现升降运动。

优选地，每个所述综框总成中包含的M个所述综框由M对综框连接件连接成为整体，当前所述综框左侧或右侧的上、下两端通过一对综框连接件与左侧相邻的所述综框或右侧相邻的所述综框连接固定；每个所述综框总成中的四对综框连接件安装有两个用于与所述金属导柱相配合的导套，另一对综框连接件安装有两个用于与所述滚珠丝杠机构相配合的螺母座。

优选地，所述综框连接件通过螺栓分别与不同的所述综框、所述导套或者所述螺母座进行一体化安装，所述综框连接件与所述综框之间的螺栓长度超过20mm。

优选地，所述综框内部高度为H，径向方向上由内至外的2×N个所述综框总成中第i个所述综框总成距离所述织机中心点的水平距离分别为L₁+(i-1)D，其中i＝1,2,…,2×N，L₁为2×N个所述综框总成中位于最内侧的所述综框总成距离所述织机中心点的水平距离，D为相邻两个所述综框总成之间的水平距离，则2×N个所述综框总成中第i个所述综框总成在轴向方向上的最大运动路径长度W_i为：W_i＝H×(L₁+i×D-D)/(L₁+2×N×D-2×D)。

优选地，所述支撑框架上设有4×N个光电式限位开关，其中2×N个光电式限位开关复用为零点传感器；织机初始化过程中，所有所述综框总成往同一方向运行到触发光电式限位开关位置，根据所述伺服电机中绝对值编码器反馈的位置信号，同时结合所述最大运动路径长度W_i，所述PLC控制器自动计算各个所述综框总成位置设定值，并存储于所述PLC控制器的内部E2PROM存储器；织机初始化完成后，所述PLC控制器通过通讯总线向所述伺服电机发送位置设定值，所述伺服电机旋转驱动所述开口执行机构带动经纱开口。

本发明提供一种适用于经纱数量多、密度高的圆织机开口装置，能够使圆织机织出高强度组织结构的织物，与现有开口装置技术相比，本发明具备的优点是：

(1)所述综框可以采用标准方形综框，增加每个综框总成中的综框数量，就可以提高综框上所悬挂的综丝总数量，也就满足高密度经纱的织造要求，这能够提高环形纺织复合材料的强度；

(2)所述每一个综框总成仅仅需要一个功率较小的伺服电机驱动，相比提综式的开口机构，整个装置电气控制电路的规模和成本大幅降低，运行稳定和维护简单；

(3)所述开口装置中综框，导柱，导套，丝杆等都属于标准机械零部件，PLC控制器，伺服电机和光电开关属于标准电气零件，因此整个装置织造和维护成本低，易于推广应用。

附图说明

图1是本发明所述开口装置的整机结构示意图；

图2是本发明所述开口装置的支撑结构结构示意图；

图3是本发明所述装置的单个综框总成结构示意图；

图4是本发明所述装置的四个综框总成顶部俯视图；

图5是本发明所述装置的开口执行机构结构示意图；

图6是本发明所述装置的限位开关位置示意图；

图7是本发明所述装置的单个综框内部高度示意图；

图8是本发明所述装置的单个综框与综框连接件剖面视图；。

附图标记：

金属导柱1、支撑框架2、织机中心点3、圆弧构造线4、综框总成5、滚珠丝杠机构6、综框7、综框连接件8、导套9、螺母座10、伺服电机11、PLC控制器12、光电式限位开关13、综框穿综杆14、脚杯15、导柱固定座16、遮光片17、综框长螺孔18。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1至图7所示，本发明提供了一种适用于经纱数量多、密度高的圆织机开口装置，该装置是针对2层环形机织物的织造设计，包含支撑结构、开口执行机构和开口控制系统，开口控制机构和开口执行机构(如图4和图5所示)都安装在静止的支撑结构(如图2所示)上，开口控制机构驱动开口执行机构在垂直方向上运动。

如图2所示，支撑结构包含16根金属导柱1和支撑框架2，每一根金属导柱1上下端部分别固定在支撑框架2中的导柱固定座16上。如图4和图5所示，16根金属导柱1分为4组，每组4根金属导柱均匀的分布在以织机中心点3为圆心的同一个圆弧构造线4上。

如图4和图5所示，开口执行机构由4个正八边形的综框总成5和4个滚珠丝杠机构6组成。如图3所示，每个正八边形的综框总成5由8个综框7和8对综框连接件8组成，每对综框连接件8数量为2个，分别安装在两个综框7的上端面和下端面，将8个综框7连接为一个正八边形综框总成5，如图4所示在装置顶部视角下构成一个正八边形。如图5所示，每个综框总成5上的4对综框连接件8都分别安装有两个导套9，支撑结构中的一个导柱1从上述两个导套9中穿过，而另外一对综框连接件分别安装有同一副丝杆6的两个螺母座10。

开口控制系统包括4个伺服电机11和一个PLC控制器12，如图1和图2所示，每一个伺服电机分别通过一个联轴器与一副丝杆相连，PLC控制器控制4个伺服电机带动滚珠丝杆的旋转，进而带动4对丝杆螺母座的运动，各个丝杆螺母座会带动其对应综框总成5沿着各自的4根金属导柱上下运动(如图5所示)。

为保证整个综框总成在反复垂直运动过程中保持牢固不变形，综框连接件8的表面设计有通孔和螺孔，分别与不同的导套9或者螺母座10进行一体化安装，与综框7之间采用长螺丝进行安装。固定综框7和综框连接件8之间通过多个长螺丝进行固定，这些长螺丝安装于如图8所示的综框长螺孔18中。

为保证织造过程中纤维不会因为开口运动与织机其他部分发生接触，如图7所示，综框7内部高度(即综框穿综杆14之间的垂直距离)为H，在径向上由内至外的4个综框总成5距离织机中心点3的水平距离分别为L₁、L₁+D、L₁+2D、L₁+3D，D为径向上相邻两个综框总成5之间的距离。PLC控制器12控制4个伺服电机分别驱动在径向上由内至外的4个综框总成5在垂直运动方向(即轴向)最大运动路径长度分别为：W₁＝H、W₂＝H(L₁+D)/L₁、W₃＝H(L₁+2D)/L₁、W₄＝H(L₁+3D)/L₁。图4和图7中，L₁等于400mm，D等于50mm，H等于300mm，而在径向上由内至外的4个综框总成5在垂直运动方向最大运动路径长度分别为：W₁等于300mm、W₂等于337mm、W₃等于375mm、W₄等于412mm。

为实现上述运动路径长度的控制需要以下电气部分配合，如图7所示，支撑框架2上安装有8个光电式限位开关13，其中4个复用为零点传感器。织机初始化过程中，所有综框总成5运行往同一方向运行到安装于综框上端的遮光片17触发限位开关位置，根据伺服电机中绝对值编码器反馈的位置信号，结合最大运动路径长度W₁、W₂、W₃、W₄，PLC控制器12自动计算各个综框总成5位置设定值，并存储于PLC控制器12的内部E2PROM存储器。织机初始化完成后，PLC控制器12通过通讯总线向伺服电机11发送位置设定值，伺服电机11旋转驱动开口执行机构形成经线开口。

Claims (5)

1.一种适用于经纱高密度环形机织物的圆织机开口装置，针对N层环形机织物的织造设计，其特征在于，包括支撑结构、开口执行机构和开口控制机构，开口执行机构和开口控制机构设于静止的支撑结构上，开口控制机构驱动开口执行机构沿轴向上、下运动，其中：

支撑结构包括支撑框架(2)，支撑框架(2)上沿径向均布有2×N组金属导柱(1)，每组金属导柱(1)包括4根沿周向均布的金属导柱(1)，且每组4根金属导柱(1)位于以织机中心点(3)为圆心的同一个圆弧构造线(4)上，每根金属导柱(1)沿轴向竖直布置；

开口执行机构包括2×N个沿径向均布的综框总成(5)和2×N个滚珠丝杠机构(6)，每个综框总成(5)为由M个综框(7)围成的正M边形，M＝K×4，K为不小于2的正整数；

开口控制机构包括2×N个伺服电机(11)和一个PLC控制器(12)，2×N个伺服电机(11)由PLC控制器(12)控制；每个伺服电机(11)用于驱动一个滚珠丝杠机构(6)，每个综框总成(5)与一组金属导柱(1)及一个滚珠丝杠机构(6)相对应；2×N个伺服电机(11)分别通过各自的滚珠丝杠机构(6)驱动与当前滚珠丝杠机构(6)相对应的综框总成(5)沿当前一组金属导柱(1)在轴向方向上实现升降运动。

2.如权利要求1所述的一种适用于经纱高密度环形机织物的圆织机开口装置，其特征在于，每个所述综框总成(5)中包含的M个所述综框(7)由M对综框连接件(8)连接成为整体，当前所述综框(7)左侧或右侧的上、下两端通过一对综框连接件(8)与左侧相邻的所述综框(7)或右侧相邻的所述综框(7)连接固定；每个所述综框总成(5)中，四对综框连接件(8)安装有两个用于与所述金属导柱(1)相配合的导套(9)，另一对综框连接件(8)安装有两个用于与所述滚珠丝杠机构(6)相配合的螺母座(10)。

3.如权利要求1所述的一种适用于经纱高密度环形机织物的圆织机开口装置，其特征在于，所述综框连接件(8)通过螺栓分别与不同的所述综框(7)、所述导套(9)或者所述螺母座(10)进行一体化安装，所述综框连接件(8)与所述综框(7)之间的螺栓长度超过20mm。

4.如权利要求1所述的一种适用于经纱高密度环形机织物的圆织机开口装置，其特征在于，所述综框(7)内部高度为H，径向方向上由内至外的2×N个所述综框总成(5)中第i个所述综框总成(5)距离所述织机中心点(3)的水平距离分别为L₁+(i-1)D，其中i＝1,2,…,2×N，L₁为2×N个所述综框总成(5)中位于最内侧的所述综框总成(5)距离所述织机中心点(3)的水平距离，D为相邻两个所述综框总成(5)之间的水平距离，则2×N个所述综框总成(5)中第i个所述综框总成(5)在轴向方向上的最大运动路径长度W_i为：W_i＝H×(L₁+i×D-D)/(L₁+2×N×D-2×D)。

5.如权利要求4所述的一种适用于经纱高密度环形机织物的圆织机开口装置，其特征在于，所述支撑框架(2)上设有4×N个光电式限位开关(13)，其中2×N个光电式限位开关(13)复用为零点传感器；织机初始化过程中，所有所述综框总成(5)往同一方向运行到触发光电式限位开关(13)位置，根据所述伺服电机(11)中绝对值编码器反馈的位置信号，同时结合所述最大运动路径长度W_i，所述PLC控制器(12)自动计算各个所述综框总成(7)位置设定值，并存储于所述PLC控制器(12)的内部E2PROM存储器；织机初始化完成后，所述PLC控制器(12)通过通讯总线向所述伺服电机(11)发送位置设定值，所述伺服电机(11)旋转驱动所述开口执行机构带动经纱开口。

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