CN111519306A - 一种织造碳纤维的凸轮开口机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种织造碳纤维的凸轮开口机构，包括底座，底座上设置有固定板，固定板上设置有第一传动轴和第二传动轴，第二传动轴两端分别设置有第二小齿带轮和直齿小齿轮，第一传动轴上设置有直齿大齿轮和大齿带轮，底座上设置有通过第三传动轴连接的第一支板和第二支板，第三传动轴上设置有共轭凸轮，第二小齿带轮通过第二齿带与共轭凸轮传动连接；底座上固定有伺服电机，伺服电机的电机轴连接第一小齿带轮，第一小齿带轮通过第一齿带连接大齿带轮，大齿带轮与直齿大齿轮啮合传动；还包括与共轭凸轮传动相连的Y型支撑杆‑综框组合件。通过齿轮‑齿带轮‑凸轮组合机构推动综框作上下往复直线运动，运动过程中机械能损失较小，综框运动平稳。

Description

一种织造碳纤维的凸轮开口机构

技术领域

本发明属于辅助机构技术领域，具体涉及一种织造碳纤维的凸轮开口机构。

背景技术

碳纤维是一种在1000-3000度高温下，由有机纤维原丝碳化而成的碳含量大于90％的高性能的无机纤维。碳纤维密度为1.5－2g/cm³，密度为普通钢材料的25％，强度比钢大4到5倍，热膨胀系数小，导热率随温度升高而下降，具有耐高热、耐摩擦、以及抗腐蚀并且拥有较高的导热率和导电率。碳纤维由于较为柔软，因此拥有良好的可加工性，能够织造各种高比强度织物。该材料具有高强高模、耐疲劳、耐高温、导热、导电、膨胀系数小等特性，其比重为钢的1/4，是战略性高科技纤维材料。因此，碳纤维及其复合材料不仅在航空航天、国防科技，并且在体育休闲娱乐用品、医用器械、纺织机械、生物技术工程、土木建筑等社会的各个方面均得到了广泛的应用。然而，由于碳纤维为脆性材料，断裂伸长率低，变形容易断裂，在织造过程中织机的高速运转容易导致碳纤维断裂、起毛，碳纤维织造利用率低，织造困难。目前，喷气织机的发展是新型织机发展的巅峰，大大刺激了新型剑杆织机的发展，提高了新型剑杆织机的整体性能。其中，开口机构作为织机五大机构之一，它是织机上的重要组成部分，它的作用是把经丝按一定的规律分成上下两层，形成能通过纬线的通道一梭口，根据织物组织的要求和纹板图所定的提综顺序，控制综框或综丝的升降次序，织出一定组织的织物。开口机构是碳纤维剑杆织机运动的关键部件，决定织机运动的平稳性和织物组织的品质；在结构方面要求机构简单、截面尺寸小、重量轻；而在运动方面，又要求高速运动，这就形成了不同要求之间的矛盾。国内大多数碳纤维剑杆织机采用的是多臂开口机构，在织机高速运转时，拉钩和拉刀往往配合不当，造成应该向上提升的综框没有提升，或不应该向上提升的综框反而提升，出现全幅性的跳花织疵，一般不适于织制阔幅织物，而且拆卸或更换零件时较为繁琐，也无法解决碳纤维织造时易断裂、易起毛的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种织造碳纤维的凸轮开口机构，解决了现有凸轮开口机构在织造碳纤维的过程中由于组合连杆过多导致配合不当、运动不平稳所造成的碳纤维断裂、起毛的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种织造碳纤维的凸轮开口机构，包括底座，底座上竖直设置有固定板，固定板上呈上下水平设置有第一传动轴和第二传动轴，第二传动轴两端均穿过固定板，且一端设置有第二小齿带轮，另一端设置有直齿小齿轮，第一传动轴上设置有直齿大齿轮和大齿带轮，底座上还设置有第一支板和第二支板，第一支板和第二支板上部通过第三传动轴连接，第三传动轴上设置有共轭凸轮，第二小齿带轮通过第二齿带与共轭凸轮传动连接；底座上还固定有伺服电机，伺服电机的电机轴连接第一小齿带轮，第一小齿带轮通过第一齿带连接大齿带轮，大齿带轮与直齿大齿轮啮合传动；还包括与共轭凸轮传动相连的Y型支撑杆-综框组合件。

本发明的特点还在于，

Y型支撑杆-综框组合件包括竖直设置的第一推杆和第二推杆，第一推杆下端部连接有第一滚子，第二推杆下端部连接有第二滚子，第一推杆上端部固定有第一Y型支撑杆，第一Y型支撑杆顶部固定有第一综框，第二推杆上端部固定有第二Y型支撑杆，第二Y型支撑杆顶部固定有第二综框；共轭凸轮与第一滚子、第二滚子相切。

第一推杆和第二推杆分别与第一Y型支撑杆和第二Y型支撑杆连接的下端部均套设有辅助弹簧。

第一Y型支撑杆与第一综框通过螺钉固定，第二Y型支撑杆与第二综框通过螺钉固定。

底座上固定有倒U形的支撑板，第一推杆和第二推杆的下端部均穿过支撑板上表面。

底座上还固定有L型的固定板，固定板的侧壁通过螺钉固定有步进电机，步进电机的电机轴水平穿过固定板的侧壁，步进电机的电机轴连接直齿小齿轮a，固定板底部水平固定有齿条滑轨，齿条滑轨上固定有直齿齿条，直齿齿条与直齿小齿轮相啮合。

直齿大齿轮与直齿小齿轮啮合传动。

本发明的有益效果是，

通过齿轮-齿带轮-凸轮组合机构推动综框作上下往复直线运动，相比其他开口机构而言，电机不用作正反转，凸轮与综框通过推杆直接相连，运动过程中机械能损失较小，综框运动较为平稳，同时凸轮表面由高性能碳纤维复合材料制成，凸轮耐磨性提高，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明一种织造碳纤维的凸轮开口机构的结构示意图；

图2是本发明一种织造碳纤维的凸轮开口机构的主视图；

图3是本发明一种织造碳纤维的凸轮开口机构中凸轮-齿轮-齿带轮组合的结构示意图；

图4是本发明一种织造碳纤维的凸轮开口机构中齿条滑轨-齿轮组合的结构示意图。

图中，1.第一综框，2.第二综框，3.第一Y型支撑杆，4.第二Y型支撑杆，5.第一推杆，6.第一滚子，7.大齿带轮，8.第一小齿带轮，9.直齿齿条，10.直齿小齿轮，11.第二小齿带轮，12.直齿大齿轮，13.共轭凸轮，14.第一齿带，15.第二齿带，16.底座，17.伺服电机，18.辅助弹簧，19.支撑板，20.第一传动轴，21.第二传动轴，22.固定板，23.第一支板，24.第二支板，25.第三传动轴，26.第二推杆，27.第二滚子，28.步进电机，29.直齿小齿轮a，30.齿条滑轨，31.固定板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种织造碳纤维的凸轮开口机构，如图1及图2所示，包括底座16，底座16上固定有倒U形的支撑板19，还包括并排2且竖直设置的第一推杆5和第二推杆26，第一推杆5和第二推杆26的下端部均穿过支撑板19上表面，第一推杆5下端部通过螺栓连接有第一滚子6，第二推杆26下端部通过螺栓连接有第二滚子27；第一推杆5上端部竖直固定有第一Y型支撑杆3，第一Y型支撑杆3顶部开口端固定有第一综框1，第二推杆26上端部竖直固定有第二Y型支撑杆4，第二Y型支撑杆4顶部开口端固定有第二综框2，第一推杆5和第二推杆26分别与第一Y型支撑杆3和第二Y型支撑杆4连接的下端部均套设有辅助弹簧18；第一Y型支撑杆3与第一综框1通过螺钉固定，第二Y型支撑杆4与第二综框2通过螺钉固定；

如图3所示，底座16上竖直设置有固定板22，固定板22上部水平设置有第一传动轴20，第一传动轴20上设置有直齿大齿轮12和大齿带轮7，固定板22下部水平设置有第二传动轴21，第二传动轴21两端均穿过固定板22，第二传动轴21一端设置有第二小齿带轮11，第二小齿带轮11和直齿大齿轮12分别位于固定板22两侧；第二传动轴21另一端设置有直齿小齿轮10，直齿小齿轮10位于直齿大齿轮12下部，且直齿大齿轮12与直齿小齿轮10啮合传动；

底座16上还竖直设置有第一支板23和第二支板24，第一支板23和第二支板24上部通过水平设置的第三传动轴25连接，第三传动轴25上设置有共轭凸轮13，共轭凸轮13位于第一支板23和第二支板24之间；第二小齿带轮11通过第二齿带15与共轭凸轮13传动连接；共轭凸轮13分别与第一滚子6、第二滚子27相切；

底座16上还固定有伺服电机17，伺服电机17的电机轴连接第一小齿带轮8，第一小齿带轮8通过第一齿带14连接大齿带轮7，大齿带轮7与直齿大齿轮12啮合传动；

如图4所示，底座16上还固定有L型的固定板31，固定板31的侧壁上通过螺钉固定有步进电机28，步进电机28的电机轴水平穿过固定板31的侧壁，步进电机28的电机轴连接直齿小齿轮a29，直齿小齿轮a29采用过渡配合的方式与电机轴上键槽固定；固定板31底部水平固定有齿条滑轨30，齿条滑轨30上固定有直齿齿条9，直齿齿条9与直齿小齿轮10相啮合；

固定板31与底座16之间、齿条滑轨30与固定板31之间、齿条滑轨30与齿条9之间均采用紧固螺栓固定；

伺服电机17的型号为MHMJ042P1C；步进电机28的型号为MS-2H057M；

第一小齿带轮8、第二小齿带轮11、大齿带轮7、直齿大齿轮12、直齿小齿轮10和共轭凸轮13都采用轴肩加螺母的方式轴向固定，采用过盈配合的方式。

滚子6由20Cr材料制备而成；大齿带轮7由灰铸铁250材料制备而成；直齿齿条9由45钢材料制备而成；直齿小齿轮10、直齿大齿轮12均由45钢材料制备而成；共轭凸轮13由40Cr材料制备而成；底座16由HT150灰铸铁材料制备而成；综框和Y型支撑杆采用轻质铝合金材料制成，因此综框在作上下往复直线运动时自身重力较小，又有辅助弹簧18对其进行缓冲作用，使其运动平稳并且凸轮所受到的压力较小。共轭凸轮13采用表面镀层技术将高性能碳纤维复合材料镀在凸轮表面，从而增加凸轮的耐磨性和耐热性，延长凸轮的使用寿命。

本发明一种织造碳纤维的凸轮开口机构，其具体工作原理是：

通电后，若伺服电机17顺时针转动驱动与电机轴相连的第一小齿带轮8顺时针转动，第一小齿带轮8通过第一齿带14带动大齿带轮7顺时针转动，大齿带轮7通过轴带动与之相固连的直齿大齿轮12顺时针转动，直齿大齿轮12带动与之相啮合的直齿小齿轮10逆时针转动，直齿小齿轮10通过传动轴带动与之相固连的第二小齿带轮11逆时针转动，第二小齿带轮11通过第二齿带15带动共轭凸轮13逆时针转动，步进电机28通电后，电机主轴转动带动直齿小齿轮a29转动，直齿小齿轮a29带动与之相啮合的直齿齿条9在齿条滑轨30上运动，直齿齿条9带动直齿小齿轮10运动，直齿小齿轮10、直齿小齿轮a29的运动方向相同，其均与直齿大齿轮12转动方向相反，目的是补偿直齿大齿轮12传动过程中的机械能损失，保证直齿小齿轮10传动更精确，步进电机28转速由伺服电机17决定；第一滚子6和第二滚子27随着共轭凸轮13的转动沿着凸轮的轮廓线作推程-远休-回程-近休的运动，与第一推杆5和第二推杆26相连的Y型支撑杆-综框组合件也相应的作上下往复直线运动，由共轭凸轮13的特性可知，当第一综框1向上作直线运动时，第二综框2则向反方向作速度大小相同的直线运动，这样一上一下则保证开口的形成。

本发明的凸轮开口机构，解决了现有凸轮开口机构在织造碳纤维的过程中由于组合连杆过多导致配合不当、运动不平稳所造成的碳纤维断裂、起毛等问题，同时在凸轮表面采用高性能碳纤维材料也减小了凸轮在织造过程中的磨损，延长了凸轮的使用寿命。

Claims (7)

1.一种织造碳纤维的凸轮开口机构，其特征在于，包括底座(16)，所述底座(16)上竖直设置有固定板(22)，所述固定板(22)上呈上下水平设置有第一传动轴(20)和第二传动轴(21)，所述第二传动轴(21)两端均穿过固定板(22)，且一端设置有第二小齿带轮(11)，另一端设置有直齿小齿轮(10)，所述第一传动轴(20)上设置有直齿大齿轮(12)和大齿带轮(7)，所述底座(16)上还设置有第一支板(23)和第二支板(24)，所述第一支板(23)和第二支板(24)上部通过第三传动轴(25)连接，所述第三传动轴(25)上设置有共轭凸轮(13)，所述第二小齿带轮(11)通过第二齿带(15)与共轭凸轮(13)传动连接；所述底座(16)上还固定有伺服电机(17)，所述伺服电机(17)的电机轴连接第一小齿带轮(8)，所述第一小齿带轮(8)通过第一齿带(14)连接大齿带轮(7)，所述大齿带轮(7)与直齿大齿轮(12)啮合传动；还包括与共轭凸轮(13)传动相连的Y型支撑杆-综框组合件。

2.根据权利要求1所述的一种织造碳纤维的凸轮开口机构，其特征在于，所述Y型支撑杆-综框组合件包括竖直设置的第一推杆(5)和第二推杆(26)，所述第一推杆(5)下端部连接有第一滚子(6)，所述第二推杆(26)下端部连接有第二滚子(27)，所述第一推杆(5)上端部固定有第一Y型支撑杆(3)，所述第一Y型支撑杆(3)顶部固定有第一综框(1)，所述第二推杆(26)上端部固定有第二Y型支撑杆(4)，所述第二Y型支撑杆(4)顶部固定有第二综框(2)；所述共轭凸轮(13)与第一滚子(6)、第二滚子(27)相切。

3.根据权利要求2所述的一种织造碳纤维的凸轮开口机构，其特征在于，所述第一推杆(5)和第二推杆(26)分别与第一Y型支撑杆(3)和第二Y型支撑杆(4)连接的下端部均套设有辅助弹簧(18)。

4.根据权利要求2所述的一种织造碳纤维的凸轮开口机构，其特征在于，所述第一Y型支撑杆(3)与第一综框(1)通过螺钉固定，所述第二Y型支撑杆(4)与第二综框(2)通过螺钉固定。

5.根据权利要求2所述的一种织造碳纤维的凸轮开口机构，其特征在于，所述底座(16)上固定有倒U形的支撑板(19)，所述第一推杆(5)和第二推杆(26)的下端部均穿过支撑板(19)上表面。

6.根据权利要求1所述的一种织造碳纤维的凸轮开口机构，其特征在于，所述底座(16)上还固定有L型的固定板(31)，所述固定板(31)的侧壁通过螺钉固定有步进电机(28)，所述步进电机(28)的电机轴水平穿过固定板(31)的侧壁，所述步进电机(28)的电机轴连接直齿小齿轮a(29)，所述固定板(31)底部水平固定有齿条滑轨(30)，所述齿条滑轨(30)上固定有直齿齿条(9)，所述直齿齿条(9)与直齿小齿轮(10)相啮合。

7.根据权利要求1所述的一种织造碳纤维的凸轮开口机构，其特征在于，所述直齿大齿轮(12)与直齿小齿轮(10)啮合传动。

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