Spindelsystemdesign einer Teppichtuftingmaschine zur Anpassung an hohe Geschwindigkeiten-1

Beschreibung der Konstruktionsprobleme des Hochgeschwindigkeits-Spindelsystems einer Tuftingmaschine

1. Das Problem der hohen Geschwindigkeit herkömmlicher Spindelsysteme

   Das schematische Diagramm des Hauptwellensystems der herkömmlichen Tuftingmaschine ist in Abbildung 1 dargestellt, das in zwei Teile unterteilt ist: den Tuftingnadelmechanismus und den Schlingenhakenmechanismus. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass die Hauptwelle die Kraft über den exzentrischen Kurbelwippenmechanismus ABCD auf die Nadel-Nebenwelle überträgt. Der Wipp-Schieber-Mechanismus DEFG treibt dann die Tufting-Nadel am Ende des Schiebers an, um eine hin- und hergehende lineare Bewegung auszuführen, und der Kurbel-Wipp-Mechanismus AHIJ treibt den Haken an, um ihn vom schlaufenbildenden Haken auf der Welle hin- und herzubewegen, und die Nadelhaken arbeiten miteinander zusammen, um die schlaufenbildende Bewegung abzuschließen. Bilden Sie Schlaufen auf dem Grundstoff.

   
   

2. Anforderungen an das Konfigurationsdesign eines Hochgeschwindigkeitsspindelsystems

   Durch die Analyse der Funktion und des Layouts der Teppichtuftingmaschine werden die Konfigurationsdesignanforderungen des Hochgeschwindigkeitsspindelsystems wie folgt ermittelt:

   (1) Es hat die Kraftübertragungsfunktion zwischen parallelen Langstreckenwellen. Das Forschungsobjekt dieser Arbeit ist ein Büschel mit einer Breite von 4 m. Für das Hauptwellensystem der Tuftingmaschine kann diese Breite nicht durch einen einzigen Satz Tuftingnadelmechanismen erreicht werden. Im Allgemeinen werden zwei Sätze von Mechanismen verwendet, um jeden Meter Breite anzutreiben. Gleichzeitig muss das Design des Nadelhakens dem Timing-Verhältnis entsprechen, sodass der entworfene Mechanismus in einem großen Abstand parallel zur Welle sein muss. Es kann die Kraft von der Hauptwelle auf die Nadel-Slave-Welle und die Haken-Slave-Welle übertragen und sie dann über den Aktuator auf den Nadelbalken und den Hakenbalken übertragen, um die Tufting-Bewegung abzuschließen.

   (2) Es kann den Bewegungsmodus umwandeln. Die Eingangsbewegung des Motors ist die Drehung um die Achse der Hauptwelle, während die Tuftingnadel und der Schlingenhaken die hin- und hergehende lineare Bewegung und den hin- und hergehenden Schwung senkrecht zur Achse realisieren müssen. Daher muss der Mechanismus in der Lage sein, den Bewegungsmodus umzuwandeln, und gleichzeitig muss er die Positionsbeziehung zwischen Eingang und Ausgang erfüllen.

   (3) Die Vektorsumme aus Trägheitskraft und Trägheitsmoment kann gegen Null gebracht werden. Das Längen-Durchmesser-Verhältnis der Hauptwelle der Teppichtuftingmaschine beträgt 150, was zur schlanken Welle gehört. Durch die traditionelle Mehrlenkerstruktur erfolgt die Kraftübertragung der Hauptwelle als versetzte Struktur. Die Trägheitslast konzentriert sich auf das Gelenk zwischen dem Verbindungsmechanismus und der Hauptwelle und verteilt sich auf beide Seiten der Hauptwelle, wobei sich Richtung und Größe ständig ändern. Vibration.

   
   

3. Hochgeschwindigkeits-Designmethode des Spindelsystems

   Aus Abschnitt 1 ist ersichtlich, dass der Hauptfaktor, der die hohe Geschwindigkeit des Spindelsystems beeinflusst, die Trägheitslast ist, die sich mit der Zeit in Richtung und Größe der Spindel ändert. Daher sollte die hohe Geschwindigkeit unter den folgenden vier Aspekten realisiert werden.

   (1) Fügen Sie einen symmetrischen Mechanismus hinzu. Aus der Struktur des Mechanismus In Anbetracht des Typdesigns können die vom Mechanismus im Hochgeschwindigkeitsbetrieb erzeugte Trägheitskraft und das Trägheitsmoment reduziert werden, indem ein umgekehrt symmetrischer Mechanismus hinzugefügt oder der benachbarte Mechanismus in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird.

   (2) Erhöhen Sie das Ausgleichsgewicht. Beginnen Sie mit dem Massenschwerpunkt Si des Mechanismus. , erhöhen Sie das Ausgleichsgewicht, verringern Sie den Abstand ri vom Massenschwerpunkt zu jedem Rotationszentrum und verringern Sie die Schwankung des gesamten Massenschwerpunkts des Aktuators während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs. Diese Methode kann die Trägheit des Mechanismus verringern, ohne die Gesamtmasse des Mechanismus wesentlich zu erhöhen

   (3) Ändern Sie die Lastübertragung. Durch die Verwendung von Synchronriemenantrieb, Kettenantrieb und anderen flexiblen Teilen zur Lastübertragung kann die auf die Hauptwelle übertragene Last im Vergleich zur starren Übertragung erheblich reduziert und gleichzeitig die Last auf der Hauptwelle gleichmäßig verteilt werden, wodurch verhindert werden kann, dass die Last konzentriert wird, wodurch das Ziel erreicht werden kann, Vibrationen bei hoher Geschwindigkeit zu reduzieren.

   (4) Leichte Struktur. Beginnen Sie mit der Reduzierung der Masse mi und des Trägheitsmoments Jsi jeder Komponente und reduzieren Sie die Trägheitslast. Reduzieren Sie das Gewicht der Komponenten, wenn die Struktur und Festigkeit dies zulassen. Größe, Löcher in der Massenkonzentration stanzen oder neue Materialien mit geringerer Dichte wie Aluminiumlegierung, Titanlegierung usw. verwenden.