터프팅 기계의 고속 스핀들 시스템의 설계 문제점 설명
기존 스핀들 시스템의 고속 문제
전통적인 터프팅 기계의 주축 시스템의 개략도는 그림 1에 표시되어 있으며 터프팅 바늘 메커니즘과 루핑 후크 메커니즘의 두 부분으로 나뉩니다. 작동 원리는 메인 샤프트가 편심 크랭크 로커 메커니즘 ABCD를 통해 바늘 슬레이브 샤프트에 동력을 전달한다는 것입니다. 로커-슬라이더 메커니즘 DEFG는 슬라이더 끝에 있는 터프팅 바늘을 구동하여 왕복 선형 운동을 만들고, 크랭크-로커 메커니즘 AHIJ는 후크를 구동하여 샤프트의 루프 형성 후크에서 왕복 운동하며 바늘 후크가 서로 협력하여 루프 형성 운동을 완료합니다. 베이스 패브릭에 루프를 형성합니다.
고속 스핀들 시스템의 구성 설계 요구 사항
카펫 터프팅 기계의 기능 및 레이아웃 분석을 통해 고속 스핀들 시스템의 구성 설계 요구 사항은 다음과 같이 얻어집니다.
(1) 장거리 평행축 사이의 동력 전달 기능을 가지고 있습니다. 본 논문의 연구 목적은 폭 4m의 터프트입니다. 터프팅 기계의 메인 샤프트 시스템의 경우, 이 폭은 터프팅 바늘 메커니즘의 단일 세트로는 달성할 수 없습니다. 일반적으로 각 미터 폭을 구동하는 데 두 세트의 메커니즘이 사용됩니다. 동시에 바늘 후크의 설계는 타이밍 관계를 충족해야 하므로 설계된 메커니즘은 장거리에서 샤프트와 평행해야 합니다. 메인 샤프트에서 니들 슬레이브 샤프트와 후크 슬레이브 샤프트로 동력을 전달할 수 있으며, 액츄에이터를 통해 니들 빔과 후크 빔으로 전달하여 터프팅 동작을 완료할 수 있습니다.
(2) 이동모드를 전환할 수 있습니다. 모터의 입력 운동은 주축 축을 중심으로 한 회전이며 터프팅 바늘과 루핑 후크는 축에 수직인 왕복 직선 운동과 왕복 스윙을 구현해야 하므로 메커니즘은 운동 모드를 전환할 수 있어야 하며 동시에 입력과 출력 사이의 위치 관계를 충족해야 합니다.
(3) 관성력과 관성모멘트의 벡터합이 0에 가까워지도록 할 수 있다. 카펫 터프팅 기계의 메인 샤프트의 길이-직경 비율은 150이며, 이는 가는 샤프트에 속합니다. 전통적인 멀티링크 구조는 주축 힘 전달을 오프셋 구조로 만듭니다. 관성하중은 링크기구와 주축 사이의 힌지 부분에 집중되어 주축의 양측에 분산되어 방향과 크기가 끊임없이 변하게 됩니다. 진동.
스핀들 시스템의 고속 설계 방법
1절에서 스핀들 시스템의 고속화에 영향을 미치는 주요 요인은 시간에 따라 스핀들의 방향과 크기가 변화하는 관성하중임을 알 수 있으므로 고속화는 다음의 4가지 측면에서 구현되어야 한다.
(1) 대칭 메커니즘을 추가합니다. 기구의 구조상 형태설계를 고려하여 역대칭 기구를 추가하거나 인접한 기구를 반대방향으로 이동시킴으로써 고속작동 시 기구에 의해 발생하는 관성력 및 관성모멘트를 감소시킬 수 있다.
(2) 밸런스 웨이트를 늘립니다. 메커니즘의 질량 중심 Si부터 시작합니다. , 밸런스 웨이트를 증가시키고, 질량 중심에서 각 회전 중심까지의 거리 ri를 감소시키며, 고속 작동 시 액츄에이터 전체 질량 중심의 변화를 감소시킵니다. 이 방법은 메커니즘의 전체 질량을 크게 늘리지 않고도 메커니즘의 관성을 줄일 수 있습니다.
(3) 하중 전달을 변경하십시오. 하중 전달을 위해 동기 벨트 구동, 체인 구동 및 기타 유연한 부품을 사용하면 고정식 변속기에 비해 주축에 전달되는 하중을 크게 줄일 수 있으며 동시에 주축에 가해지는 하중을 고르게 분산시켜 하중이 집중되는 것을 방지할 수 있어 고속으로 주행하는 동안 진동을 줄이는 목표를 달성할 수 있습니다.
(4) 경량 구조. 각 부품의 질량 mi와 관성 모멘트 Jsi를 줄이는 것부터 시작하여 관성 부하를 줄이십시오. 구조와 강도가 허용하는 경우 구성 요소의 무게를 줄이십시오. 크기, 질량 농도의 펀치 구멍 또는 알루미늄 합금, 티타늄 합금 등과 같은 밀도가 낮은 신소재를 사용합니다.