剑杆织机打纬机构运动仿真及模型设计

1  前言

我国是纺织大国，纺织品的出口量位居世界第一，同时也是纺织机械进口大国，据我国海关统计，2006年1-9月我国纺织机械进出口总额为38．02亿美元，同比增长18.16％。其中进口金额为29．16亿美元，纺织机械出口金额为8．87 亿美元[1]。在1：3的纺织机械中，织机位居第二，为5.29亿美元，占18.14％，同比增长17．86％，主要是喷气织机、剑杆织机和片梭织机。 2008年上半年我国纺织机械及其零附件出口额8.10亿美元，同比增长6.60%，6月出口额为1.28亿美元。2008年第二季度我国纺织机械进出口额为23.21亿美元，同比增长2.25%，六月进出口额为4.05亿美元。

我国有不少织机生产厂家，但其产品大多是中低档水平，且没有形成世界知名品牌。虽然有一些厂家开始生产高档织机，如中国纺织机械集团有限公司和经纬纺织机械股份有限公司，但其产品在可靠性和耐久性方面却远远不如进口产品，特别是不能长时间高速运转(在演示和展销期间可以高速运转)，究其原因，

除了关键零部件的材质和热处理不过关外，对核心工作部件的工作机理没有进行深入的研究，造成运动构件之间受力不良也主要原因之一。因此虽国内机织在价格上具有优势(如国产剑杆织机价格平均在12万元/台，而2010年进口的剑杆织机平均价格为5.45万美元)，但很多企业还是青睐进口产品。

出现这种状况的原因是，国内织机厂家自主创新能力差。到2004年4月，在我国申请有关剑杆织机机构的相关专利共35件，其中国外在华申请11件，且这11件已经进入实用和推广。国内企业对核心机构(如打纬和引纬机构)的研究还停留在测绘和仿制阶段，这不仅带来侵权法律问题，不可能将企业做大、做出品牌，同时也由于没有从理论上进行深入研究，对其中的核心技术没有完全掌握，就仿制不了预想的性能和可靠性。可见织机的研究必须走自主创新的道路，必须从核心执行机构创新开始，运用计算机分析软件获得最佳参数[12]，取得自主知识产权，然后再研究其工作机理、优化性能和提高可靠性，才能创自己的品牌和名牌产品。

2  打纬机构的介绍

2.1 概述

打纬机构是织机的主要机构之一，作用是将织机主轴的匀速旋转运动转化为摇轴的非匀速摆动，把新引入的纬纱推向织口形成织物，要求钢扣在后心位置要有停顿时间或“近似停顿”时间，以便有充分的是时间完成打纬运动。

为了实现理想的打纬运动，并使打纬机构符合织造工艺要求，达到最佳经济效益，对打纬机构的工艺要求如下：

（1）有利于打紧纬纱  钢筘将引入梭口的纬纱打向织口，打纬机构的打纬力必须要适应所织织物的要求，如：紧密厚重的织物要求打纬力坚实有力；轻薄织物要求打纬柔和。同时在经纱方向要求钢筘必须具有足够的刚度，方可打紧纬纱。

（2）尽可能减小打纬动程  打纬动程：筘座从后止点摆动到前止点，钢筘上的打纬点在织机前后方向上的水平位移量。打纬动程越大，筘座运动的加速度也越大，不利于高速织造。

（3）筘座的转动惯量和筘座运动的最大加速度   在保证打紧纬纱的前提下，应尽量减小筘座的转动惯量及最大加速度，以减小织机的振动和动力消耗。

（4）筘座运动应尽可能与开口、引纬相配合   在满足打纬条件下，尽可能提供大引纬角，以保证引纬顺利进行。扩大引纬角，织机主轴一回转中引纬的时间增长，有利于增大织机幅宽，提高车速，降低梭子飞行速度及减少机物料消耗。

（5）打纬机构应力求结构简单坚固，操作安全装配方便。

2.2 几种典型打纬机构

目前织机上常用的打纬机构有连杆打纬机构和共轭凸轮打纬机构。连杆打纬机构基本是四连杆非分离筘座式和六连杆式；共轭凸轮打纬机构则基本是分离筘座式【2】。

2.2.1 四连杆打纬机构