楊祖鳳，陳 濤，陳 江

(1.四川省絲綢科學(xué)研究院，四川 成都 610031；2.四川慧源實業(yè)發(fā)展有限公司，四川 成都 610031)

真絲針織圓緯機(jī)傳動機(jī)構(gòu)探索研究

楊祖鳳1，陳 濤2，陳 江1

(1.四川省絲綢科學(xué)研究院，四川 成都 610031；2.四川慧源實業(yè)發(fā)展有限公司，四川 成都 610031)

分析了目前國內(nèi)真絲針織面料生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)狀，從圓緯機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)入手分析了傳統(tǒng)圓緯機(jī)傳動機(jī)構(gòu)及存在缺陷，探索了節(jié)能降耗、運行更加平穩(wěn)、精度更高的新型傳動機(jī)構(gòu)和繞軸心運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，闡述了該系統(tǒng)的設(shè)計制造方案和運行效果。

真絲針織；圓緯機(jī)傳動機(jī)構(gòu)；耐磨板式結(jié)構(gòu)；鋼絲跑道結(jié)構(gòu)；軸心運轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)

隨著科技和社會尤其是電子、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，對傳統(tǒng)針紡織產(chǎn)業(yè)帶來了具大的沖擊。為滿足開發(fā)新型紡織材料、新型產(chǎn)品、節(jié)能降耗、高效環(huán)保的發(fā)展要求，適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的社會要求，迫切需求開發(fā)研制節(jié)能降耗、高效質(zhì)優(yōu)、智能化、自動化程度更高的真絲針織生產(chǎn)設(shè)備。多年來，國內(nèi)外針紡織機(jī)械生產(chǎn)廠家做了大量的研究，針織技術(shù)及設(shè)備裝備水平更新研制能力有了較大的提高。機(jī)號方面呈現(xiàn)高機(jī)號細(xì)針距和低機(jī)號粗針距兩個趨勢，以滿足面料輕薄化和織物粗獷風(fēng)格的需求；電子選針技術(shù)、電子調(diào)線、電子針床橫移等計算機(jī)控制技術(shù)水平不斷提高。提高生產(chǎn)效率、降低運行成本是設(shè)備發(fā)展的方向，雖然設(shè)備制造和研發(fā)水平都有了較大的提高，但國產(chǎn)圓緯機(jī)的研發(fā)水平、自主創(chuàng)新能力、加工技術(shù)與國外還存在一定的差距[1]。

1 真絲針織生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)況

桑蠶絲產(chǎn)品質(zhì)地柔軟、外觀高雅、色澤絢麗，對人體具有一定的保健功能，是人們所喜愛的高檔服用面料[2]，針織物質(zhì)地松軟，具有較好的彈性、抗皺性、吸濕透氣性。真絲針織面料既有真絲產(chǎn)品的優(yōu)良特性，又具有針織物的優(yōu)點，成為人們追求的理想高檔紡織品。目前，用于真絲針織單面織物生產(chǎn)的主要設(shè)備有針織臺車、單面大圓機(jī)、針織吊車3種機(jī)型。這3種設(shè)備中前2種均不是以生產(chǎn)生絲為原料的針織物而開發(fā)的機(jī)型，用于真絲針織面料生產(chǎn)，缺陷十分突出。Z201臺車用于真絲針織面料生產(chǎn)，生絲由于絲膠的存在，使得絲身發(fā)硬、剛度大、彎曲成圈困難，織造時易產(chǎn)生橫條、三角眼、大小眼、斷絲漏針等疵點，所以織造時必須采用濕織工藝進(jìn)行編織。濕織工藝原料處理復(fù)雜、工序繁多，工藝流程長，相應(yīng)的準(zhǔn)備工序設(shè)備和操作人員配置較多，對技術(shù)工人的要求高。濕織編織工藝生產(chǎn)過程中需要不斷給濕和添加助劑，造成生產(chǎn)車間濕度大、污染嚴(yán)重、生產(chǎn)環(huán)境差。生產(chǎn)用彈簧針需要鉛錫澆注，鉛錫對人體有害，對環(huán)境造成極大的影響。臺車生產(chǎn)的產(chǎn)品三角眼等疵點嚴(yán)重，產(chǎn)品檔次低，且無法提高。單面針織大圓機(jī)最突出的問題是受生絲原料條干不勻的影響，成品布面隱橫條、橫路重，尤其是在生產(chǎn)低克重平紋綢時特別明顯，生產(chǎn)企業(yè)普遍采取減少編織路數(shù)來解決，往往開機(jī)路數(shù)只能達(dá)到設(shè)備設(shè)計生產(chǎn)能力的百分之幾(國內(nèi)針織廠普遍采用一個循環(huán)4～6路)，不能充分發(fā)揮其效能，利用率極低，能源及人力消耗大，完全不適應(yīng)節(jié)能降耗、可持續(xù)的社會發(fā)展理念。針織吊機(jī)雖適合用于真絲針織面料生產(chǎn)，如瑞士“WAGA”的GLS型吊車，但其整機(jī)設(shè)備、零配件價格昂貴，且生產(chǎn)效率較低，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本高，成品價格客戶幾乎不能接受，各針織企業(yè)均對其不符合市場規(guī)律的高投入、低產(chǎn)出的狀況不予認(rèn)可。

針對這幾類機(jī)型用于真絲針織織物生產(chǎn)存在的不同缺陷，迫切需要研究專用于真絲針織單面織物生產(chǎn)的新型高效節(jié)能生產(chǎn)設(shè)備。根據(jù)生絲特性及目前各類真絲針織生產(chǎn)設(shè)備的使用狀況，要探索合理、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)的工藝技術(shù)路線，就必須本著用先進(jìn)的編織設(shè)備，以流程短、消耗低、加工效果好為出發(fā)點[3]，并以此為技術(shù)改造的方向，研發(fā)適用于真絲針織面料生產(chǎn)的新型專用設(shè)備。為此國內(nèi)外廠家作了大量的深入研究，分別從針織圓緯機(jī)設(shè)備機(jī)構(gòu)著手，通過對各類圓緯機(jī)的傳動、編織、成圈、送紗、卷取機(jī)構(gòu)以及電氣自動化部分的剖析，不斷探索創(chuàng)新，尋求改造設(shè)備能耗大、利用率低、工藝流程繁雜、勞力耗用多、產(chǎn)品質(zhì)量不優(yōu)、生產(chǎn)成本高的狀況。本文從圓緯機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)入手，分析傳統(tǒng)圓緯機(jī)傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成、運行狀況及存在的缺陷，系統(tǒng)研究節(jié)能降耗、運行更加平衡、精度更高的新型傳動機(jī)構(gòu)。

2 傳統(tǒng)針織圓緯機(jī)傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)

針織圓緯機(jī)傳動機(jī)構(gòu)要求傳動平穩(wěn)、動力消耗少、無噪音、便于調(diào)節(jié)、操作安全方便。針織圓緯機(jī)傳動機(jī)構(gòu)中，電動機(jī)通過傳動系統(tǒng)帶動主動軸齒輪，主動軸齒輪傳遞給牙盤齒輪，從而帶動針筒載著織針、沉降片運轉(zhuǎn)，進(jìn)行編織。單面圓緯機(jī)的織針和沉降片沿針筒針槽、沉降片槽呈圓環(huán)形排列，在設(shè)備運轉(zhuǎn)中織針和沉降片分別做上下、進(jìn)出編織運動，織針通過成圈、集圈、退圈三角的控制，以上下運動的方式編織生產(chǎn)出各種單面針織面料；沉降片對織針編織線圈的紗線進(jìn)行控制，使成品線圈排列有序，布面平整。針筒的運轉(zhuǎn)是按順時針或逆時針方向做圓周運轉(zhuǎn)，針筒的軸向和徑向跳動公差直接影響到所生產(chǎn)針織面料的品質(zhì)。針筒的軸向和徑向跳動范圍的大小是受承載針筒的牙盤和大齒盤控制，現(xiàn)有單面圓緯機(jī)牙盤和大齒盤徑向、軸向配合都采用止口配合方式。由于在設(shè)備運轉(zhuǎn)中牙盤做圓周運轉(zhuǎn)，而大齒盤是靜止不運動，雖然在生產(chǎn)中經(jīng)常加入了大量高品質(zhì)潤滑油，但是隨著設(shè)備運行時間的增加和不可避免地雜物對潤滑油侵入，導(dǎo)致機(jī)器運轉(zhuǎn)時磨損增大，所以一般設(shè)備運行5年左右止口部位均有不同程度的磨損。零件的磨損、變形、噪音和震動都會影響設(shè)備的精度以及編織面料的品質(zhì)，止口一旦磨損則是不可逆轉(zhuǎn)的，幾乎無法修復(fù)，將直接影響設(shè)備運轉(zhuǎn)精度直至整機(jī)報廢。

圓緯機(jī)傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要有耐磨板式結(jié)構(gòu)、疊加式鋼絲跑道結(jié)構(gòu)、懸掛式鋼絲跑道結(jié)構(gòu)。耐磨板式結(jié)構(gòu)中，大盤內(nèi)裝上一對耐磨板，再放置牙盤，這樣大盤和牙盤之間有耐磨板隔離，不直接接觸，避免了大盤和牙盤直接接觸，兩塊耐磨板在運轉(zhuǎn)中上面一塊運動，下面一塊靜止，由于是面接觸故產(chǎn)生較大摩擦。牙盤和大盤的定位是依靠大盤內(nèi)圈和牙盤外圈上的兩個止口間的間隙控制徑向定位，耐磨板式結(jié)構(gòu)針筒跑道的特點是結(jié)構(gòu)簡單、制造和安裝都方便，但由于是滑動摩擦，摩擦阻力大，壽命低，回轉(zhuǎn)面一旦磨損，針筒跑道和回轉(zhuǎn)精度即喪失，且難以修復(fù)[4]。疊加式鋼絲跑道結(jié)構(gòu)是在耐磨板式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，采用鋼絲或鋼珠代替耐磨板，摩擦方式變?yōu)闈L動摩擦，牙盤和大盤也有止口，但不起定位作用。這種方式是靠牙盤自重下沉，使鋼絲與鋼珠緊貼在一起來完成徑向定位，牙盤和大盤是兩個大型零件，通過鋼絲跑道軸承連接運轉(zhuǎn)，牙盤和大盤要分別單獨加工，因而在軸承座孔位機(jī)械加工中，需要很高精度的加工設(shè)備和加工水平，才能保證兩套零件軸承座都有很高的同心度、水平度。懸掛式鋼絲跑道結(jié)構(gòu)是通過壓圈和許多緊固螺絲將大盤和牙盤固定在一起，用改變墊片厚度的方式來調(diào)整和控制鋼絲和鋼珠的相對位置，鋼絲和鋼珠之間的滾動使牙盤產(chǎn)生運動，徑向定位是靠鋼絲和鋼珠之間的位置確定，鋼絲一旦發(fā)生磨損，則導(dǎo)致整機(jī)精度下降，更換鋼絲跑道工作量大、繁瑣，加工難度非常大。鋼絲跑道結(jié)構(gòu)緊湊，精度較高，但是鋼絲跑道軸承間隙的調(diào)整需要靠精密的加工來完成，由于鋼絲卡槽較小，直徑較大，難以用磨削來完成，容易造成鋼絲跑道軸承裝配精度降低，運行時易于磨損，從而使原動小齒輪與大盤齒輪嚙合間隙不均，造成大盤齒輪磨損，從而影響正常生產(chǎn)[5]。

現(xiàn)有針織圓緯機(jī)傳動系統(tǒng)及承載系統(tǒng)是通過止口或靠牙盤自重來控制徑向和軸向定位，運轉(zhuǎn)過程中摩擦大、損耗大，需大量潤滑油。

3 真絲針織圓緯機(jī)繞軸心運轉(zhuǎn)系統(tǒng)

真絲針織圓緯機(jī)繞軸心運轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)承載控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，由中心柱底座、承載軸承裝置、繞軸心軸承裝置、牙盤等組成。

1針筒 2牙盤 3圓錐滾子軸承 4中心立柱 5平面軸承 6支撐平臺圖1 真絲針織圓緯機(jī)繞軸心運轉(zhuǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

中心柱底座為支撐平臺與中心立柱的聯(lián)合體，中心立柱在支撐平臺的中央，底座安裝在單面圓緯機(jī)大臺面上，根據(jù)單面圓緯機(jī)筒徑大小由6～24顆緊固螺栓連接。牙盤是外齒式齒盤，安裝在支撐平臺平面軸承上，在牙盤上安裝針筒。軸承承載裝置，在牙盤下安裝一套立柱承載盤，承載盤臺階上放置一個平面軸承，繞軸心軸承裝置，分別在牙盤中部與承載盤立柱上部安裝圓錐滾子軸承。支撐平臺平面軸承座位置，是根據(jù)單面圓緯機(jī)筒徑大小來確定，安裝一對圓錐滾子軸承。中心立柱繞軸心軸承裝置，通過圓錐滾子軸承連接中心立柱做圓周水平旋轉(zhuǎn)，主傳動齒帶動牙盤轉(zhuǎn)運，牙盤帶動針筒作圓周運動進(jìn)行編織。平面軸承主要功能是針筒及牙盤重量的承載，圓錐滾子軸承的主要功能是對徑向和軸向精度的控制。

真絲針織圓緯機(jī)繞軸心運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的運行效果及優(yōu)勢：

(1)設(shè)備運行穩(wěn)定，針筒安裝精度公差有所提高，軸向跳動精度控制在0.03～0.04 mm之間，而現(xiàn)有設(shè)備軸向跳動精度一般在0.04～0.06 mm；徑向跳動精度控制在0.03～0.05 mm之間，現(xiàn)有設(shè)備徑向跳動精度一般在0.04～0.06 mm。機(jī)械性能穩(wěn)定，開機(jī)正常率可達(dá)99%以上，生產(chǎn)的產(chǎn)品布面平整、紋路清晰、風(fēng)格飽滿。

(2)機(jī)械連續(xù)化程度高，中心運轉(zhuǎn)支承軸承系列能做到可替換，并且軸承拆卸方便，整機(jī)高精度生產(chǎn)運行狀態(tài)由5年提高到15年以上。

(3)取消了不必要的機(jī)械硬磨控制系統(tǒng)，有效降低整機(jī)運轉(zhuǎn)負(fù)荷，降低能源消耗；不需要添加大量潤滑油脂，節(jié)約生產(chǎn)成本，對環(huán)境保護(hù)起促進(jìn)作用。

(4)與耐磨板式結(jié)構(gòu)相比，摩擦方式由滑動摩擦改為滾動摩擦，降低了大盤和牙盤間的磨損及由于磨損引起的負(fù)荷增加、精度下降。

真絲針織圓緯機(jī)繞軸心運轉(zhuǎn)系統(tǒng)是一種全新不通過止口硬磨方式來控制針筒軸向、徑向跳動的單面圓緯機(jī)傳動及支承系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過軸承繞軸心承載運轉(zhuǎn)即可控制針筒軸向和徑向跳動，如發(fā)生軸承磨損可快速方便地更換，不對整機(jī)其他部件造成影響。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠、精度高，解決了因材質(zhì)和結(jié)構(gòu)引起的磨損、效率、精度等問題，大大增加了整機(jī)運行使用壽命，提高了針織面料成品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，簡化了結(jié)構(gòu)，節(jié)約了設(shè)備資金投入和運行成本，減少了生產(chǎn)過程中潤滑油脂的大量使用，達(dá)到了節(jié)能環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的社會要求。

4 結(jié)語

國內(nèi)針織紡織機(jī)械生產(chǎn)廠家作了大量的探索研究，對針織圓緯機(jī)各機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造創(chuàng)新，針織圓緯機(jī)繞軸心運轉(zhuǎn)系統(tǒng)改變了原有傳動方式，提高了傳動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和可靠性，其他機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新改造還在不斷的探索研究中。隨著針織原料和生產(chǎn)品種的多樣化以及針織產(chǎn)品更新?lián)Q代的要求，國內(nèi)外尤其是我國對先進(jìn)針織圓機(jī)的需求量必將進(jìn)一步加大，盡快開發(fā)出國產(chǎn)高質(zhì)量、低成本的先進(jìn)針織圓機(jī)是我們在新時期的一個重要任務(wù)[6]。

[1] 龍海如.針織圓緯機(jī)技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展動態(tài)[J].針織工業(yè)，2016，(2)：1-4.

[2] 徐英蓮，祝成炎. 家蠶粗纖度真絲針織產(chǎn)品的研究與開發(fā)[J].紡織學(xué)報,2003,(3):73-74.

[3] 陳慰來.真絲針織的現(xiàn)狀和工藝技術(shù)特征分析[J].絲綢，2001，(5)：38-40.

[4] 季林息.針筒跑道設(shè)計、制造和安裝[J].紡織機(jī)械，2002，(1)：36-39.

[5] 王付杰.針織圓緯機(jī)大盤齒輪磨損分析[J].運城學(xué)院學(xué)報，2008，(4)：36-37.

[6] 趙 澍.新型針織圓機(jī)及技術(shù)[J].陜西紡織，2008，(1)：48-49.

ResearchonTransmissionMechanismofSilkCircularWeftKnittingMachines

YANG Zu-feng1, CHEN Tao2, CHEN Jiang1

(1.Sichuan Academy of Silk Sciences, Chengdu 610031, China; 2. Sichuan Huiyuan Industry Development Co. Ltd., Chengdu 610031, China)

The present situation of silk knitting fabric production equipment was analyzed. From the transmission mechanism of traditional circular weft machines, transmission mechanism of traditional circular weft machines and its imperfection were andyzed. New transmission mechanism and system that revolved around axis were explored to reduce energy consumption and improve the stability and accuracy. Design and manufacture scheme and operation effect of the system were expounded.

knitting silk fabric; transmission mechanism of circular weft machines; wear proof panel structure; steel wire runway structure; axis running structure

TS183.4

A

1673-0356(2017)09-0041-03

2017-07-26

楊祖鳳(1971-)，高級工程師，主要從事絲綢工程技術(shù)研究、絲綢綜合性產(chǎn)品開發(fā)、真絲針織研究。