运筹学课件织机的开口机构

5.织机的开口机构设计第一节概述一、开口的作用与类型在织机上，按照织物组织的要求，把经纱上下分开，形成梭口的运动，简称开口。完成开口动作的机构称为开口机构。1.开口机构的作用：使经纱上下分开，形成梭口；根据织物组织的要求，控制经纱的升降次序。2.开口机构的类型：1)曲柄连杆开口机构——织制平纹、斜纹等简单织物，可用2-8页综框。2)凸轮开口机构——织制平纹、斜纹等简单织物，可用2-8页综框。

3)多臂开口机构——织制较复杂的小花纹织物。一般用16页综框，最多可达32页综框。

4)提花开口机构——织制复杂的大花纹织物。直接用综丝控制每根经纱的升降。二、开口运动（一）梭口形状与清晰度

1.梭口形状梭口：开口时，经纱上下分开，形成引纬的通道，AB1CB2A即为梭口。A是织口,AB1C表示上层经纱，AB2C则为下层经纱。综平位置：梭口完全闭合时，这时综框平齐，ABC位置。前梭口:AB1B2梭口角：梭口满开即综框运动到上下极限位置时，上下层经纱在织口A处所形成的夹角梭口深度L：从织口到经停架中导棒之间的水平距离AC.清晰梭口：梭口满开时，梭口前部的上下层经纱均处于同一平面内。

梭子飞行平稳，开口清晰，但经纱张力差异大，易造成布面不平整，摩擦增大，断头增多。2.梭口清晰度：梭口前部上下层经纱各自处于同一平面的程度与引纬器的顺利运行密切相关。

非清晰梭口：梭口满开时，上下层经纱均不处于同一平面内。不利于梭子飞行，尤其是下层经纱不平齐，不能成为梭子飞行的可靠依托。半清晰梭口：梭口满开时，下层经纱处于同一平面内，而上层经纱不在同一平面内。下层经纱平齐，有利于梭子的平稳飞行;上层经纱不平齐，能减少经纱张力差异，改善织物的匀整度。（二）梭口高度和综框动程1、梭口高度：开口时经纱随综框上下运动的最大位移。2、影响梭口高度的主要因素：引纬器的种类及尺寸。3、综框动程：开口过程中综框的最大位移

Si

=Hi+e1+e2+e3Si

—某页综框的动程；Hi—某页综框处的梭口高度；e1—综丝眼长度；e2—综丝耳环与综丝杆之间的间隙；e3—综框及其传动连接件的变形以及运动副中的间隙所造成的动程减少量。（三）开口运动周期1、开口运动三个阶段：织机主轴每一回转，经纱形成一次梭口，经纱运动经历三个阶段：开口时期：经纱离开综平位置，上下分开，直到梭口满开为止。静止时期：使纬纱有足够的时间通过梭口，经纱要有一段时间静止不动。闭合时期：经纱从梭口满开位置返回到综平位置。

三个时期的长短，一般用织机主轴一回转中所占角度来表示，即：开口角，静止角，闭合角。2、开口运动周期的表示法(1)工作圆图表示法

开口工作圆图综平时间大致在上心附近，依次对应于开口、静止、闭口这三个阶段的角度分别称为开口角αk、静止角αj和闭口角αb。一般情况下可取三者相等，各为120°，合起来是一开口过程，相当于主轴一转。

工作圆图的优点是比较直观，各运动时刻与曲柄实际位置可直接对应；缺点是不能完整表达运动周期大于主轴转一转后的运动变化情况。(2)运动周期图表示法

以织机主轴的回转角作为横坐标，以经纱开口位移为纵坐标，按照组织图上经纱循环的规律而绘制的。能够形象地表达出经纱在一个完整开口周期(平纹为2转)中的运动情况。对运动周期长短没有限制，还可以将各种机构的运动图，上下依次排列，组成一张全机的运动周期图，对研究和分析问题确很方便。

（3）综框运动角的分配分配原则：按时开清梭口，有利于梭子飞行；综框运动平稳，避免震动、晃动、跳动；经纱损伤小，断头率低。b、确定因素：织机筘幅经纱穿筘幅提高，梭子飞行时间增加，静止角增大；静止角增大，则开口角和闭口角减小，综框运动速度必须提高，可能造成综框晃动，经纱断头增加。织物种类

织制经密大的织物，为了开清梭口，静止角必须增大。织制较复杂织物（如Rw较大，如斜纹、缎纹）。

织机速度

速度高，梭子飞行时间减少，静止角可小些。一般设计的开口角大于闭口角，因为：开口角大，综框上升、下降运动缓慢，经纱张力逐渐增加；闭口角小，经纱从紧张状态到松弛状态迅速，经纱断头率下降，综框运动比较平稳。不同的开口机构如喷气织机，开口角、闭口角较大，静止角为零。不同的引纬方式如剑杆引纬，顾虑到剑杆交接纬的稳定性。静止角应适当加大。不同综框的运动规律三综框运动规律指综框在开口，闭口过程中的位移与织机主轴转角之间的关系。对综框运动规律的要求:综框运动的速度必须平稳，避免突然的变化。综框从静止到运动和从运动到静止的过渡要缓慢，即加速度要小，以免引起综框的震动。经纱处于紧张状态时的运动速度应该缓慢；在松弛状态时，运动速度可以快些。因此，在接近梭口满开时，综框运动的速度应该慢些；而在综平位置附近时速度可以较快。常用综框运动规律为简谐运动，还有椭圆比运动、正弦运动和多项式运动规律。1.简谐运动设运动方程参数说明如下：则简谐运动曲线方程推导如下：所以：2.椭圆比运动2.椭圆比运动3.正弦运动（a）简谐运动规律（c）正弦运动规律（b）椭圆比运动规律理论上正弦运动最好，椭圆比次之，最差的简谐运动速度规律满足要求加速度规律头尾瞬时值大，冲击力大加速度规律头尾瞬时值较小，变化大比前两种优越三种运动规律的开口凸轮理论曲线半径值四、拉伸变形及影响因素

开口过程中，经纱受拉伸、摩擦、弯曲等机械作用，易产生断头。拉伸变形越大，经纱断头越多。综平时，梭口部分经纱长度：L0＝AB+BC

在梭口的前、后部深度一定时，经纱的伸长变形与梭口高度平方近似成正比；梭口高度一定时，梭口深度愈长，经纱的伸长愈小。

五经纱位置线

经位置线：经纱从织轴上引出后，在综平时从后梁到织口所通过的路线，如图连线ABCD。经直线:如果C、D两点在AB连线的延长线上，则经位置线为一条直线。经位置线对织造中经纱的断头、张力、伸长以及织物外观质量等都有显著影响，经纱位置线的调整是指改变后梁的高低位置。一、关联式凸轮开口机构（一）结构和性能第三节

凸轮和连杆开口机构梭口的高度则由凸轮的大、小半径差以及踏综杆作用臂的长短来确定。中心轴（凸轮轴）每一回转，形成两次梭口。凸轮的主动作用只能使综框被“踏”向下，吊综辘轳起回综作用。（二）凸轮的外形和组合当Rj=2（Rj

为经纱循环数），须用两个凸轮。凸轮每转一周，该组经纱便依次经历上方静止(见上图，对应于凸轮上位置，以下同)、闭合()、综平()、开口()、下方静止()、闭合()、综平()、开口()，又回到上方静止位置，实现两次开口运动，完成一个纬纱循环的周期动作。

凸轮一转，对应一个梭口的变化周期Rw,每开一次梭口，凸轮转过的角度β=360º/Rw织机主轴每回转一转，经纱开口一次，而踏盘每回转一转，则要开口Rw次，完成一个梭口变化周期（Rw是一个织物循环中的纬纱根数）。所以主轴同踏盘轴的传动比应该是n主/n踏=Rw/1。所以，织平纹时，主轴同踏盘轴的传动比是n主/n踏=2。织3页斜纹织物时，主轴同踏盘轴的传动比是n主/n踏=3。如Z1=36，Z2

=72，Z3

=24，Z6

=48

，则可取Z4=24，Z5

=32。（三）凸轮的传动设计n0／n1=Z2Z4Z6／Z1Z3Z5

=4×Z4／Z5

（四）关联式凸轮开口机构的优缺点结构简单，安装维修方便，制造精度要求不高。吊综皮带在使用过程中会逐渐伸长，必须周期性检查梭口位置。踏综杆挂综处作园弧摆动，综框在运动中前后晃动，经纱与综丝的摩擦增多，引起断头。上梁和吊综装置影响机台光线，不利于检查布面。油污疵点。二、积极式凸轮开口机构（共轭凸轮开口机构）特点：利用双凸轮积极控制综框的升降运动。整个机构从摆杆一直到提综杆都是刚性连接，综框运动更为稳定准确。1.内侧式共轭凸轮开口机构主凸轮6与转子10的接触由小半径转向大半径时，便将转子杆11向左推动，通过提综杆1、5和连杆2、4使综框3在导轨内下降。这时副凸轮8与转子7的接触则是由大半径转向小半径。副凸轮接触半径再由小变大时，将转子杆11向右推动，迫使综框在导轨内上升。这时主凸轮6与转子10的接触则由大半径转向小半径。2.沟槽凸轮开口机构利用沟槽积极控制综框的升降运动。特点：可使凸轮及转子的个数减少一半。但沟槽凸轮的材料和加工要求很高，一旦磨损，综框运动不稳定，震动和噪音增大。沟槽凸轮开口机构1—凸轮轴2—沟槽凸轮3—转子4—摆杆5—支点6—连杆7—角形杆8，8′—传递杆9—综框3.外侧式共轭凸轮开口机构固装于共轭凸轮轴2的共轭凸轮1、1′分别驱动转子3、3′，在共轭凸轮回转一周的过程中，驱动摇臂杆4做左右摇摆，经过连杆5和连杆7传动摇臂杆6和8，最后通过升降连杆9、9′和升降杆10、10′使综框11上下升降，有规律地完成开口动作。特点：

三、连杆式开口机构图5－10六连杆开口机构图5－11连杆齿轮开口机构三、连杆式开口机构优点：杆式开口机构是由许多刚性杆件采用低副联接而成的机构，由于连杆式开口机构的两机件之间为面接触，单位面积所受的压力较少，便于润滑，磨损较小；其次，杆件制造、加工方便。缺点：但从动力学角度看，其有动态积累误差较大、惯性力难以平衡等缺点，妨碍了连杆开口机构在高速、重载方面的应用。另外，由于其综框的运动受各杆件长短、位置影响，可变参数多，分析较困难，综框运动规律较难选择。因此，设计计算比其他机构复杂。伺服电机直接驱动综框的电子开口

伺服电机在主控制器的控制下直接驱动齿轮转动，齿轮上的偏心轮通过连杆带动多臂杠杆转动，使各综框作升降运动。该装置操作极为方便，通过多功能操作盘和主控制器的结合，可对由独立式伺服电机驱动的各综框进行单独控制。津田驹电子开口装置：伺服电机直接驱动综框丰田喷气JAT710电子开口装置：伺服电机直接驱动综框1．齿轮式电子开口传动方案

1-齿轮对2-偏心轮3-偏心连杆4、5、6-三臂摆杆9、10-直角杆8-连杆7、11-竖杆伺服马达的驱动力矩通过联轴器传递给齿轮系1，驱使偏心轮2转动。2带动偏心连杆3使三臂摆杆456摆动，三臂摆杆456通过竖杆7使安装在其上的综框作上下开口运动2．偏心轮式电子开口传动方案

1-伺服电机2-齿轮3-偏心轮4-拉杆5、6、7-摆杆8-连接杆9-综框连杆伺服电动机1的驱动力矩通过联轴器传递给偏心轮2，驱使偏心轮4作整周转动。偏心轮4带动开口连杆5使三臂摆杆BCD摆动，三臂摆杆BCD通过综框连杆9使安装在其上的综框作上下开口运动。3．两种传递方案特点

偏心轮式传动方案：伺服电机的转矩直接输出给偏心轮，使偏心轮和伺服电机同轴转动，通过拉杆及摆杆的传递使综框完成给定运动。这种电子开口机构设计方案的特点是：伺服电机与偏心轮同轴转动，直接带动机构运动，减少了传递环节提高了控制精度，保证了织物组织的精确度，而且结构简单，减小了整体尺寸。但是这种设计方案要求伺服电机提供很高的转矩和功率，在开口过程中对电机的冲击较大，要求电机在低转速下有大转矩输出，这对电机要求很高。齿轮式传动方案：电机输出的转矩通过齿轮对减速传递给综框开口元件，能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠，传递的功率和速度范围较大；传动效率高，使用寿命长；但是齿轮的制造，安装要求较高。直接驱动电子开口装置的特点：①通过多功能操作盘可