梳棉机大直径圈条器的设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)

梳棉机大直径圈条器的设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

条成形和成纱质量。 设小压辊的角速度为 ωg (转速为 ng)，半径为 rg，则其出条速度为 rgωg ( =2πrgng)，这一速度应等于圈条器的圈条速度 v0下面将根据圈条轨迹求出该圈条速度 v。 如图 2— 1(a)所示， 以条筒中心为坐标原点建立固定在筒上的坐标系 XOY。 设点P 为圈条盘上出条点， r 为圈条半径 (=OQP)。 圈条盘的角速度 ωQ 和条筒的角速度 ωT都是逆时针方向。 按照反转法，当圈条盘完成转角 Q(=ωQt)的同时，圈条盘中心 OQ的转角为 T，故得点 P(x， y)的坐标位置如下： （ 2— 1） 式 (2— 1)也是条简内圈条轨迹的参数方程式。 该式求时间导数则得 圈条速度 v 如下： = + = + = = 式中 = i2即圈条盘与条筒盘的速比，两者同向时取正值，异向时取负值 [6]。 西安工程大学本科毕业设计（论文） 8 （ a） i2=ωQ/ωr+1 i2=ωQ/ωT1 （ b） （ a）圈条轨迹分析 （ b）圈条盘一转，条筒内条子轨迹长度 S0 图 21 圈条轨迹 于是可得 （ 2— 2） 西安工程大学本科毕业设计（论文） 9 按式 (2— 2)算得的圈条速度 u 不等于恒值，它随圈条盘转角 作周期变化，其变化范围如下： (2— 3（ a） ) 然而．小压辊的出条速度是不变的，故在 Q=0 的位置上，由于 v0 偏小．必将造成条子张力松弛，条子将向斜管外侧偏离 ,使圈条半径 r 增加 (增加到 r0)；在 Q =π的位置上，由于 偏大，必将造成条子被拉紧而导致张力增加，条子被拉向斜管内侧，使圈条半径 r 减小 (减小到 rπ )。 这样，通过 r 的大小变化就能适应小压辊出条速度不变。 理论上当 r 不变化时，在条筒内的圈条呈摆线状分布，但实际上当 r 变化了，则呈近似的摆线状态。 进行机构设计时可取圈条速度平均值 vav[=( +vπ )／ 2]等于小压辊出条速度 rgωg。 从式 (2— 3 (a))可得出下列结果： ( =（ ） （ 11/ ） (2— 3（ b） ) 故得传动比 i1为 = (24) 下 面继续分析传动比 i2=ωQ／ ωT的确定。 如图 2— 2 所示，根据相对运动，圈条盘中心相对于条筒中心 O 的相对轨迹 O1O2是在一个半径为 e 的圆上。 设条子宽度为 2r0，若要求相邻两圈条子紧密排列，既无太大间隙又无太多重叠，则任 一 圈条外弧曲线 (半径=r+r0)应该与相邻圈条内弧曲线 (半径 =r— )在 P 点处相互内切。 且 O1O2=C=2ro，其所对应的圆心角 应等于每放进一圈条子 (即圈条盘每转一周 )时条筒所转过的角度。 即 ≈ C／ e=2ro／ e 那么 条筒转过每一周 (2π 角度 )所能容纳的 数，即应等于圈条盘与条简之间的传动比i2，故得 i2= ／ ωT=177。 2π／ = 177。 πe／ ro (2— 5) 由式 (2— 5)所确定的 i2 值是当两圈棉条紧密排列时的极限值，实 际上 i2 值应略小于此极限值，使相邻两圈棉条之间出现一些空隙 (C2r0)。 这样的卷装弹性较好，且可减少在棉条从筒内引出时因相互粘连而拉乱表面层纤维的机会。 将式 (2— 5)代入式 (2— 4)中 ， 即可求得圈条盘与小压辊之间的传动比 i1： 西安工程大学本科毕业设计（论文） 10 （ 2— 6） 式中分母在圈条盘与条筒转向相同时取负号，相反时取正号。 实际生产中只是在圈条层相当接近圈条盘底面时才能使圈条成形较好，故一般在条筒内都装有弹簧托盘，使在空筒开始工作时就能贴近圈条盘，这样可保持成形良好，还能减小条子从筒内引出时的张力变化。 设圈条盘每转一圈的时间为 T(=2π／ ωQ)，则可根据式 （ 2— 3(b)） 求得该时间内的圈条长度为 S0=rgωgT=(1— 1／ i2)rωQT=2πr(1 一 l／ i2) ( (2— 3 (c)) 参见图 2— 1(b)。 图 2— 2 圈条排列分析 卷装容量优化计算 条子被圈条器有条不紊地纳入条筒内 [7]，形成一个中央有气孔的圆柱形圈条卷装。 设圆柱高为 H，外径为 D(=2R)，对于一个已给定 H 和 D 的圆柱应如何选择气孔直径D0，才能使获得的圈条卷装容量或重量为最大 ?由于气孔直径的大小决定于上、下盘的中心偏距 e，例如，对于大圈条卷装 D0=2(R2e2r0)，对于小圈条卷装 D0=2(2e 一 R)，式中 2r0为条宽，见图 2— 3，这就引出圈条器设计参数 e 的寻优问题。 西安工程大学本科毕业设计（论文） 11 (a)大圈条 （ b） 小圈条 a=rr0,b=r+r0e=R2e a=r+r0,b=er+r0=2eR+2r0 r=Rer0,D0=2(R2e2r0) r=Rer0,D0=2(2eR) 图 2— 3 在最密圈上的圈条部分 HF 卷装容量（条子总长度 L）计算 筒内的每一圈条子呈近似摆线形状，相邻的两圈条子中心都排列在半径为 e 的圆周上 (圆周中心即为条筒中心 O)，设其 相隔距离为 C(≥ 2r0)，则在该圆周上排列圈条总数是 |i2|=2πe／ C 圈，组成一个卷绕层 [10]。 在沿气孔周围和沿圆柱外周缘宽度为 2r0 的两圆环上，条子相互重叠最甚，其密度很大，而中间密度则较小。 故卷装内卷绕 密度[11]沿圆柱径向分布不均匀，其中沿气孔周围圆环内卷绕密度最大，称为最密环。 令每一个卷绕层在最密环上的高度为 h。 那么圆柱高度 H 的利用就取决于 h 的大小了。 图 2— 4 相邻的两个月牙形的起点 H错开 西安工程大学本科毕业设计（论文） 12 如图 2— 3 所示，每一圈条子在最密环 (图中虚线所示 )内重合部分呈月牙形 (或梭形 )HF，它所对的中心角 为 ；下一圈条子的月牙形必定部分叠放在前一圈条子月牙形上，但两者的起点 H1 和 H2 不重合，而是顺着圈条的运动方向错开一个中心角 ，如图 2— 4 所示。 一个卷绕层在最密环内有 ／ 圈条子重叠，则得每一卷绕层的高度 h=t／ ， t 为条子厚度。 又因一个卷绕层所容纳的条子共计 2π／ 圈，则相应的条子长度为 2πS0／ ， S0为每圈条子 长度，按式 [2— 3 (c)]： S0≌ 2πr (1— 1／ i2)， r(=R— e—r0)为圈条半径， i2 为圈条比， i2=177。 2πe／ C(≤177。 πe／ r0)，上下盘作同向转动时取上面符号，作异向转动时取下面符号．下文同。 所以，高为 H 的圆柱共容纳条子的总长度 L为： （ 2— 7） 或采用量纲为一的数表示，令 ε=e／ R， γ=r0／ R， ζ =C／ R， (C≥ 2r0)．则得 = (2— 8) 中心角 的大小，从图 2— 3 可用余弦定 理解出。 对于大圈条如图 2— 3 (a)所示，条子上点 H 是在假定条筒不转情况下，根据圈条盘自转角 T (= OOQH)和同时又作相对运动的公转角 T (= Q／ i2)而求得，由该图可得 (2— 9) （ 2— 10) (2— 11) 对于小圈条，由 图 2— 3 (b)可得 西安工程大学本科毕业设计（论文） 13 (2— 12) (2— 13) (2— 14) 将式 (2— 11)或式 (2— 14)代入式 (2— 8)即得圈条容量系数 ι 与偏距比 ε 的关系式，以条宽比 γ 和圈距系数 ζ 为参变量可绘出曲线 ι— ε 图 2— 5。 对于大圈条，根据式 (2— 11)可知，当 ε一 γ及 ζ一 2ε时， = Q=π，故 α=2(π干 1)，此时只有靠卷装周缘有条子，气孔直径达到最大，卷装容量最小。 当 2ε=1 一 γ时 =π， Q=0， =2π，此时气孔直径已缩小为零，最密圈亦缩到最小，每增加一圈棉条，最密圈的厚度即增大一个 t 值，卷装的容量亦受到限制。 所以， ε∈ [γ， 0． 5(1 一 γ)]。 对于小圈条，根据式 (2— 14)可知，当 2ε=1 一 γ时 =π而 Q=0。 故 =2π。 此时气孔直径亦缩小到零。 而当 ε=l— γ即e=R 一 r0时 ， =0， Q=π，故 i2=π(R 一 r0)r0，此时气孔直径则达到最大，所以， ε∈ [(1— γ)， (1— γ)]。 (a) = 西安工程大学本科毕业设计（论文） 14 （ b） 图 2— 5 ι— ε曲线图 从图 2— 5 可知，无论大、小圈条， ι— ε曲线均呈上凸状，表明确有最大容量和最优偏距存在。 当 γ 时，这些曲线在其极值 点附近较为缓和地下降，表明选用的偏距如稍许偏离了最优值，造成的圈条卷装容量减少并不十分明显。 再从式 (2— 8)、式 (2— 9)和式 (2— 10)的分析结果来看．大、小圈条都以上、下盘作异向转动时取得稍大的极值容 量 [9]。 至于大、小圈条在上、下盘转向取同样选择和 γ 值相同时所获得的极值容量相差不大。 偏距比 ε*的最优值计算 欲使式 (2— 8)的 ι获得极大值，则应令 d ／ dε=0，即得 =0 （ 2— 15） 对于大圈条， 由式 (2— 11)求得 （ 2— 16） 式中 sin 、 sin Q和角 Q由式 (2— 9)、式 (2— 10)求得。 对于小圈条，由式 (2— 14)可求得 西安工程大学本科毕业设计（论文） 15 = （ 2— 17） 式中 sin 、 sin Q和角 Q由式 (2— 12)、式 (2— 13)求得。 分别 代入后求得大、小圈条容量极限条件式，其根即是偏距比的最优值 ε*,制成表 26，供选用时参考。 再变化 C/2 r0 的值可解的 偏距比 ε* (=e*/R)如表 27 所示 表 26 圈条器上、下盘（作异向转动时）中心偏距的最优值 ε* 表 27 最优 偏距比 e*/R 西安工程大学本科毕业设计（论文） 16 第 3 章 Ф800 圈条器的结构设计 Ф800 圈条器的设计方案 本次毕业设计 参照了 立达开清棉机－ FA211 梳棉机 [13]进行设计 ，并经本文第 1 章圈条器类型分析后，最终确定设计 ∅800 圈条器 ，圈绕方式为异向大圈条。 行星式圈条器的机构 (1） 传动系统 ： 动力由梳棉机的大压辊输入，经立柱内一对圆 锥齿轮变换方向，然后再经二 齿 差减速器分别传动圈条部件中的上齿轮和下齿轮，使圈条盘进行自转和圈条盘座架相当于传统圈条器结构中的底盘的公转，形成周转轮系的卷绕运动。 (2） 立柱 ： 采用钢管结构，管体除作立轴支承外，还可以与整个立柱部件一起与相对于其上的减速部件、圈条部件及其下部的棉条筒作左右一定范围内的转动，以适应各类左、右手梳棉机，灵活配置。 管内圆锥齿轮，除作动力传递外，还可根据本圈条器安装在梳棉机的左侧或右侧，而只要将该圆锥齿轮按实际 位置安装，以保证圈条器上部 (俯视 )有自转和公转均为逆时针的回转运动。 (3） 减速装置 ： 采用两齿差行星减速器。 (4） 圈条装置 ： 无斜管 (与传统结构不同 )，棉条经引向导轮，公转张力补偿导轮，自转张力补偿导圈，再通过装于输出小压辊上部的喇叭头，然后由输出小压辊直接输入棉条筒。 输出小压辊为积极传动并附设加压机构。 圈绕运动 (公转与自转 )由行星轮系与定轴轮系进行传动，圈条器上部有三个旋转支承部分，采用钢丝与钢珠组成的钢丝跑道结构，钢丝直径为 3 毫米，钢珠直径为 8 毫米，并配有滚珠保持圈。 （ 5） 导条张力补偿装置 ： 分别采用导 轮与导圈作公转与自转的补偿。 （ 6） 棉条筒定位装置 ： 采用三点接触，并借助弹簧片自然定位。 （ 7） 断头自停装置 ： 采用光电感应控制梳棉机道夫自停，慢速生头时光电不起作用。 （ 8） 圈条器底板 ： 底板为承受条筒、立柱和支承之用，使整个圈条器连成整体，若不用底板 (即不挖底盘坑式 )亦可就地装用。 （ 9） 圈条器转动副 ： ∅800 行星式圈条器采用钢丝跑道式轴承作为转动副。 西安工程大学本科毕业设计（论文） 17 行星式圈条器传动系统简介 Z1= 2 0TZ 2 = 2 4TZ3= 2 8TZ4= 3 2TZ5= 3 5TZ6= 2 5TZ7= 1 0 6TZ8= 1 6TZ9= 1 4 5TZP= ( 3 0T. 3 1T. 3 2T)大压辊 ? 72Z14= 2 0TZ13= 4 7TZW= ( 2 8T. 3 2T. 3 4T)ZV= ( 3 9T. 4 0T. 4 1T)ZQ= 1 7 6TZM= 2 4 3TZK= ( 8 0T. 8 1T. 8 2T)Z11= 4 0TZ12= 1 6T25T2。