新型的快速毛高调节和精确毛高测量机构

2022-05-18司朝兵孙杨兴

纺织报告 2022年4期

司朝兵，孙杨兴

（江苏鹰游纺机有限公司，江苏连云港 222062）

剪毛机的支呢架上端点和平刀前端点的直线距离为剪毛高度（以下简称毛高）。根据所剪织物类型和厚度的不同来调节毛高，如果毛高显示不精确，就只能多次调节毛高，通过观察所剪织物的效果来判断毛高是否合适。这种依靠人为观察来确定毛高的方式有很大的随意性，会影响产品的质量，导致产品标准不统一，而且反复试剪毛需要花费很多时间以及浪费许多织物，因此，找到一种快速毛高调节和精确毛高测量机构可提高效率和产品质量，同时还可以节约生产成本。

1 毛高调节的方式

毛高调节理论上可以通过3种方式来实现：第一种是支呢架固定，通过圆刀和平刀做旋转运动来调节毛高（目前大部分剪毛机都是使用这种毛高调节方式）；第二种是圆刀和平刀固定，通过支呢架上下运动来调节毛高；第三种是支呢架、圆刀和平刀都可以通过运动调节毛高。其中，第三种毛高调节方式机构复杂，实现难度较大，因此不做讨论。

2 圆刀和平刀做旋转运动调节毛高机构

（1）圆刀和平刀：要求有较高的硬度，良好的动平衡性、圆度和直线度，贴合锋利的剪口，合适的正压力，良好的表面光洁度和润滑等。圆刀直径常用φ145、φ183，刀条数常用24剪毛效率可用单位长度内受剪次数来衡量。

可见，刀片数越多，效率越高，但一定的刀片间距（20~45 mm）有利于纤维进入剪口和除尘，并减小两刀间的摩擦。直径增大，剪口两刀的相对速度增加，有利于剪切，但两刀间的摩擦加剧。

（2）支呢架：使剪毛的织物运行到达托刀尖端的圆角处能发生急剧的弯曲转折，里外层张力变化使绒毛纤维直立进入刀口，便于定长剪切。要求较高的直线度、与刀口的平行度（可以调节）以及较好的耐磨性。

圆刀支架、圆刀、平刀固定在平刀架上，圆刀支架的前端与毛高调节杆接触，支呢架固定不动，电机带动毛高调节杆上下运动，带动圆刀和平刀围绕平刀架上的一点做旋转运动，实现毛高调节（图1）。

图1 圆刀和平刀做旋转运动调节毛高机械结构

2.1 圆刀和平刀做旋转运动调节毛高计算

在毛高调节杆下端安装直线位移传感器，可以测量毛高调节杆的变化值，通过公式换算可计算出毛高。圆平刀及支呢架位置如图2所示，X为平刀架旋转支点与毛高调节杆的水平距离，X1为平刀架旋转支点与支呢架端点的水平距离；Y1为圆刀架支杆伸出长度，Y2为支呢架上端点与墙板上端面的距离，Y3为平刀架旋转支点与墙板上端面的距离，Y4为平刀架旋转支点与墙板上端面的垂直距离；d为毛高，d1为平刀架旋转支点与平刀前端点的距离，d2为平刀架旋转支点与支呢架上端点的距离，d3为平刀架旋转支点与a点的距离，d4为平刀架旋转支点和毛高调节杆与圆刀架支杆的接触点距离；Φ为平刀前端点、平刀架旋转支点和毛高调节杆与圆刀架支杆的接触点三点形成的夹角，Φ1为平刀前端点、平刀架旋转支点和支呢架上端点三点形成的夹角，Φ2为平刀架旋转支点和毛高调节杆与圆刀架支杆的接触点两点与水平直线形成的夹角，Φ3为平刀架旋转支点和支呢架上端点两点与水平直线形成的夹角。

由图2可知：

图2 圆平刀及支呢架位置关系

2.2 分析与毛高（d）相关的因素

其中，X、X1、Y2、Y5、d1、d3是定值，与现场调试无关，Φ、φ3、d2、d4、Y1、Y4在安装调试后才能确定，理论上在调试后推导出的毛高只与Y3有关，只要测出Y3的数值就可以得出准确的毛高。实际上，根据不同类型的织物和每个公司的操作习惯，Y1与Y4在每次调试中数值都不一样。

Y1、Y4在现场调试后才最终确定，随着Y1和Y4变化，Φ、Φ3、d2的数值也发生了变化。

根据以上的讨论可得到毛高，需要每次调节Y1、Y4后重新输入Y1和Y4的值。这里还是在不考虑加工误差和测量误差的情况下得到了正确的毛高值，操作复杂，且需要专业的操作人员才能操作好，大多数情况下，操作人员在调节Y1和Y4的数值后不会再重新输入，所以得到的毛高有误。

2.3 毛高调节速度

假设毛高调节的速度为V，毛高调节杆的上下运动速度为V1，如式（11）所示：

毛高调节变化量与各相关调节距离有关，变动任何位置都会影响毛高。

3 圆刀和平刀固定，支呢架上下运动调节毛高机构

圆刀支架、圆刀、平刀固定在平刀架上，圆刀支架的前端与支撑架接触，支呢架可垂直上下运动，伺服电机带动丝杆升降机驱动支呢架上下垂直运动，实现毛高调节（图3）。

图3 圆刀和平刀固定，支呢架上下运动调节毛高机构

3.1 分析影响毛高（d）的因素

支撑架是固定在墙板上不动的，在调试好后，平刀前端点与支呢架上端点在一条垂直的直线上。因此，支呢架的移动距离就是毛高的变化值，无论调试后Y1、Y4与其他尺寸的数值是多少，都不影响毛高数值，也不用考虑加工的误差。由于支呢架是在上方，丝杆和螺母的间隙被消除，丝杆的精度对毛高也没有影响。本研究让伺服电机转动相同的圈数，连续上下运动20次，测得的毛高变化范围在0.01 mm以内，这样的误差对剪毛没有影响。