织机凸轮开口机构的设计

张立强

（天津工业大学机械电子学院，天津300160）

喷气织机的发展，是新型织机发展的一个巅峰，对片梭织机、剑杆织机及喷水织机的发展有着巨大的刺激作用，促进了新型织机的发展，使各种新型织机之间展开了激烈的竞争，于是提高了新型织机的整体性能，使新型织机的发展前进了一大步。

1 剑杆织机中的组合凸轮开口机构

组合凸轮开口机构，在织机中有两种安排方式，即内侧式和外侧式。

内侧式的特点，是开口机构安装在织机内部。其优点是把运动从凸轮传到综框所需的连杆数较少，而缺点是维修和安装时接近机构困难，而且机构的尺寸也不宜过大，凸轮的数目也不能太多，因为内侧式开口机构安装在下轴与经轴之间的顶轴内。

外侧式凸轮开口机构是安装在织机的外侧，其优点是安装、调节、维修都相当方便，适应织物品种多，凸轮数目可以较多，且在高速运转时凸轮磨损少。

因此，采用外侧式机构时，凸轮的轮廓、基圆的半径可以适量增大，从而降低压力角；机器无上梁，可以避免由于传统吊综装置润滑时造成的油污疵布，更换织物品种也相当方便。

外侧式开口机构有两种回综方式：一种是积极式开口机构，另一种是消极式开口机构。

积极式开口机构，是由刚性杆连接，利用共轭凸轮来控制综框的回综，但这种机构的体积较大，共轭凸轮的制造相当复杂，所以此次设计笔者采用了消极式开口机构。

消极式开口机构是采用提综和回综相分开。提综时，提综绳与开口机构连接，利用凸轮开口机构来提综；利用弹簧装置来回综，回综的综绳与弹簧机构连接，利用弹簧的回复力来回综。

凸轮驱动综框下降，回综弹簧驱动综框上升，这种回综装置由于回综力的存在，使转子与凸轮时刻接触，这样可以使综框运动平稳。采用外侧式开口机构，综框可用十片综，其中两片控制边组织，是平纹组织，另外八片地组织可以用来织平纹、斜纹、缎纹等多种组织，及其他复杂组织。

2 方案分析与确定

开口机构的作用，是根据织物组织图上经纱与纬纱相互交织的变化规律，来控制织造循环、传动综框，使其按照一定的顺序带动经纱，将经纱分为上、下两层，形成可供引纬器穿行的梭口通道。

在凸轮开口机构中，凸轮是其重要部件。经纱在开口过程中的运动规律和升降变换，由凸轮来决定。组合凸轮开口机构的设计目的，是适应JWG型新型织机高速运转的需要，增加了织物的花色品种，提高了产品在市场上的竞争能力。同时，组合凸轮开口机构为花色品种的更换带来了很大方便。

2.1 传动方案的分析与确定

（1）开口机构设计的几种方案及比较。

方案1（如图1）——这种传动的特点是：织机外侧布置，地组织凸轮与边组织凸轮分别装于两根轴上，结构紧凑，路线简单明了。

图1 传动方案1

方案2（如图2）——这种传动方案的特点是：织机外侧布置，地组织凸轮和边组织凸轮在同一根轴上，但是边组织凸轮和地组织凸轮的传动时分开的。它们分别靠用螺钉与本身固结在一起的齿轮Z5和Z4来传动。这样就更容易分开确定地组织凸轮与边组织凸轮的转速，同时调节开口时间也变得很容易。这样配置，使结构紧凑，从而使踏综杆的结构紧凑，而且减少了特殊零件的出现，降低了机器的成本。

图2 传动方案2

（2）方案比较。

方案1——开口凸轮装在织机外侧，传动时电机传动主轴，带动同步齿形带轮，再由齿形带轮通过轴传动Z1，Z1与Z2为一对等齿数的锥形齿轮，于是Z1传给Z2，这样改变了传动方向，传到边凸轮轴A，再通过边凸轮轴上的齿轮Z4，传动地组织轴上的齿轮Z3，带动地组织的凸轮轴，传动地组织凸轮完成提综运动。更换织物组织时，需要更换齿轮Z3和Z4及地组织凸轮，这样就可以与地组织凸轮组成一系列的织物组织，这种结构中，边组织凸轮和地组织凸轮分开，调节开口时间造成一定的困难；而且边组织凸轮靠后，使踏综杆传动复杂。由于箱体布置，变换齿轮和凸轮都需要充分的润滑，可以采用油浴。

方案2——开口凸轮装在织机外侧，传动时电机传动主轴，带动同步齿形带轮，再由齿形带轮通过轴传动Z1，Z1与Z2为一对等齿数的锥形齿轮，于是Z1传给Z2，这样改变了传动方向，传到边凸轮轴A，再通过Z3与Z6分别传动地组织凸轮与边组织凸轮。该方案克服了方案一中调节开口时间困难、踏综杆传动复杂等问题。

综上分析，选择方案2为开口机构的传动方案。2.2 结构方案的分析

通过以上的分析，初步选定了传动方案，但从传动路线中，并不能看出机构是如何提综的。为了能明确这一问题，我们对以下几种结构方案再做分析。

方案1（如图3）——这种结构的特点是：轴A、B、O在同一平面上，这样的结构不紧凑，增大了箱体的体积。

图3 结构方案1

图4 结构方案2

方案2（如图4）——这种结构的特点是：A、B、O轴呈三角形布置，箱体结构紧凑，滑轮装于墙板上。整个箱体的尺寸相对于方案一来说，减小了尺寸，它的结构不仅适用于丰田喷气织机，亦适合其它的织机，比如JWG1724系列织机。

2.3 方案的确定

由以上看，两种方案箱体结构基本相同，所不同之处在于方案1的三轴A、B、O在同一平面内，而方案2的三轴呈三角形布置，从加工角度来考虑，显然方案1比方案2容易加工箱体。由于轴A、B、O的支承座和箱体是一体的，同时铸造出来，基本上是不漏油的。而踏综杆上的提综绳与踏综杆不垂直，并且在提综过程中，随着踏综杆的摆动，夹角在不断变化，这样就造成实际摆动升程值比理论计算的升程值要小，因此误差是不可避免的。

由于轴A、B、O的布置不同，因此方案2要比方案1的箱体体积小，而且从理论分析中看，方案1的误差比方案2的要大。

此外，从比较中可以看出，方案2相对于方案一来说有以下优点：

（1）箱体体积小，运用比较灵活；

（2）滑轮的调节相当方便；

（3）箱体在织机外侧，可以在适当的位置安装，而且可以根据需要进行调整，以满足开口的需要；

（4）占地面积小；

（5）设计合理。

综上分析，应选择结构方案2。

在方案2中，为了安装、拆装和调整的方便，我采用了减速箱体式的箱体结构。所有的轴承支座都是和箱体一体的，防止漏油。上部使用一个防尘罩遮盖，防止灰尘污染油。安装轴承支座时，为了确保安装精度，采用销钉定位。在加工完转轴和踏综杆轴的轴承座时，所留下的工艺孔用一个盖封死，有效地防止漏油，降低成本。齿轮的轴承座与箱体也是一体的，且同时铸出，这样对安装变换齿轮和调节也很方便。

凸轮轴的装配过程比较复杂，首先将边组织齿轮及凸轮装在套筒上，将套筒涂上一层润滑剂，套在凸轮轴上，两侧用轴箍紧死，以防凸轮两端窜动，将凸轮轴装在两侧支座内，用支座盖将其固定在箱体中。

踏综杆上装有轴箍，可以方便调整踏综杆。

铸造箱体时，为了使其简单，防尘罩采用成形铁板。箱体内采用油浴。为了方便换油，在箱体底部开一泄油孔，用螺栓拧紧。

3 结束语

凸轮开口机构是织机中常见的传统三大开口机构（凸轮开口机构、多臂开口机构、提花开口机构）之一，可以应用于各种类型的织机，比如有梭织机、剑杆织机、喷气织机等无梭织机。凸轮开口机构在织机开口机构中，有着举足轻重的地位，不可替代。

本次设计思路着眼于结合回综装置的要求，设计弹簧回综式凸轮开口机构的凸轮箱体机构。在这种凸轮开口机构中，综框下降是受凸轮驱动的，而综框上升则依靠弹簧的恢复力，因此这种属于半积极式消极式凸轮开口机构。在实际生产中，凸轮可灵活运用，如织重平织物可用一般平纹凸轮织制；用2/2斜纹凸轮，改变穿综方法，可以织破斜纹和山形斜纹；又如此种凸轮采用不同穿法，可织制2/2斜纹和2/2方平组织相间的条子织物，代替多臂开口机构。

[1]沈丹峰.ZA205i喷气织机凸轮开口机构分析[J].北京纺织，2005-10，25（5）：39-41.

[2]崔鸿钧.消极式凸轮开口机构回综分析[J].纺织学报，2006，27（8）：32-36.

[3]牛建设.新型织机开口凸轮设计[J].中原工学院学报，2005，（5）：42-45.

[4]贾争现，安宁丽.积极式开口机构中凸轮的设计和制造[J].陕西科技大学学报，2003，21（2）：57-60.

[5]安宁丽，曹巨江.喷气织机中凸轮开口机构的进化设计[J].中国设计与研究，2003，25（2）:44-46.