新型专用磨合三角装置的设计

孔祥金，徐 斌，李武朝，张 斌

（1.嘉兴职业技术学院 纺织与艺术设计学院，嘉兴 314036；2.飞虎科技有限公司，桐乡 314502；3.嘉兴职业技术学院 机电与汽车学院，嘉兴 314036）

0 引言

电脑横机是针织类服装的主要生产设备，适合棉、毛、麻、丝、羊绒等各种化纤、混纺纱线的编织，由于其生产效率高且能生产较复杂工艺的时尚产品，在我国的服装生产领域拥有较高的市场占有率。电脑横机的发展经历了手摇横机—电动横机—半电脑横机—全电脑横机四个阶段[1]，电脑横机以其高效的生产效率及卓越的产出品质得到众多毛衫针织企业的追捧，并成为毛织企业转型升级过程中的关键设备。三角是电脑横机中对整机的动力学性能及加工质量有重要影响的零部件[2]，三角装置的结构形态及与织针和插片的磨合状况直接影响着电脑横机的成衣质量与效率[3,4]。目前，国内外不少学者对三角机构的设计和参数进行了研究。景建桥等[2]讨论了三角形态的优化及动力参数的设置。MAYER K[5]提出了优化三角装置参数的一些方法与技巧。余剑等[6]通过对编织效率影响因素的研究得出电脑横机磨合程度尤其是三角结构的磨合好坏对是影响编织效率的重要影响因素。谢焕等[7]对三角系统的故障进行了分析，指出了三角系统间配合不当是引起电脑横机故障的主要因素之一。上述学者针对现有电脑横机三角系统的形态、参数及磨合状况做了详细阐述和探讨，但针对专用三角磨合装置的设计开发目前却尚无研究。本项目通过对现有三角结构的分析和磨合过程的研究针对性地开发出一套专用的磨合三角装置，从根本上解决了三角系统磨合问题，项目填补了行业空白。

1 专用磨合三角装置的结构设计

1.1 项目实施目标

电脑横机针床上的插片和织针安装好后，必须让他们进行充分的磨合[8]，同时还需要进行定期加油等日常维护。采用现有普通三角底板进行磨合，磨合速度慢（普通三角底板磨合约需7天甚至更多的时间），积屑清除困难，降低了工作效率，提高了磨合成本。

本项目研究开发一种更优的电脑横机织针、插片、磨针三角的磨合装置，旨在提升织针和插片的磨合精度和效率，经过专用磨合三角装置磨合后的织针、插片及磨针三角性能明显改善，大大降低了新机的磨合期，提升了电脑横机的生产性能及织物的编织质量[9]，从而提高电脑横机的品质及附加值。

1.2 技术路线

项目的技术要求是要解决插片和织针安装好后，三角系统磨合速度慢和工作效率低的技术问题，降低磨合成本，提升磨合精度。

项目的技术方案是：在原电脑横机普通三角底板的基础上，增加润滑通道和磨合部件，通过结构的改造和重新设计，使之布局合理，磨合便捷，形成一套完整的专用磨合三角装置。

1.3 主体结构

如图1所示为这种新型专用的磨合三角装置的结构示意图，其特征主要包括1）三角底板；2）磨合三角；3）润滑系统三大结构单元。

三角底板是放置磨合三角的母板，对磨合三角起支撑和定位的作用。

磨合三角包括上下两排，上面一排称为上护三角，下面一排称为下护三角，其中，上护三角又分为第一上护三角和第二上护三角，下护三角又分为第一下护三角和第二下护三角，每排磨合三角的总数量不应少于四片。图1所示上护三角包括三片第一上护三角、两片第二上护三角，下护三角包括四片第一下护三角、二片第二下护三角。上护三角安装于三角底板1的上排位置，两片第二上护三角安置在两端，三片第一上护三角依次安置在中间。第一上护三角的一条外边贴于第一下护三角的外边上，另一条外边贴于相邻另一个第一下护三角的外边上；第二上护三角的一条边贴于第二下护三角上，另一条边贴于第一下护三角上。下护三角安装于三角底板1的下排位置，两片第二下护三角安置在两端，四片第一下护三角依次安置在中间。第一下护三角的一条外边贴于第一上护三角的外边上，另一条外边贴于相邻另一个第一上护三角的外边上；第二下护三角的边贴于第二上护三角上。

润滑系统包括上下的润滑油进出口及润滑通路。图1所示在第一上护三角和第二上护三角之间的接合处有润滑油进口；第一下护三角和第二下护三角之间的接合处有润滑油出口。同时，各第一上护三角相互之间的接合处也有润滑油进口，各第一下护三角相互之间的接合处也有润滑油出口。由依次的上护三角和下护三角所围成的曲线管道就构成了整个磨合三角的润滑通路，通过润滑油进出口形成完整连续的润滑系统。

图1 结构示意图

2 专用磨合三角装置的工作原理

2.1 工作机理分析

如图2所示为该专用磨合三角装置的主要工作机理及特点。其工作机理主要有：1）通过优化磨合三角的结构和设置，使得其单次磨合行程的磨合次数增加；2）通过增加润滑系统，便于及时清理磨合铁屑及杂质，降低了磨合热量的集中，最大程度上避免了磨合热变形的发生；3）该装置可靠简单，投入成本小，维护成本低，经济效益明显。

2.2 工作过程分析

如图3所示为该系统工作时所应包括的部件，其结构主要由油箱、机头、磨针三角和机座（含导轨座及其导轨、针板座及其针板）四部分组成。

磨针三角分别放置于电脑横机机头左右两侧，称为左磨针三角和右磨针三角，左磨针三角下面为左针板（第一针板）上的织针和插片，右磨针三角下面为右针板（第二针板）上的织针和插片；油箱放置于机头上部，油箱通过油管经节流阀分别连接到左磨针三角和右磨针三角。

图2 工作机理示意图

以左磨针三角为例，工作时，为了达到润滑和清洗的效果，油箱里必须注入润滑油和清洗油的混合液，通过油管经过节流阀调节流量后进入左磨针三角，浸润三角和针板。当传动机构运转并带动机头及左磨针三角沿着导轨进行左右直线移动时，左磨针三角推动针板里的织针沿着插片和轨道做上下的磨合运动。当机头从右往左运动时，织针相对于三角底板从左往右运动，同时经过下护三角的推动往上移动，进入由上护三角和下护三角所围成的曲线形区域内，上下运动。这样，在一次磨合三角进程内有四个上下系统，磨合效率明显提高。润滑油和清洗油的混合液流入针板和三角内，既可以润滑三角和插片也冲洗掉了摩擦所产生的热量、铁屑和杂物等，清洗了针板，磨合了织针和插片，又减少了织针变形，最后废油经过集中后流出。

3 特点分析

本实用新型为一种横机磨针三角装置，包括三角底板和设于三角底板上的三角。相比国内电脑横机企业多采用的普通三角底板进行磨合的方式，本实用新型具有磨合速度快，工作效率高，维护成本低，积屑清除容易的特点。

本实用新型结构上的优点主要体现在：1）一次进程可作四个上下行程，磨合速度快，工作效率高；2）维护方便，维护成本低，三角磨损后更换方便；3）润滑效果好；4）润滑油从进口入到出口出，使积屑清除容易。

图3 工作过程示意图

目前，该装置已经成功应用于某电脑横机生产企业，并申请了专利[10]。实践表明，使用本装置以后，织针和插片的磨合质量比原来提高一级（从2～3级提高至3～4级），织针和插片的磨合速度大幅提升，从原来的约一周左右缩短至24小时左右；磨针三角的磨合速度从原来的7天左右缩短至现在的1天左右；提升了电脑横机整机的生产效率，预计节约成本2%左右。由于磨合质量的提升，可延长机器的使用寿命10%左右，减少了织针和插片的摩损，可节约使用成本5%左右，还可提高机器的运行速度，使生产效率提高5%～8%左右，产生了显著的经济效应。

4 结束语

随着我国针织产业的迅速发展，电脑横机的升级改造刻不容缓[11]，电脑横机专用磨合三角装置的设计填补了本类产品的空白，促进了电脑横机生产的可持续发展，电脑横机生产加工企业及销售企业都将受益匪浅。该设计大大简化了电脑横机使用前的准备工作，节省了时间，提高了加工质量和精度。由于织针和三角的磨合精度直接影响着针织物的成衣质量及生产效率，项目的成功实施也将有力带动针织产业的整体技术升级，进一步提升电脑横机在毛衫业市场竞争力，推动传统纺织产业的可持续发展与升级。

本实用新型可迅速应用于公司的生产，产业化和推广应用前景广阔。项目的应用推广将大幅度提高电脑横机织针和三角的磨合质量和效率，增加电脑横机的附加值及企业的经济效益，具有十分巨大的社会及经济效益。

[1]宋广礼.电脑横机实用手册[M].北京: 中国纺织出版社,2010.

[2]景建桥, 马晓建.横机三角动力学特性分析及优化设计[J].针织工业, 2006, 206(03): 15-18.

[3]宋广礼.成形针织产品设计与生产[M].北京: 中国纺织出版社, 2006.

[4]杨荣贤.横机羊毛衫生产工艺设计[M].北京: 中国纺织出版社, 2008.

[5]MAYER K.Textile maschinen fabrik GmbH.Rising above the conventional[J].Kettenwirk Praxis, 2003 (3):3-5.

[6]余剑, 陈莉.电脑横机编织效率的影响因素[J].毛纺科技, 2011, 39(04): 39-41.

[7]谢焕, 朱文俊.电脑横机三角系统的调试及故障分析[J].上海毛麻科技, 2011, 86(03): 6-9.

[8]李日东, 杨柳.国产电脑横机编织过程及常见故障分析[J].纺织导报, 2009, 783(02): 68-71.

[9]雷杰, 朱文俊, 臧衍乐.国产电脑横机选针过程分析及常见故障排除[J].针织工业, 2010, 261(10): 14-16.

[10]鲁献荣, 徐斌.横机磨针三角装置[P].中国专利:CN201942849U, 2011-08-24.

[11]王红凯.基于ARM的嵌入式横机硬件系统设计[J].制造业自动化, 2007, 29(11): 52-55.