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基本信息
- 項目名稱：
- 經(jīng)編機成圈運動裝置的設(shè)計
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品通過研究經(jīng)編成圈工藝，分析出成圈機構(gòu)的類型屬于多自由度速度軌跡機構(gòu)，研究了這類機構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型、運動分析及機構(gòu)尺度綜合理論和設(shè)計方法?，F(xiàn)已具體應(yīng)用到常州市潤源經(jīng)編運用工程技術(shù)研究中心有限公司43/1型高速經(jīng)編機的研發(fā)上，機器運轉(zhuǎn)良好，最高轉(zhuǎn)速達(dá)到700轉(zhuǎn)/分，為國內(nèi)同類機型的最高轉(zhuǎn)速，得到同行的高度評價，填補了國內(nèi)在經(jīng)編機研究領(lǐng)域的空白。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)編機已由傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品成為光機電結(jié)合的具有很高技術(shù)含量的機電產(chǎn)品，附加值較高。但是，國內(nèi)生產(chǎn)的經(jīng)編機與國外同類產(chǎn)品在性能和價格上都存在著較大差距。分析其原因，一是經(jīng)編機的運動比較復(fù)雜，相應(yīng)實現(xiàn)機構(gòu)的設(shè)計比較困難，二是運動準(zhǔn)確性要求高，特別是高速經(jīng)編機，設(shè)計和制造水平都提出了較高的技術(shù)要求。德國Karl Mayer公司在世界經(jīng)編機的研制和生產(chǎn)方面占主導(dǎo)地位，其產(chǎn)品在世界上占到85%以上。在九十年代之前國內(nèi)經(jīng)編機的使用主要依靠進(jìn)口，隨著中國作為世界紡織品主要生產(chǎn)基地的建立，中國也就成為了世界經(jīng)編機使用的主要市場。近幾年，國內(nèi)經(jīng)編機生產(chǎn)得到較大發(fā)展，但主要是靠測繪和模仿國外產(chǎn)品為主，沒有形成自我研發(fā)能力和具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)及產(chǎn)品。而外國公司一般都對自己的產(chǎn)品進(jìn)行了專利保護(hù)，因此，國內(nèi)廠家常因為仿制而侵犯專利權(quán)成為被告。另一方面，由于是仿制，所以，影響到機器的性能，比如，成圈機構(gòu)中的凸輪的制造只能靠模加工，而靠模加工則很難很控制其加工的精度，特別是對于內(nèi)外緣共軛凸輪的加工更是如此。 基于上述原因，本作品結(jié)合國內(nèi)經(jīng)編機的主要生產(chǎn)企業(yè)開展經(jīng)編機成圈運動機理分析、實現(xiàn)機構(gòu)優(yōu)化選型和機構(gòu)尺度綜合，探索出一整套經(jīng)編機成圈運動機構(gòu)的分析和設(shè)計理論與方法，形成自主研發(fā)能力，當(dāng)編織的品種和花色改變時，可以自主研發(fā)出新的機型以滿足需要，徹底擺脫依靠國外產(chǎn)品進(jìn)行測繪仿制的發(fā)展模式，在消化吸收的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，研發(fā)出具有自主專利技術(shù)、自主知識產(chǎn)權(quán)的成圈運動裝置，進(jìn)一步提升國內(nèi)經(jīng)編機的設(shè)計技術(shù)水平。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計、發(fā)明的目的 通過經(jīng)編機成圈運動機理分析、實現(xiàn)機構(gòu)優(yōu)化選型和機構(gòu)尺度綜合，探索出一整套經(jīng)編機成圈運動機構(gòu)的設(shè)計理論與方法，形成自主研發(fā)。 作品設(shè)計的基本思路 設(shè)計成圈運動裝置時，分別設(shè)計滿足槽針（針芯）擺動運動要求、槽針上下運動要求和針芯相對槽針運動要求的三組機構(gòu)，構(gòu)成經(jīng)編機的成圈裝置。 作品的創(chuàng)新點 1. 將經(jīng)編機成圈運動的槽針和針芯的運動分解為擺動、槽針上下運動和針芯相對槽針的運動三個運動，簡化了設(shè)計方法和過程。 2. 探索出多自由度軌跡機構(gòu)尺度綜合理論與方法。根據(jù)槽針針尖、針芯針尖的逆解求出凸輪輪廓線。 3. 通過三維軟件SOLIDWORKS裝配出經(jīng)編機成圈運動裝置，生成槽針針尖的運動軌跡，檢查針芯與槽針的配合情況。 作品的技術(shù)關(guān)鍵 1. 成圈運動機構(gòu)的型選擇和尺度綜合。為了滿足槽針和針芯的運動要求，型選擇的結(jié)果為連桿凸輪組合機構(gòu)，連桿機構(gòu)各部分的結(jié)構(gòu)尺度與槽針針尖的運動軌跡及針芯與槽針之間的相對運動有關(guān)，應(yīng)根據(jù)它們之間的關(guān)系綜合出連桿機構(gòu)部分的尺度。 2. 凸輪機構(gòu)的設(shè)計。利用離散值坐標(biāo)表示運動軌跡要求上任意一點的位置，分析與凸輪輪廓線位置（點坐標(biāo)）之間的對應(yīng)關(guān)系，從而設(shè)計出凸輪輪廓線。 作品的主要技術(shù)指標(biāo) 1.偏心輪、槽針凸輪和針芯凸輪三者之間有相位要求，分別是：偏心輪和槽針凸輪29.4度 ，偏心輪和針芯凸輪15度。 2. 機器幅寬134”，槽針機號E24，主軸最大轉(zhuǎn)速700轉(zhuǎn)/分。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 對于平面連桿機構(gòu)，由于連桿平面上不同點產(chǎn)生的連桿曲線的形狀及其豐富，當(dāng)需要實現(xiàn)某種軌跡要求時，從大量的已有曲線中找到一條合適的軌跡線并不是一件容易的事情。為了解決這一問題，產(chǎn)生了各種軌跡機構(gòu)的尺度綜合方法。利用計算機提取軌跡線的特征參數(shù) 進(jìn)行軌跡機構(gòu)綜合，不僅提高了效率，而且，可以排除人為因素，避免了圖譜法的缺點，是一種行之有效的方法。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無。
作品所處階段
- 生產(chǎn)階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 研究成果已在常州市潤源經(jīng)編運用工程技術(shù)研究中心有限公司實施，已產(chǎn)品化，不轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 圖片。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 作品的技術(shù)特點和優(yōu)勢 1. 為滿足經(jīng)編機成圈運動要求，機構(gòu)盡可能為低副結(jié)構(gòu)，組成簡單成本低，只在主動部分有凸輪高副實行成圈運動要求復(fù)雜的特點。 2．首次提出速度軌跡的概念，利用兩自由度平面連桿機構(gòu)實行槽針針尖的運動軌跡形狀要求，利用凸輪機構(gòu)實行軌跡的運動速度要求。 3．對多自由度平面連桿凸輪組合機構(gòu)從理論上研究出尺度綜合方法并應(yīng)用于經(jīng)編機成圈運動機構(gòu)的設(shè)計實踐，實際機器運轉(zhuǎn)結(jié)果表明，方法可行正確，填補了國內(nèi)機構(gòu)學(xué)研究和經(jīng)編機設(shè)計領(lǐng)域的空白。 4．按照該方法研制的43/1型高速經(jīng)編機，最高轉(zhuǎn)速達(dá)700轉(zhuǎn)/分，在國內(nèi)同機型中為最高轉(zhuǎn)速。 推廣前景的技術(shù)性說明及市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測 本作品的研究成果于2010年應(yīng)用于常州市潤源經(jīng)編運用工程技術(shù)研究中心有限公司43/1型高速經(jīng)編機的研制，2010年7月份樣機參加了上海國際紡織展覽會得到了一致好評。2010年8月份該機型正式投入生產(chǎn)，至今已累計銷售10多臺，產(chǎn)值2000多萬元。
同類課題研究水平概述
- 德國Karl Mayer公司在經(jīng)編機研發(fā)和生產(chǎn)方面處于世界領(lǐng)先位置，其產(chǎn)品市場占有率達(dá)到60%以上，壟斷了高速、高檔經(jīng)編機的研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)，國內(nèi)經(jīng)編機生產(chǎn)廠家主要模仿該公司的產(chǎn)品和技術(shù)。通過不斷努力，國內(nèi)經(jīng)編機的生產(chǎn)水平與國外產(chǎn)品的差距不斷縮小，但仍有一定差距，具體體現(xiàn)在，速度只有國外同類產(chǎn)品的三分之二左右，產(chǎn)品的價格只有國外同類產(chǎn)品的一半左右。為了追趕國外產(chǎn)品的技術(shù)水平，提高我們自己經(jīng)編機的速度和檔次，本項目擬通過新型成圈裝置，提升經(jīng)編機的速度和對花型的適應(yīng)性，通過創(chuàng)新，研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成圈裝置和經(jīng)編機，走自主開發(fā)的發(fā)展路子。 Karl Mayer公司各種型號的產(chǎn)品，其成圈裝置一直保持使用了機械式多連桿機構(gòu)，共軛凸輪或偏心連桿機構(gòu)驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。 經(jīng)緯紡機常德紡織機械有限公司在國內(nèi)經(jīng)編機生產(chǎn)方面處于領(lǐng)先位置，但也主要模仿國外產(chǎn)品，最近開發(fā)的KS3B-180型特里科經(jīng)編機，速度達(dá)1800 r/min，但該產(chǎn)品的成圈裝置仍然沿用了機械式多連桿機構(gòu)，共軛凸輪機構(gòu)驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。 本作品在研究過程中與常州市相關(guān)經(jīng)編機廠家進(jìn)行合作，開展了現(xiàn)代高速經(jīng)編機成圈裝置的研究，從2009年開始課題“43/1型經(jīng)編機槽針針芯運動凸輪連桿機構(gòu)設(shè)計”，至今已開展了7項這方面的橫向課題的研究工作。本作品的研究方法和成果已具體應(yīng)用到常州市潤源經(jīng)編運用工程技術(shù)研究中心有限公司43/1型高速經(jīng)編機的研發(fā)上，機器運轉(zhuǎn)良好，最高轉(zhuǎn)速達(dá)到700轉(zhuǎn)/分，為國內(nèi)同類機型的最高轉(zhuǎn)速，該機型在2010年上海國際紡織展覽會上引起轟動，得到同行的高度評價。本作品的研究成果在國際上處于先進(jìn)水平，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平，填補了國內(nèi)在經(jīng)編機研究領(lǐng)域的空白。
