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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 經(jīng)編機(jī)成圈運(yùn)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品通過(guò)研究經(jīng)編成圈工藝，分析出成圈機(jī)構(gòu)的類型屬于多自由度速度軌跡機(jī)構(gòu)，研究了這類機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型、運(yùn)動(dòng)分析及機(jī)構(gòu)尺度綜合理論和設(shè)計(jì)方法?，F(xiàn)已具體應(yīng)用到常州市潤(rùn)源經(jīng)編運(yùn)用工程技術(shù)研究中心有限公司43/1型高速經(jīng)編機(jī)的研發(fā)上，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)良好，最高轉(zhuǎn)速達(dá)到700轉(zhuǎn)/分，為國(guó)內(nèi)同類機(jī)型的最高轉(zhuǎn)速，得到同行的高度評(píng)價(jià)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在經(jīng)編機(jī)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(jī)已由傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品成為光機(jī)電結(jié)合的具有很高技術(shù)含量的機(jī)電產(chǎn)品，附加值較高。但是，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的經(jīng)編機(jī)與國(guó)外同類產(chǎn)品在性能和價(jià)格上都存在著較大差距。分析其原因，一是經(jīng)編機(jī)的運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，相應(yīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)比較困難，二是運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性要求高，特別是高速經(jīng)編機(jī)，設(shè)計(jì)和制造水平都提出了較高的技術(shù)要求。德國(guó)Karl Mayer公司在世界經(jīng)編機(jī)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(guó)內(nèi)經(jīng)編機(jī)的使用主要依靠進(jìn)口，隨著中國(guó)作為世界紡織品主要生產(chǎn)基地的建立，中國(guó)也就成為了世界經(jīng)編機(jī)使用的主要市場(chǎng)。近幾年，國(guó)內(nèi)經(jīng)編機(jī)生產(chǎn)得到較大發(fā)展，但主要是靠測(cè)繪和模仿國(guó)外產(chǎn)品為主，沒(méi)有形成自我研發(fā)能力和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)及產(chǎn)品。而外國(guó)公司一般都對(duì)自己的產(chǎn)品進(jìn)行了專利保護(hù)，因此，國(guó)內(nèi)廠家常因?yàn)榉轮贫址笇＠麢?quán)成為被告。另一方面，由于是仿制，所以，影響到機(jī)器的性能，比如，成圈機(jī)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(duì)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(guó)內(nèi)經(jīng)編機(jī)的主要生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)展經(jīng)編機(jī)成圈運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析、實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)優(yōu)化選型和機(jī)構(gòu)尺度綜合，探索出一整套經(jīng)編機(jī)成圈運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)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(shí)，可以自主研發(fā)出新的機(jī)型以滿足需要，徹底擺脫依靠國(guó)外產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)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(shí)產(chǎn)權(quán)的成圈運(yùn)動(dòng)裝置，進(jìn)一步提升國(guó)內(nèi)經(jīng)編機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)水平。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的 通過(guò)經(jīng)編機(jī)成圈運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析、實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)優(yōu)化選型和機(jī)構(gòu)尺度綜合，探索出一整套經(jīng)編機(jī)成圈運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論與方法，形成自主研發(fā)。 作品設(shè)計(jì)的基本思路 設(shè)計(jì)成圈運(yùn)動(dòng)裝置時(shí)，分別設(shè)計(jì)滿足槽針（針芯）擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)要求、槽針上下運(yùn)動(dòng)要求和針芯相對(duì)槽針運(yùn)動(dòng)要求的三組機(jī)構(gòu)，構(gòu)成經(jīng)編機(jī)的成圈裝置。 作品的創(chuàng)新點(diǎn) 1. 將經(jīng)編機(jī)成圈運(yùn)動(dòng)的槽針和針芯的運(yùn)動(dòng)分解為擺動(dòng)、槽針上下運(yùn)動(dòng)和針芯相對(duì)槽針的運(yùn)動(dòng)三個(gè)運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)方法和過(guò)程。 2. 探索出多自由度軌跡機(jī)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(guò)三維軟件SOLIDWORKS裝配出經(jīng)編機(jī)成圈運(yùn)動(dòng)裝置，生成槽針針尖的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的型選擇和尺度綜合。為了滿足槽針和針芯的運(yùn)動(dòng)要求，型選擇的結(jié)果為連桿凸輪組合機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)各部分的結(jié)構(gòu)尺度與槽針針尖的運(yùn)動(dòng)軌跡及針芯與槽針之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)有關(guān)，應(yīng)根據(jù)它們之間的關(guān)系綜合出連桿機(jī)構(gòu)部分的尺度。 2. 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。利用離散值坐標(biāo)表示運(yùn)動(dòng)軌跡要求上任意一點(diǎn)的位置，分析與凸輪輪廓線位置（點(diǎn)坐標(biāo)）之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而設(shè)計(jì)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(jī)器幅寬134”，槽針機(jī)號(hào)E24，主軸最大轉(zhuǎn)速700轉(zhuǎn)/分。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 對(duì)于平面連桿機(jī)構(gòu)，由于連桿平面上不同點(diǎn)產(chǎn)生的連桿曲線的形狀及其豐富，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)某種軌跡要求時(shí)，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(wèn)題，產(chǎn)生了各種軌跡機(jī)構(gòu)的尺度綜合方法。利用計(jì)算機(jī)提取軌跡線的特征參數(shù) 進(jìn)行軌跡機(jī)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(diǎn)，是一種行之有效的方法。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)。
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(rùn)源經(jīng)編運(yùn)用工程技術(shù)研究中心有限公司實(shí)施，已產(chǎn)品化，不轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 圖片。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 作品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 1. 為滿足經(jīng)編機(jī)成圈運(yùn)動(dòng)要求，機(jī)構(gòu)盡可能為低副結(jié)構(gòu)，組成簡(jiǎn)單成本低，只在主動(dòng)部分有凸輪高副實(shí)行成圈運(yùn)動(dòng)要求復(fù)雜的特點(diǎn)。 2．首次提出速度軌跡的概念，利用兩自由度平面連桿機(jī)構(gòu)實(shí)行槽針針尖的運(yùn)動(dòng)軌跡形狀要求，利用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)行軌跡的運(yùn)動(dòng)速度要求。 3．對(duì)多自由度平面連桿凸輪組合機(jī)構(gòu)從理論上研究出尺度綜合方法并應(yīng)用于經(jīng)編機(jī)成圈運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，實(shí)際機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果表明，方法可行正確，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)學(xué)研究和經(jīng)編機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的空白。 4．按照該方法研制的43/1型高速經(jīng)編機(jī)，最高轉(zhuǎn)速達(dá)700轉(zhuǎn)/分，在國(guó)內(nèi)同機(jī)型中為最高轉(zhuǎn)速。 推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明及市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) 本作品的研究成果于2010年應(yīng)用于常州市潤(rùn)源經(jīng)編運(yùn)用工程技術(shù)研究中心有限公司43/1型高速經(jīng)編機(jī)的研制，2010年7月份樣機(jī)參加了上海國(guó)際紡織展覽會(huì)得到了一致好評(píng)。2010年8月份該機(jī)型正式投入生產(chǎn)，至今已累計(jì)銷售10多臺(tái)，產(chǎn)值2000多萬(wàn)元。
同類課題研究水平概述
- 德國(guó)Karl Mayer公司在經(jīng)編機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)方面處于世界領(lǐng)先位置，其產(chǎn)品市場(chǎng)占有率達(dá)到60%以上，壟斷了高速、高檔經(jīng)編機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)經(jīng)編機(jī)生產(chǎn)廠家主要模仿該公司的產(chǎn)品和技術(shù)。通過(guò)不斷努力，國(guó)內(nèi)經(jīng)編機(jī)的生產(chǎn)水平與國(guó)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(guó)外同類產(chǎn)品的三分之二左右，產(chǎn)品的價(jià)格只有國(guó)外同類產(chǎn)品的一半左右。為了追趕國(guó)外產(chǎn)品的技術(shù)水平，提高我們自己經(jīng)編機(jī)的速度和檔次，本項(xiàng)目擬通過(guò)新型成圈裝置，提升經(jīng)編機(jī)的速度和對(duì)花型的適應(yīng)性，通過(guò)創(chuàng)新，研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成圈裝置和經(jīng)編機(jī)，走自主開(kāi)發(fā)的發(fā)展路子。 Karl Mayer公司各種型號(hào)的產(chǎn)品，其成圈裝置一直保持使用了機(jī)械式多連桿機(jī)構(gòu)，共軛凸輪或偏心連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。 經(jīng)緯紡機(jī)常德紡織機(jī)械有限公司在國(guó)內(nèi)經(jīng)編機(jī)生產(chǎn)方面處于領(lǐng)先位置，但也主要模仿國(guó)外產(chǎn)品，最近開(kāi)發(fā)的KS3B-180型特里科經(jīng)編機(jī)，速度達(dá)1800 r/min，但該產(chǎn)品的成圈裝置仍然沿用了機(jī)械式多連桿機(jī)構(gòu)，共軛凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。 本作品在研究過(guò)程中與常州市相關(guān)經(jīng)編機(jī)廠家進(jìn)行合作，開(kāi)展了現(xiàn)代高速經(jīng)編機(jī)成圈裝置的研究，從2009年開(kāi)始課題“43/1型經(jīng)編機(jī)槽針針芯運(yùn)動(dòng)凸輪連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)”，至今已開(kāi)展了7項(xiàng)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(rùn)源經(jīng)編運(yùn)用工程技術(shù)研究中心有限公司43/1型高速經(jīng)編機(jī)的研發(fā)上，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)良好，最高轉(zhuǎn)速達(dá)到700轉(zhuǎn)/分，為國(guó)內(nèi)同類機(jī)型的最高轉(zhuǎn)速，該機(jī)型在2010年上海國(guó)際紡織展覽會(huì)上引起轟動(dòng)，得到同行的高度評(píng)價(jià)。本作品的研究成果在國(guó)際上處于先進(jìn)水平，在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在經(jīng)編機(jī)研究領(lǐng)域的空白。
