боевой механизм ткацкого станка

Формула изобретения

Боевой механизм ткацкого станка, содержащий установленный в корпусе дисковый кулачок, роликовые толкатели, кинематически связанные при помощи рычагов и бойка с погонялкой, и зубчатые передачи, отличающийся тем, что в корпусе соосно с кулачком установлен с возможностью вращения стержень, стержень имеет перпендикулярный его оси и жестко установленный палец, а толкатели установлены с возможностью продольного перемещения на пальце, при этом стержень размещен параллельно главному валу ткацкого станка и связан с ним повышающей зубчатой передачей, кулачок выполнен полым, его кулачковая поверхность расположена в полости и охватывает стержень с толкателями, а толкатели имеют возможность контактирования с кулачковой поверхностью, причем боек установлен на стержне с возможностью продольного перемещения и связан шатунами с толкателями, кулачок кинематически связан зубчатой передачей с главным валом станка, передаточное отношение которой меньше передаточного отношения зубчатой передачи к стержню, а кулачковая поверхность в верхней части подъема имеет профиль, обеспечивающий выстой толкателей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к текстильному машиностроению, а именно к ткацким станкам.

Анализ уровня техники свидетельствует о целесообразности создания боевого механизма ткацкого станка с более высоким быстродействием и быстроходностью.

Это достигается тем, что в известное устройство, содержащее корпус, дисковой кулачок с четным числом профилей подъема, роликовые толкатели, имеющие кинематическую связь с бойком и ползуном вводится стержень со штырем, установленным неподвижно в стержне, перпендикулярно его оси, и образующим поступательные кинематические пары с толкателями, а также две зубчатые передачи, одна увеличения частоты вращения стержня и вторая обгонного вращения дискового кулачка при параллельном размещении осей стержня и главного вала ткацкого станка и выполнения профилей дискового кулачка с выстоем в верхней части подъема.

На фиг. 1 показана структурная схема боевого механизма ткацкого станка; на фиг.2 его поперечное сечение по оси штыря стержня; на фиг.3 схема размещения рычагов разгона прокладчика утка, параллельного главному валу ткацкого станка.

Боевой механизм ткацкого станка содержит (см. фиг.1) стержень 1 со штырем 2, установленным неподвижно в стержне 1 перпендикулярно его оси; на стержне 1 концентрично его оси размещаются боек 3 и ползун 4 с кинематической связью при помощи рычагов 5 и 6 с толкателями 7, оснащенными роликами 8, взаимодействующими с рабочими поверхностями дискового кулачка 9, выполненного за одно целое с зубчатым венцом передачи вращения от зубчатого колеса 10 блока зубчатых колес, второе колесо 11 которого передает вращение в паре с зубчатым колесом 12 стержню 1. В полости дискового кулачка 9 могут размещаться рессоры 13 (см. фиг.2), устанавливаемые при помощи фиксаторов 14. Все звенья механизма размещаются в корпусе 15 (см. фиг.1 и 2). Механизм располагается параллельно оси главного вала ткацкого станка (см. фиг.3) со смещением относительного боевого рычага устройства разгона прокладчика утка.

Боевой механизм ткацкого станка работает следующим образом.

Стержень 1 получает вращение от главного вала ткацкого станка с увеличением частоты вращения при помощи зубчатой передачи из колес 11 и 12. При повороте стержня 1 со штырем 2 толкатели 7 перемещаются под действием рабочих поверхностей дискового кулачка 9 к оси стержня 1 и вызывает через рычаги 5 и 6 движение бойка 3 по стержню 1 внутри ползуна 4 и перемещение ползуна по наружной поверхности бойка 3, обоих в противоположные стороны от оси штыря 2. В верхних точках подъема профилей дискового кулачка 9 осуществляется высотой толкателей 7 для установки прокладчика утка при неподвижном боевом рычаге ткацкого станка. После этого при дальнейшем вращении стержня 1 движение толкателей 7 с роликами 8 происходит под действием центробежных сил инерции от оси стержня 1. При этом толкатели 7 через рычаги 5 и 6 перемещают блок 3 и ползун 4 к оси штыря 2. Причем, боек 3 разгоняет боевой рычаг станка для сообщения движения прокладчику утка. Для сохранения частоты ударов боевого механизма равной частоте вращения главного вала ткацкого станка при увеличении частоты вращения стержня 1 зубчатой передачей из колес 11 и 12 осуществляется обгонное вращение дискового кулачка 9 при помощи зубчатого колеса 10 в одном направлении с вращением стержня 1, но с уменьшенной частотой вращения, согласованной с числом подъема профилей дискового кулачка 9.

Рессоры 13 устанавливаются в полости дискового кулачка 9 и закрепляются при помощи фиксаторов 14 только для выполнения настройки ткацкого станка. После нее эти рессоры 13 и фиксаторы 14 демонтируются.

Возможность осуществления работы предлагаемого механизма подтверждается следующими расчетами:

Энергия удара A_уд по прокладчику утка массой m 0,04 кг для получения его средней скорости V 30 мс^-1 составляет в существующем станке

A_уд mV²/2 0,04 30²/2 18 нм.

При частоте вращения стержня 1 равной 600 об/мин или 60 с^-1 находится кинематическая энергия A_к толкателей 7.

где Р_ц центробежная сила, S перемещение толкателей 7;

S R R_o конечное и начальное значение радиусов профилей дискового кулачка 9 для осуществления движения толкателей под действием центробежных сил,

P_ц= m_пр.т²R;

здесь m_пр.т приведенная масса звеньев механизма к толкателям 7, угловая скорость стержня 1, поэтому



При R 0,1 м и R_o 0,09 м для необходимой энергии разгона прокладчика утка равной 18 нм, приведенная масса m_пр.т. к толкателям 7 составляет



Приведенная масса толкателей 7 представляется суммой

m_пр.т= 2m_т+4m_рычV²_рыч/V²_т;

где m_т масса одного толкателя, m_рыч масса одного рычага. При угле наклона рычагов 5 и 6 к оси стержня 1 близком к 45^o радиальная скорость центров масс рычагов равна половине радиальной скорости центров масс толкателей, поэтому приведенная масса толкателей 7 выражается равенством

m_пр.т 2m_т + m_рыч.

Отсюда находится при конструктивно приемлемой массе одного рычага 5 или 6 равной 0,1 кг масса толкателя

m_т 1/2 (m_пр.т m_рыч) 0,5(5-0,1) 2,45 кг.

Для конструктивно приемлемой длине толкателя равной 60 мм, получающейся при R_o 0,09 м 90 мм, и диаметре отверстия d_ш для штыря 2 равного 15 мм определяется наружный диаметр D_нт толкателя из равенства

m_т= (D²_нт-d²_ш)l_т/4;

где l_т длина толкателя, удельный вес стали. Отсюда



Считая, что эта кинетическая энергия центробежных сил передается бойку, можно найти массу m_б бойка для его длины l_б 250 мм

m_б= (D²_нб-D²_вб)l_б/4;

здесь D_нб наружный диаметр бойка, D_вб его внутренний диаметр, при D_нб= D_вб/2

D²_нб(1-0,25)= 4m_б/l_б;



То есть, диаметры толкателей и бойка приемлемы для боевого механизма ткацкого станка.

Время движения t_р.ц. при разгоне под действием центробежных сил определяется по теореме об изменении кинетической энергии



где V_r радиальная составляющая скорости перемещения толкателя 7 по штырю 2.

Отсюда после сокращения получается равенство



и после разделения переменных и интегрирования находится t_р.ц

;

Для принятых значений радиусов профиля дискового кулачка 9 и частоты вращения стержня 1 время разгона центробежными силами инерции составляет 0,0002 с.

По циклограмме ткацкого станка СТБ-175 время разгона t_р.т торсионом соответствует разности углов циклограммы 120^o-128^o 8^o и для времени цикла Т_ц 60/300 0,2 с при решении пропорций

t_р.т/T_ц 8^o/360^o

получается равным

t_р.т. 0,2 8/360 0,004 с.

Таким образом, устанавливается возможность повышения быстродействия при использовании боевого механизма, предлагаемого действия, по сравнению с существующим.

Согласование частот вращения стержня 1 и главного вала ткацкого станка достигается тем, что, например, при частоте вращения стержня 1 равной 600 об/мин и двухпрофильном дисковом кулачке 9 частота ударов увеличивается в 4 раза по сравнению с 300 об/мин главного вала. Для сокращения частоты ударов вводится обгонное вращение дискового кулачка 9 с частотой вращения 450 об/мин. При этом относительная скорость вращения равняется 150 об/мин и для двухпрофильного дискового кулачка 9 обеспечивается частота ударов равная 300 уд/мин.

Это осуществляется при числах зубьев колес 12, 11, 10 и дискового кулачка 9 соответственно равных 25, 50, 45 и 30.

С увеличением частоты вращения главного вала ткацкого станка такая задача решается аналогично.

Для перемещения ползуна 4 требуется кинетическая энергия А_к равная энергии расходуемой на перемещение бойка 3, поэтому необходимо вдвое увеличить радиус дискового кулачка 9 или в /2 раз увеличить частоту вращения стержня 1.

Технический эффект предлагаемого решения заключается в повышении быстродействия разгона прокладчика утка центробежными силами инерции и увеличении быстроходности боевого механизма ткацкого станка при конструктивно приемлемых размерах.