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喷气织机打纬机构的动力学分析及虚拟样机设计

寇剑斌  
【摘要】: 喷气织机是集光、机、电、气为一体的高科技产品,由于其织物品种适应性不断拓展,筘幅、入纬率、运行效率、自动化及智能化程度不断提高而得到迅速发展,并成为织造行业最重要的、需求旺盛的、市场前景广阔的机织设备。 本文以GA708-190喷气织机为对象,着重分析在高速状态下其四连杆打纬机构的动力学特性,旨在为国产喷气织机的高速化提供参考。 首先,将连杆打纬机构为视为刚体,对GA708-190喷气织机的四连杆打纬机构进行运动学和动力学分析,讨论输入转矩及振荡力矩对机构的影响,并对打纬机构的摇轴部分进行高速化改进,将传统的空心摇轴配平衡块的结构改成曲拐摇轴结构。结果表明:本套打纬机构是典型的短牵手打纬机构,在工况转速下有良好的运动学和动力学性能;对摇轴进行改进设计后,摇轴的转动惯量大幅下降。 其次,将连杆打纬机构视为弹性体,应用有限元法建立了GA708-190喷气织机打纬机构的动力学模型,并对机构进行弹性动力学分析,在MATLAB中编程求解了机构的固有频率。分析结果表明:应用弹性动力学分析方法,可以较为精确地对机构的动态特性进行计算模拟;本套打纬机构工作可靠,设计合理,有效避免了共振。 再次,应用Solidworks和ADAMS建立了喷气织机打纬机构的虚拟样机,对两种摇轴结构的虚拟样机进行了运动学和动力学分析,并应用虚拟样机仿真了含间隙的打纬机构的运动副的运动特性。结果表明:虚拟样机模型正确;曲拐摇轴打纬机构的动力学特性更好。此外,还分析了含间隙的打纬机构,通过虚拟样机仿真对间隙的存在及影响作了初步的探讨。 最后,设计了打纬机构摇轴扭矩测试的实验台,对打纬摇轴的扭矩进行了测量,并将所测得的不同结构形式的摇轴扭矩的测量值,与虚拟样机的仿真扭矩进行了对比,结果显示:选择扭矩作为被测量可以较好的反映摇轴部件改进的效果;配重摇轴在实测运行中噪音小,振动小;随着转速的升高,扭矩值急速增加,说明整个打纬机构的性能将随着转速的升高而迅速下降。


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