【集萃網(wǎng)觀察】【摘要】介紹了全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式自動(dòng)印花機(jī)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程，在明確印花機(jī)升降部件的動(dòng)作要求及升降方式的基礎(chǔ)上，確定了機(jī)構(gòu)方案，以及具體的動(dòng)作過(guò)程。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)束后，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸及運(yùn)動(dòng)學(xué)原理計(jì)算氣缸負(fù)載，確定氣缸參數(shù)。實(shí)際應(yīng)用證明該方案結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、效率高。
對(duì)于間隙印花的平網(wǎng)印花機(jī)，一般在篩網(wǎng)下降到與織物接觸并壓緊后才允許刮印色漿。刮印完畢，篩網(wǎng)就應(yīng)立即提升到一定高度保證篩網(wǎng)完全脫離織物表面，然后織物在工作臺(tái)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)到另一工位印制下一花色。篩網(wǎng)升降機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足下列設(shè)計(jì)要求：
（1）篩網(wǎng)的升降動(dòng)作必須與工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)、刮刀往復(fù)等運(yùn)動(dòng)密切配合，以滿足工藝動(dòng)作的要求。
（2）篩網(wǎng)升降必須平穩(wěn)，升降加速度不宜過(guò)大。
�。�3）篩網(wǎng)升降速度和升降距離應(yīng)便于調(diào)節(jié)。
1總體方案設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)中，印花機(jī)的升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在網(wǎng)框印花單元上，并不獨(dú)立控制每一個(gè)印花單元，而是所有十二個(gè)印花工位的印花單元一起升降，共用同一個(gè)動(dòng)力源，由氣缸統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)，如圖1所示。升降機(jī)構(gòu)，各印花單元一起平穩(wěn)的上升下降。其中頂蓋l帶動(dòng)其上聯(lián)接的印花頭實(shí)現(xiàn)升降動(dòng)作。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
當(dāng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)到位后停止，升降部件氣缸開(kāi)始動(dòng)作，氣缸活塞向外伸展，升降部件曲擺與氣缸為轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，結(jié)構(gòu)等效模型，如圖2所示。
氣缸部件等效為BE桿，升降部件曲擺等效為AABC，升降部件搖桿等效為CD桿，升降部件上拉桿等效為AF桿，升降部件下螺紋拉桿等效為DG桿。
由圖2可知，BE桿可伸縮，有一定的行程;AABC可繞A點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，CD桿可繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，AF桿可垂直上下移動(dòng)，DG桿固定于中心軸上。氣缸活塞伸展時(shí)，推動(dòng)點(diǎn)帶動(dòng)AABC繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，CD搖桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，A、c、D三點(diǎn)共線時(shí)，此時(shí)、D兩點(diǎn)之間的距離應(yīng)為AC與CD兩桿的長(zhǎng)度之和，DG桿固定，則AF桿向上移動(dòng)，而AF桿即升降部件上拉桿聯(lián)接網(wǎng)框與刮印機(jī)構(gòu)，升降部件上拉桿升降，帶動(dòng)刮印機(jī)構(gòu)同時(shí)運(yùn)動(dòng)（圖略）。
旋轉(zhuǎn)式自動(dòng)印花機(jī)升降部件的曲擺，曲擺上的三個(gè)&20孔的布局為直角三角形。以直角點(diǎn)作為基點(diǎn)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，氣缸產(chǎn)生的推力轉(zhuǎn)矩大于印花單元所形成的負(fù)載轉(zhuǎn)矩曲擺時(shí)，會(huì)有擺動(dòng)的趨勢(shì)。上述的兩個(gè)力分別與它們對(duì)應(yīng)的三角形的兩個(gè)直角邊配合產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，氣缸對(duì)曲擺下端的推力與曲擺上端產(chǎn)生的推力之比可以近似為長(zhǎng)直角邊與短直角邊之比，該曲擺為一增力機(jī)構(gòu)。
3氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
壓縮空氣傳輸壓力損失較小，便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。氣動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單，使用安全，便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載自動(dòng)保護(hù)。氣壓傳動(dòng)無(wú)污染，保證了印花質(zhì)量，價(jià)格便宜，因此在設(shè)計(jì)中選用氣壓傳動(dòng)，通過(guò)氣缸行程調(diào)節(jié)升降距離，通過(guò)控制流量調(diào)節(jié)升降速度。
根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定各部件尺寸后，根據(jù)受力分析，進(jìn)行氣缸選型。經(jīng)計(jì)算，升降部件總質(zhì)量為：m=3718.23kg。則所需升力為：Fo=mg=36438.654N。
�。ㄓ』C(jī)升降機(jī)構(gòu)圖略）。
對(duì)曲擺進(jìn)行受力分析，如圖3所示。將曲擺等效成AABC，AC.I_BC，在圖示位置所需推力近似最大。
已知：AC桿長(zhǎng)為30mm，AB桿長(zhǎng)為135mm，CB桿長(zhǎng)為132arm，CD桿長(zhǎng)為165mm，此時(shí)，BE兩點(diǎn)之間的水平距離為453mm，垂直距離為18mm。
則由力的平衡方程有：
對(duì)C點(diǎn)，有水平和垂直方向支反力F1、F2：
在水平方向上：
Tcos a —F2=0 （1）
在豎直方向上：
Tsin a + F1=0 （2）
再有4點(diǎn)為支點(diǎn)，力與推力T對(duì)A點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩應(yīng)該平衡，
即T·ABcos a —F·ACsinB —F2·ACcosB=0 （3）
則：T=1796.31N
即氣缸通過(guò)上述升降機(jī)構(gòu)能夠提升印花單元的最小的力為1796.31N。
已知?dú)飧坠ぷ鲏簭?qiáng)為0.4MPa，
由T=PxA得：
所以氣缸直徑應(yīng)大于所估算值53.48mm，故選擇缸徑為100mm的氣缸。
�。�2）氣缸行程的選擇
首先從升降部件的動(dòng)作中找出氣缸動(dòng)作的首末極限位置，如圖5、圖6所示。圖5所示為升降部件處于最低位置時(shí)的狀態(tài)，AB桿與BE桿處于同一直線位置，在圖6所示位置時(shí)，c桿與ACD桿處于一直線，此時(shí)，印花單元處于最高位置。
已知結(jié)構(gòu)尺寸，根據(jù)圖5、圖6所示的兩個(gè)狀態(tài)可以用作圖法求出氣缸的動(dòng)作行程為圖6中BE和圖5中BE長(zhǎng)度之差，即267rnm，此時(shí)對(duì)應(yīng)印花機(jī)印花單元的升降范圍為54cm。所以選擇氣缸行程為300mm。
4結(jié)論
印花機(jī)升降機(jī)構(gòu)作用于印花單元，同一個(gè)動(dòng)力源，由氣缸統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)十二個(gè)印花單元整體升降，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。
由于印花機(jī)主要是應(yīng)用于浴巾、毛衣、衣片等片狀材料的印花，因此印花面積很小，即被印織物與篩網(wǎng)的接觸不大，在提升網(wǎng)框時(shí)印花色漿的粘性力很小，升降平穩(wěn)，不會(huì)發(fā)生網(wǎng)內(nèi)色漿飛濺的情況，設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)式自動(dòng)印花機(jī)升降部件未實(shí)現(xiàn)偏升動(dòng)作，平升有利于降低印花循環(huán)時(shí)間，保證印花精度的同時(shí)，提高生產(chǎn)率。
來(lái)源: 朱志松，嚴(yán)曉照，龔建偉，朱益民
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