精梳机钳板摆动机构的平衡及实验.pdf

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1、第27卷第2期河南工程学院学报(自然科学版)Vo1．27，No．22015年6月JOURNALOFHENANINsTⅡUTEOFENGINEERINGJun．2015精梳机钳板摆动机构的平衡及实验贾国欣，杨明霞，刘鹏展，任家智(1．河南工程学院纺织学院，河南郑州450007；2．中原_T-学院纺织学院，河南郑州450007)摘要：针对精梳机高速后钳板摆动机构产生较大振动的问题，运用Solidworks三维建模技术找出了构件的质心及其特征参数值，利用Matlab程序算出了机构在一个运动周期内的惯性力幅值曲线，运用最优

2、化方法对钳板摆动机构进行了部分平衡优化．结果显示，当装在钳板摆轴上的配重质径积为262．2kg·inm时，减振效果最好．将优化后的配重进行实际加工，在HC500精梳机上验证了结论的正确性．关键词：精梳机；钳板摆动机构；平衡；实验中图分类号：TS112．2文献标志码：A文章编号：1674—330X(2015)02—0001—04当精梳机的速度提高到400钳7~／min以后，机器的振动加剧，构件疲劳损坏，寿命缩短，精梳制品的质量下降．精梳机的振动主要发生在钳板部分，针对钳板部分的振动，王荣⋯以覆盖总质心轨迹的矩形面积最

3、小为目标函数，利用Proe软件对钳板机构进行了平衡优化，但优化配重的参数与安装位置在文中没有提及，而且优化配重的减振效果也没有在精梳机上得到验证．因此，本研究对精梳机的钳板摆动机构进行了平衡优化，得出优化配重的具体参数并在精梳机上进行了实验，对降低精梳机的实际振动与提高精梳制品的质量具有重要意义．1钳板摆动机构钳板摆动机构为平面二自由度的七连杆机构，其主动件分别为钳板摆轴O和张力轴O，，钳板摆轴由锡林轴通过滑杆滑套机构传动，张力轴由钳板摆轴通过齿轮机构传动，如图1所示．在精梳机的一个工作循环中，钳板摆轴正反向转动，

4、固连其上的后摆臂前后摆动，带动下钳板座和前摆臂前后摆动，前摆臂活套在锡林轴O上．同时，由钳板摆轴传动的张力轴通过牵吊杆使上钳板结合件围绕支点开启闭合．钳板摆动机构的锡林轴、钳板摆轴、张力轴与同一机座相连．钳板摆动机构的构件数目多、形状不规则、运动规律复杂，是精梳机主要的振动源．随着精梳机速度的提高，振动越发剧烈，带来的负面影响就越来越严重．图1钳板摆动机构Fig．1Nipperswingmechanism2钳板摆动机构的平衡优化2．1钳板摆动机构的惯性力根据达朗贝尔原理，在机构各运动构件所受诸外力的反作用力都作用于

5、同一机座的情况下，该机座所受的振动力为机构各运动构件惯性力构成的惯性力系的主矢．因此，对钳板摆动机构振动力的平衡即对惯性力的平衡．收稿日期：2015—03—0l作者简介：贾国欣(1975一)，女，河北石家庄人，副教授，主要从事纺纱设备与工艺的研究·2·河南工程学院学报(自然科学版)2015生钳板摆动机构的运动简图如图2所示，设构件质心为s，各构件质量为m(=1，2，3，5，6，7)，长度为(i=1，2，⋯，8)．其中，L2是AO：的长度，乙是O0的距离，￡是O0。的距离，各构件转角为0i，各构件质心在其构件的随动坐

6、标系中的极坐标为(r，0fi)，构件的质心位置矢量为，．，则该机构的惯性力，一d，一(／n1rsl+m2rs2+m~3rs3+m5r'5+m6+m7，)，(1)67其中，r1=rlei(Ol+a1)；rs=￡1e。+r2ei(O2+a2)；023L4e钆+r3ei(O3+a3)：Lle+2le+1-5~i(05+as)；；rs5图2钳板摆动机构运动简图，=8e。+L7e钾+／'6el(06+c~6)；r=Lse晚+r7e(毋叼)．s7Fig．2Kinematicsketchofnipperswillgmechani

7、sm6利用Solidworks建立钳板摆动机构的三维实物模型，运用质量属性命令找出各个构件的质心特征参数，如表1所示．将钳板摆动机构建立数学模型，编制计算机程序，算出各构件一个运动周期内的转角OiL4]．结合求得的质心特征参数及0，计算当HC500精梳机的速度为400钳~／min、落棉刻度为8时，在一个运动周期内，一台精梳机8个钳板摆动机构的惯性力幅值曲线见图3．表1构件质心特征参数Tab．1Characteristicparametersofcomponentcentroid亟图3钳板摆动机构惯性力幅值曲线Fig

8、．3Amplitudeculweofinertiaforceofnipperswingmechanism2．2钳板摆动机构振动力部分平衡优化机座所受的振动力和振动力矩可通过调整机构中各构件的质量分布或在某些构件上附加平衡质量得到平衡，也可以附加平衡连杆组或齿轮机构实现平衡．若附加的平衡质量或平衡构件选择恰当，则叠加后的振动力就可能减少或为0，从而达到平衡的目