多轴向经编机成圈缝缀装置的研究

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1、多轴向经编机成圈缝缀装置的研究第一章绪论1.1研究背景经编产品按其结构可分为服装用、装饰用和产业用三大类[1]，其中，产业用经编织物又分为经编网状织物、经编管状织物和经编层状织物[2]。经编网状织物又称无结渔网，应用于渔业捕捞、水产养殖、劳动保护、农业栽培防虫、遮阳和包装材料等，由少梳栉或双针床经编机生产；经编管状织物多用于人造血管，由具有花梳栉的双针床经编机生产，其编织特点是可以生产带分叉的管状经编人造血管[3]；按照纱线层在织物中的铺放方向不同，经编层状织物又分为双轴向和多轴向两大类，双轴向类经编织物如土工布、广告布和灯箱布等，由缝边机或双轴向经编机生产；多轴向类经编织物，如

2、多轴向玻璃纤维复合材料多用作为风力发电叶片、游艇船体等结构的衬底材料，多轴向碳纤维复合材料多用作飞机等重要结构件的强度加强材料，这些衬底材料的应用可以保证重要结构件在达到同等强度情况下，减轻结构件整体重量。多轴向经编复合材料由多轴向经编机生产，本论文的研究对象即为这类多轴向经编机的重要组成部分成圈装置。多轴向玻璃纤维复合材料由于其原料成本相对较低，因此在风力发电叶片、游艇船体等结构体中得到广泛应用，特别是风力发电行业叶片制造的需求量很大，表1-1是2006年至2010年中国多轴向玻璃纤维复合材料使用情况，其中，风电叶片用多轴向玻璃纤维消费量呈快速上升趋势，并且在多轴向玻璃纤维市场

3、总消费所占比重越来越大，由2006年的65.47%上升到2010年的89.03%，同时风电产业2010年的消费量与2006年相比增加了13.2倍。多轴向碳纤维复合材料与多轴向玻璃纤维复合材料相比，强度更高，比重却比之小，因此，在很多要求较高的结构件中得到广泛应用，如航空航天器机体、海上大尺寸风力发电叶片等。波音公司最新A380客机机体结构中，复合材料使用量达25%以上[5]。近年来，随着我国大飞机的研制与产业化，国内对碳纤维为代表的复合材料需求量必然大幅提升。另外，到目前为止，风力发电行业主要开发的是陆上风力场，由于空间限制，使用的单片叶片长度一般在60米左右，其结构中采用玻璃纤

4、维复合材料作为强度加强件可以满足要求。据行业预测，随着陆上风力场开发日趋饱和，海上风力场开发是下一轮风力发电的开发重点。........1.2多轴向经编技术多轴向经编织物（Multi–axial3/3型多轴向经编机成圈缝缀装置的设计6.1机构尺度由表6-1，RSM3/3型多轴向经编机主要编织原料为玻璃纤维，也可以根据需要在织物的上、下表面加上非织造布或纤维毡，制成5到8层的多层复合材料，厚度达到10mm左右。槽针的动程要大于织物的厚度，根据经验，槽针动程Scmax约需16.5mm左右；针芯动程一般为槽针动程的三分之二，Szmax约需12.5mm左右。根据设计经验，槽针

5、上下运动机构停歇时间φRC约需120°[23]；一般情况下，针芯在最高位置停歇时间大于槽针在最高位置停歇时间，针芯上下运动机构停歇时间φRZ约需140°根据纤维层结构及厚度要求及经验，前后运动机构动程Sqmax约1.6mm，一般情况下，前后运动机构停歇时间φ0约为150°。RSM3/3型多轴向经编机共有两把导纱梳栉，根据其结构参数确定梳栉摆动动程φRS约为4°，梳栉摆动停歇时间φSZ约为145°。....总结研究了多轴向经编机的工作原理、成圈缝缀工艺，分析了缝缀机件的运动要求，选择了运动实现机构类型，

6、对机构进行了尺度综合，针对RSM3/3型多轴向经编机产品设计出了成圈运动装置。本论文的研究取得了如下结果：（1）分析了目前国内市场上常用的多轴向经编机的技术特点，从铺纬、转速、幅宽和成圈等方面分析了不同厂家产品的技术优势。卡尔迈耶公司生产的MalimoMalitronicR型多轴向经编机代表了目前市场上最先进的产品，最高机速可达到2000r/min。国内产品的关键技术水准与国外产品基本接近，价格只有国外同类产品的1/3~1/3，但稳定性与转速方面有差距。（2）分析了多轴向经编机成圈缝缀工艺过程，具体可分解为：槽针最低位置、槽针出纱线层、导纱针开始摆动、针背横移、槽针开始下降、针芯

7、开始下降、槽针离开纱线层和槽针到达最低位置等位置。分析了成圈缝缀机件的运动要求，复合针上下运动为具有一次停歇的往复直线运动，前后运动也为具有一次停歇的往复直线运动，梳栉为具有一次停歇的往复摆动，横移运动为间歇式往复直线运动。（3）研究了成圈机构的型综合，选用WATT型平面六连杆机构实现停歇，最终确定槽针上下运动选用平面十连杆机构，针芯上下运动选用平面十二连杆机构，前后运动机构和梳栉摆动都选用平面八连杆机构。（4）研究了成圈机构的尺度综合问题，根据机构的内外死点位置实现停歇、四连杆