六次沟槽换向曲线络筒机槽筒制造技术

一种六次沟槽换向曲线络筒机槽筒，涉及纺织工业关键设备。其特征在于：其槽筒沟槽曲线在交叉换向处以六次换向曲线连接过渡，曲线方程如图所示，其中δ为凸轮表面沟槽曲线直线段与母线的夹角，Ｓ为直线与过渡曲线的连接点的纵坐标。本方法采用高次换向曲线，可以克服加速度突变现象，避免柔性冲击，意味着可以减小换向时的冲击力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纺织工业关键设备络筒机槽筒，可用于纺织机械纤维巻绕、玻纤 生产拉丝机的巻绕等关键部件，本设计与传统巻绕设备相比，能够减小工作过程 中的沖击与振动，降低设备运转噪声，提高工作时的平稳性。
技术介绍
槽筒导丝沟槽曲线设计的优劣，直接影响纱线络筒时的运动规律、纱圈在筒 子上分布状况、振动冲击及噪声。槽筒沟槽螺旋线在展开平面上为直线，交叉直 线在换向处以曲线连接过渡。在实际生产过程中槽筒的换向曲线大多使用抛物 线和圆弧，3-4-5次多项式曲线也很少使用，因此实际应用中由于在过渡点和换 向点存在加速度突变，从而在运转过程中，噪声大，导丝器受到较大的冲击，运 动平稳性不好，而且磨损快，使用寿命短，使得缠绕玻纤或纤维时有凸起和塌陷 情况，缠绕在筒子上的玻纤或纤维不平整，影响了产品的品质，阻碍下道工序生 产的顺利进行；并且限制了制纱设备或拉丝机在高速下运转，影响生产率的提高， 限制了品质较高的细纱的生产。
技术实现思路
为了克服现有的换向曲线存在的柔性冲击等不良影响，本专利技术提出一种更高 次换向曲线——六次换向曲线，在整个换向区不仅保证速度连续变化，而且保证 加速度连续变化，在过渡点(换向段与等速直线运动段的连接点)和换向点(换 向曲线的顶点)都不存在柔性冲击。不同于现有的3-4-5次多项式曲线，其曲线关于Y轴对称，且奇次项系数为本专利技术的六次沟槽换向曲线络筒机槽筒，其特征在于其槽筒沟糟曲线在交 叉换向处以六次换向曲线连接过渡，曲线方程为-_ S65S 4 2+竺 》—16(Stan5)6X 一16(Stan^^16(Stan。2X 16其中^为凸轮表面沟槽曲线直线段与母线的夹角，S为直线与过渡曲线的连接点 的纵坐标。本专利技术采用高次换向曲线，可以克服加速度突变现象，避免柔性冲击，意味 着可以减小换向时的冲击力。附图说明图l槽筒凸轮坐标系示意图。(l)图表示所选的动参考系，(2)图表示从端面看，4、 ^表示换向段与等速直线运动段的过渡连接点，^表示弧^^所对应 的凸轮端面的圆心角，(3)表示将圆柱凸轮沿基圆母线展开，X轴表示凸轮表面圆周速度方向，Y轴表示凸轮圆柱表面母线方向，^为凸轮表面沟槽曲线直线段与母线的夹角；直线与过渡曲线的连接点的纵坐标为S，槽筒凸轮节圆柱半径为 R。图2导丝器相对于凸轮的加速度在轴向的投影示意图。图3圆弧换向曲线展开示意图。图4 3-4-5次多项式运动曲线图。图5轴向位移-转角曲线图。图6类速度-转角曲线图。图7类加速度-转角曲线图。图8五种换向他线在换向区的跃度曲线图。图9.槽筒凸轮动程尺寸示意图。图IO导丝器沿Y轴的相对加速度曲线图。具体实施例方式本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是1.对六次多项式曲线运动特性进行分析设A2B段为减速段，BA1段为加速段，导丝器换向时的绝对运动速度要在极 短的时间内由高速降至零，再由零迅速上升到高速，导丝器不仅对槽筒沟槽冲击， 而且导丝器本身也承受相同的反向冲击力，因此换向曲线的设计直接影响到槽筒 和导丝器的使用寿命以及噪音情况，改变导丝器的运动特性，应改变导丝器加速 度特性，以下分析导丝器在换向曲线处的加速度。在图1(3)所示的坐标系中，换向曲线A1A2为六次多项式曲线，设其方程式为} = o^+^4+"2+/z，由边界条件得出六次多项式曲线方程为<S6 4 2 216(5 tan 。6 X _16(Stan。4X +16(Stan。2 X +16(1-1)将^^代入式(1-l)得16 6"16(S tan 。4 16(Stan。2 16相应的类速度和类加速度方程分别为T/ 6S, 、6 5 、4 3 30S, 、2巧。=—(-)>5--(-yv +——(-^ 16 Stan(5 16 Stan^ 16Stan^、6 4 60S, i、4 2 、2 p16 Stan^ 16 Stan《 16 Stan,在过渡点的类加速度值为0。2.分析导丝器的轴向加速度从理论上讲，加速度矢量是三个加速度之和(1-2)(1-3)(1-4)(1-5)按照图l所建立的坐标系，式(l-5)中ol表示绝对加速度，即导丝器沿凸轮 轴线方向的加速度，:表示相对加速度，即导丝器相对于动参考系的加速度，: 表示牵连加速度，即槽筒凸轮相对于机架的加速度，;表示科氏加速度。槽筒作等半径i 等角速度w旋转，因此牵连加速度:和科氏加速度;都垂 直于巻装轴线，仅影响导丝器对导丝轨道的压力，在分析导丝器受到轴向力时可5不考虑'(l-6)式(l-6)中，^表示导丝器沿沟槽曲线切线方向的加速度， 表示导丝器沿沟槽 曲线法线方向的加速度。如图2所示，在弧4^上任取一点A，其切向与+x方向的夹角为;5， t、"分别表示^点的切线方向和法线方向。于是有 0^="^+0^ (1-7)式(l-7)中，a:表示相对加速度在轴向的投影，a:表示切向加速度在轴向的投 影，。:表示法向加速度在轴向的投影。设在切点^、 ^之间的换向过渡曲线方 程为 ^ = /(x) (1-8)4、 4的Y坐标为S，则x坐标分别为士S.tancJ，在弧44上任取一点A， A的 切向角为/5，而tan〃 = /'(x) (1一9) 由于切向加速度在^轴的投影和法向加速度在7轴的投影都沿^轴正向。因此以下仅进行数值推导 由式(1-9)得:1cos/ = sin - =于是有/l +尸(X)由于^点的圆周速度分量为i O ，所以^点的切向速度为:(1-10)(H1)(1-12)血(1-12)式中，i = ^。所以，J点的切向加速度为及V/'(X)/"(X)l + /'2(x)(H3)所以切向加速度在^轴的投影为sin / | =!0)l + /'2(x) 1 + / 0)^点的法向加速度为pi W[l +尸(x).3l + /'2W式(1-15)中y9——曲率半径< 法向加速度在^轴的投影为:COS李l +尸(x) 1 + / W由式(1-14)和(1-16)得，少轴方向总的加速度 为 "V'2W|/"(x)| "2|/'(x)|a,,=+ -!(X)(1-14)(1-15)(H6)(1-17)l +广(x)^点所受的瞬时冲击力为& a—is)则在微小时间间隔A内，冲击力Fy的元冲量为必=ma/f,则在图2所示的44 段的冲量为/=《'應, (1-19) 式(卜19)中，m为导丝器的质量，々为导丝器在整个换向区的运动时间。切向 加速度和法向加速度在x轴方向的冲量恰好抵消，可不予考虑。根据式(l-l)得六次多项式换向曲线的方程式，得_ 6 415S 2 ^16(Stanc5)6 X —16(Stan。4 乂十160Stan。2^ 16-x5 —20S3 OS1《Stan。。l"Stan。4 1G0Stan5y(1-20) (1-21)7,, 30S 460S 230S " QO、y =---7义+-^ 〔1-22)1《Stan。6 1《Stan。4 16(Stan。2将式(1-21)和(1-22)代入式(1-17)整理后得。=-幼202 (1-23) v 16(Stan砂(Stan。4 (StanJ)23.下面将对抛物线，圆弧，3-4-5次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六次沟槽换向曲线络筒机槽筒，其特征在于：其槽筒沟槽曲线在交叉换向处以六次换向曲线连接过渡，曲线方程为：　ｙ＝Ｓ／１６（Ｓ　ｔａｎδ）↑［６］ｘ↑［６］－５Ｓ／１６（Ｓ　ｔａｎδ）↑［４］ｘ↑［４］＋１５Ｓ／１６（Ｓ　ｔｎａδ ）↑［２］＋５Ｓ／１６　其中δ为凸轮表面沟槽曲线直线段与母线的夹角，Ｓ为直线与过渡曲线的连接点的纵坐标。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗贵火，赵慧，林伟，曹伟，王再勇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，中材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]