[发明专利]纺织机上用于纱线往复运动的装置

说明书

技术领域

用于纱线往复运动(yarn traversing)的装置，纱线缠绕在安装于纺织机操作单元绕线机构中的筒管之上，该装置包括：一排操作单元所共用的纵向往复杆，该往复杆与使之产生直线回动(reverse motion)的驱动器联接，并与确定该往复杆升降动程路线的控制系统联接，同时该纵向往复杆平行于指定给一排操作单元的纵向绕线轴。 

背景技术

在纺织机(如气流纺纱机、绕线机或倍捻机)的筒管缠绕过程中纱线往复运动通常通过连续的往复杆沿机器操作单元一侧前进的方式来执行。在成排布置的数量很多的操作单元中，往复杆长达例如30米，因此具有相当大的重量。 

在缠绕过程中，交叉卷绕筒管、圆筒形筒管或圆锥形筒管转动，其表面在卷取罗拉上被缠绕，该卷取罗拉的转动轴线平行于往复杆的轴线，且往复杆根据筒管缠绕作直线回动，同时其升降动程对应着所缠绕的筒管的卷轴圆柱形卷装(reel cylindrical package)的直线长度。由于机器生产率的原因，输送到所缠绕的筒管上纱线的速度较高，这就需要往复杆的直线回动也具有高频率。 

从形成筒子纱卷装(cheese package)的角度来看，如果往复杆的路线具有锯形形状，使得往复杆的速度恒定，并且在死点位置迅速地转为反指向的相同速度，则这将是所需要的状况。 

实际上，尤其是因为往复杆巨大的惯性质量而不能达到理想状态。往复杆在死点的减速和加速受到限制，在死点上速度方向的改变会持续一个必然需要的时间间隔。在此时间间隔中，纱线在筒管表面 上沉积所依据的螺旋线所具有的升高并不是形成所需筒子纱卷装的升高，而是在死点处自身降低为零的升高，并且纱线的单股线重叠地沉积。纱线在筒管上这些点处累积，并且卷装的直径在此位置增加较快。 

通过改进往复杆在死点位置的运动防止了此现象。在一种常用的解决方案中，升降动程保持恒定，且两个死点的位置同时以一个方向和第二个方向移动。在第二种常用的解决方案中，升降动程的幅度改变，且两个死点的位置以互相相反的方向移动，通过这种移动升降动程的幅度交替地增大和减小。从卷装质量的角度来看，第二种解决方案更有利，然而在由凸轮机构驱动，或伺服电动机不改变转向的机构驱动的情况下，此方案不容易实现。 

在往复杆以恒定速度运动时，其驱动机构所需的功率相对比较小，因为所需功率只用来克服被动的阻力并使纱线偏转。在死点上，驱动机构的功率发生实质的变化，首先是为了回缩，并从而给往复杆的质量赋予惯性能。这一点可以通过电动机的大额定驱动力矩，和/或通过在死点之前制动往复杆的惯性质量而产生动能累积，并在死点之后往复杆的启动运行时重复释放所累积的能量来解决。往复杆的能量通常累积为驱动机构的旋转能，然而，如果在驱动机构用于伺服电动机实施回动的情况下，相反地，也必须制动驱动机构的惯性质量或惯性力矩并随后使驱动机构加速，且伺服电动机的驱动力矩或功率必须很高。驱动力矩高的伺服电动机具有巨大的惯性力矩，这增加了降低的运动质量的总量，并因此可获得的往复杆加速度的增量较小或没有。 

在保证筒管上卷装边界所需的形状之外，另外一个问题是所缠绕的筒管直径的增加，由于筒管直径的增加，交替靠近和分开的逐股铺设的纱线的单股线的轴向位置逐渐改变。这就周期性地形成环状带(zones)，它们扰乱卷装的形状并使缠绕过程复杂化。这种情况可以通过基于特定的调节使得往复杆的运动频率逐渐改变来防止。 

往复杆驱动的现有解决方案通常使用凸轮机构。一种具有恒定升降动程的机构保证了往复杆基本的锯形升降动程，包括在死点的速度改变。第二种叠加的机构可以实现死点的缓慢平行移动。两种机构都加载了引起往复杆运动所必需的合力。对环状带的干扰或者由通常受另外的凸轮机构控制的受控变速器(variator)来完成，或者通过在驱动电动机的供电回路内加入频率变换器来完成。包含这些机构的传动箱只位于机器的一侧，使得长往复杆对振动的形成敏感。沿着此往复杆不仅有形变的纵向波的扩散，还有此往复杆因为经受导向轴承内的弯曲和摇摆而引起的横向波的扩散。此外，摇摆还导致摩擦力增大。往复杆上横向波的速度小于纵向波，并且，往复杆的摆动通常非常复杂。因此，往复杆自由端的运动不同于其与驱动机构连接部位的运动。 

很明显，限制往复速度并使往复杆的驱动机构复杂化的主要原因是由于在死点附近运动质量的巨大减速和加速效应没有得到充分的补偿而引起的惯性力。