毕业设计(论文)挠性剑杆织机送经改造机械送经改电子送经张力控制.doc
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1、南通纺织职业技术学院毕业论文挠性剑杆织机送经改造 -机械送经改电子送经张力控制班 级 03机电(2) 专 业 机电技术应用 教 学 系 机电工程系 指导老师 完成时间 2006 年 3 月 15 日至 2006 年 6 月 9 日南通纺织职业技术学院学生毕业设计(论文)选题表所在系机电系姓名陈俊安专业机电技术应用题目规定题目自拟题目题目挠性剑杆织机送经机构改造本设计(论文)产生背景及相关目标要点(300字)本论文产生的背景是根据工作的实际情况,通过指导老师的认可。自拟题目:挠性剑杆织机送经机构改造。本文提出一种电子送经张力控制方法,将老式毛巾剑杆织机的机械送经改造成电子送经,由于机械式送经的张
2、力调节装置都比较复杂,且由于传动件连接点的摩擦、间隙、构造的运动慢性等因素,调节系统的动态响应比较迟缓,经纱张力补偿不很及时,调节难以精确。通过电动送经机构改造,充分体现机电一体化的优势,为老机改造提供一个解决方法。已有的准备工作:在基本了解挠性剑杆织机送经机构基础上,对它的结构进行了分析。查阅相关资料对它的电气控制电路进行设计。参考资料:机械设计基础 陈立德 织造机械 夏立国 李金海模拟电子基础 傅晓淋 传感器集成电路手册 赵负国齿轮传动设计手册 朱孝录 变频器 周志敏 指导老师意见: 签名 年 月 日 南通纺织职业技术学院毕业设计(论文)任务书 2006年 6 月 8 日学生姓名陈俊安专业
3、机电技术应用班级03机电二联系方式13912296543指导老师孙凤鸣吴雪峰职称副教授助工工作单位本校大东公司联系方式8522812113951325972设计(论文)题目:挠性剑杆织机送经机构改造任务目的与要求内容包括 :1织机概述2送经机构3 送经机构机械改造4 送经机构电路改造5 安装调试论文包括必要的图形说明、设计说明书及电子文档。要尽可能的接触实际生产,认真对待设计中的每一个环节,仔细处理所遇到的每一个问题。通过论文写作,更好地适应岗位,增加自身的机电应用能力。参考资料:机械设计基础 陈立德织造机械 夏立国 李金海模拟电子基础 傅晓淋传感器集成电路手册 赵负国齿轮传动设计手册 朱孝录
4、变频器 周志敏进度安排:自06年3月至06年6月止,共计14周。具体安排如下:1调研,搜集资料,论文提纲或设计方案确定 月 日- 月 日2完成论文初稿或初步设计,通过第二次检查 月 日- 月 日3修改并完善毕业设计(论文),通过第三次检查,定稿,装订 月 日4通过毕业设计(论文)审核,准备答辩 月 日5其他教研室审核教学系审核南通纺织职业技术学院毕业论文开题报告书20052006学年机电系 机电技术应用 专业学 号 03223130 姓 名 陈俊安 专 业 机电技术应用 企业导师 吴雪峰 学校导师 孙凤鸣 开题日期 2006.3.20 填表日期 2006年6月4日毕业论文题目挠性剑杆织机送经机
5、构改造毕业设计(论文)的内容和要求 本论文是根据实习的实际情况写成的,本文提出一种电子送经张力控制方法,将机械送经改造成电子送经。了解,在此基础上,完成该论文。内容包括 :1织机概述2送经机构3 送经机构机械改造4 送经机构电路改造5 安装调试论文包括图形、设计说明书及电子文档课题的研究思路和方法、工作方案通过搜集相关资料,熟悉送经机构结构及运动原理。 对送经机构的结构分析及送经控制电路进行改造归纳、整理,完成设计、毕业设计说明书及相关文档。毕业设计(论文)进度计划起讫日期工作内容备 注2006年3月1日2006年3月15日2006年3月20日2006年4月-2006年5月2006年5月200
6、6年5月29日-2006年6月10日搜集资料开题挠性剑杆织机送经改造完成开题报告搜集相关资料、分析送经机构的结构,电气改造初步思想完善分析过程完成毕业设计书写毕业设计说明书准备、完成毕业答辩,其它参考文献机械设计基础 陈立德织造机械 夏立国 李金海模拟电子基础 傅晓淋传感器集成电路手册 赵负国齿轮传动设计手册 朱孝录变频器 周志敏 南通纺织职业技术学院毕业设计(论文)过程检查情况记录表学生姓名:陈俊安 学号:03223130所在系:机电系: 专业(班级)机电技术应用题目:挠性剑杆织机送经机构改造 指导老师:孙凤鸣检查指导顺序检查指导内容检查指导意见指导教师签名检查指导日期第一次(开题检查)检查
7、学生的设计开题方案或论文提纲,并对是否同意开题提出意见第二次(初稿检查)审阅学生论文后初稿设计,提出修改意见第三次(论文设计完善)审阅学生完成的设计(论文)对二稿提出修改,完善意见第四次(正稿核定)审核学生的设计(论文)正稿,提出定稿意见目录摘要12前言131织机概述141.1 织造过程141.2 织造工艺过程141.3 织机五大机构142 送经机构152.1 送经机构的作用152.2 送经机构的类型153 送经机构机械改造163.1 机械式急纱送经机构163.2 接近式传感器使用183.3 经纱(急纱)张力信号的检测213.4 松纱送经机构改造224 送经机构电路改造244.1改造电路分析2
8、44.2 经纱张力变频调速控制264.2.1变频器选择274.2.2基本连接275 安装调试295.1.参数设置305.2 参数修改305.3 功能选择详细说明33感谢词37参考文献38摘要随着织机转速的提高和各部分之间的配合联动等自动化要求的加强,机械式送经机构的不足之处日渐明显起来。而由于机电一体化技术的迅速发展,电动送经机构在先进织机上的应用日益增多。我企业使用的老式RG-3毛巾织机是机械送经结构,不能再满足织造要求。本文提出一种电子送经张力控制方法,将机械送经改造成电子送经。本文详细讨论了原RG-3织机了送经机械,与电子控制改造实现方法,通过安装在张力轴上的感应块,将张力变化反应到模拟
9、电子传感器上,电子传感器上感应的信号经过PI调节器送入变频器调节电机的转速,以达到控制张力的目的。同时加装了手动正反转控制以方便手动张力调节。该装置的机电一体化改造方法也可用于类似织机的改造中。关键词:送经机构张力 控制 机电一体化 改造前言我厂使用的毛巾织机是较早的RG-3型号挠性剑杆织机。它的送经机构的原动件大多是棘轮装置,因动作有间歇、棘爪撑动棘轮时,伴有冲击作用,不宜于高速,这种形式的送经机构结构简单、制造精度低,调节性不高,只能用于一般毛巾织物的织造,机械式送经的张力调节装置都比较复杂,且由于传动件连接点的摩擦、间隙、构造的运动慢性等因素,经纱张力补偿不很及时,调节难以精确。随着织机
10、转速的提高和各部分之间的配合联动等自动化要求的加强,机械式送经机构的不足之处日渐明显起来。另外由于机电一体化技术的迅速发展,电动送经机构在先进高织织机上的应用日益增多,充分体现了机电一体化的优势。我们参照一些先进织机的电动送经装置结构特点,对RG-3进行了电动送经改造,取得了理想效果。电动送经装置一般是运用非电量检测的方法采集经纱张力信号,以电子或微机技术对信号加以处理后,对单独的送经电动机进行控制,调节驱动织轴送出经纱,并维持经纱张力的恒定。毛巾织机上般有两套送经装置,一套为急纱送经装置,织造后形成毛巾基本组织;另一套为松纱送经装置,织造后形成线圈组织。因此毛巾织机的送经装置改造需要对两套装
11、置进行相应的改造,但由于都是送经,只是送出长度不一样,因此两套装置结构基本相同。1 织机概述1.1 织造过程织物是由两组相互垂直的纱线交织而成。沿织机纵向的纱线称为经纱,沿织机横向纱线称为纬纱。两组纱线按一定的组织规律形成织物的过程称为织造过程。实现织造过程所使用的机器称为织机。要织造完整的织物,必须使经,纬纱按一定的规律交织。这种经纬纱交织的规律称为织物组织。当织物组织发生变化时织物的结构外观性质也随之改变。最简单的组织织物是平纹,斜纹和缎纹,称为三原组织,又称基本组织。将三原组织加以变化可得各种变化组织、联合组织、复杂组织等。1.2 织造工艺过程在织机上织成织物,需要经过五个工艺过程:1.
12、按照织物组织的组织图案,把经纱上下分开,形成楔形空间,称为梭口,其动作称为开口。2.把纬纱引入梭口,其动作称为引纬。3.把纬纱推向织口,其动作称为打纬。织口即为经纱与织物的分界点,织口的后方是尚未交织的经纱,织口的前方是织物。4.把已织好的的织物引离织口,其动作称为卷取。5.把经纱送入工作区,其动作称为送经。1.3 织机五大机构为了完成以上五个工艺过程织机必须具备五种主要机构;1.使经纱上下运动的开口机构;2.把纬纱引入梭口的引纬机构;3.把纬纱推向织口的打纬机构;4.把织物引离织口的卷取机构;5.把经纱送入工作区的送经机构。以上五种机构对于形成织物是必不可少的,所以称为织机的主要机构,又称织
13、机的五大运动机构。由于本设计主要分析改造我厂老式RG-3毛巾织机的送经机构,所以以下仅对织机送经机构进行分析。 2 送经机构2.1 送经机构的作用(1)在织造过程中,根据纬密的高低,从织轴上送(放)出相应长度的经纱。 (2)按照织物品种,确定经纱的上机张力,并在织造过程中保持经纱张力基本稳定。经纱张力是织机的主要工艺参数,对织造状态的好坏和织物的质量有着决定性的影响,而经纱张力是受送经机构控制的,因此,送经机构的性能是织机的主要性能指标之一。2.2 送经机构的类型按照送经机构的作用方式,可分为三类:消极式、积极式和调节式。1)消极式送经机构消极式送经机构的特点是织轴没有驱动,由经纱拖动织轴回转
14、放出经纱。其缺点是制动带同制动盘表面间的摩擦系数不能严格保持稳定,如车间湿度的变化,制动带的新旧、油的污染等部分影响摩擦系数的大小,使织轴的制动阻力发生变化而影响送经的均匀。此外,随着织轴退绕直径逐渐减小,必须不断地改变重锤的位置,使制动阻力矩同经纱张力矩相适应,以保证经纱张力稳定和送经的均匀,需人工或机械自动调节。2)积极式送经机构积极式送经机构的特点是在织机主轴的每一转中,引出恒定长度的经纱,送经量不作调节。积极式送经机构一般采用摩擦滚筒拖动经纱摩擦滚筒,线速度是恒定的,即送经量是恒定的。3)调节式送经机构 调节式送经机构应用最广泛,其特点是织轴受到积极转动而送出经纱,其送出量根据经纱张力
15、的变化调节。其主要组成部分是经纱送出装置和经纱张力调节装置。3 送经机构机械改造RG-3毛巾织机的送经机构有两套机构,急纱送经机构用于毛巾地组织织造,而松纱送经机构用于毛圈组织织造,改造时需分别对两套机构进行改造。3.1 机械式急纱送经机构机械式送经机构常采用摩擦盘式结构,特点一是可无级控制送经量,且调节范围大,据实际测定,被动摩擦盘能被传动的圆转角最小约25度,最大可到329度,最大与最小比达13.5,能满足一定纬密范围从满轴到空轴的送经要求;二是张力调节部分与织轴传动部分各没有信号处理和自锁环节,调节作用稳定,送经可靠,经纱张力最大差异率约为6%-8%;三是结构复杂,支承多用滚动轴承,能适
16、应较高速度。此结构中,摩擦离合不宜在传动角接近min或max的极限条件下工作,过小,摩擦磨损严重,过大,则主轴一转来不及制停,影响下一次送经,而且摩擦面须严格防止油污,缺点在于毛巾织造时会出现稀密路,不能适应一些织造要求高的毛巾织造。采用齿轮传动具有传动比准确,可用传动比,圆周速度和转速功率的范围很大,以及传动效率高,使用寿命长,结构紧凑等优点。齿轮传动在使用上也受某些条件的限制,如制造工艺较复杂,成本较高,特别是高精度齿轮是一种轮齿啮合传动,无过载自我保护功能,中心距通常不能调整并且可用范围小,单纯的齿轮传动无法组成无级变速传动;使用维护的要求较高。 图3.1 机械急纱送经机构RG-3毛巾织
17、机的机械急纱送经机构如 图3.1所示。当织造时,经纱13张力变化尚未使经轴1的转角增加作出反应时,经纱张力就会增大或使张力杆3稍稍摆动,当张力杆3稍稍摆动时使其相固连的压臂14向下压,使刹车连杆11向上放松摩擦片使摩擦盘放松送出经纱。经纱张力拉动经纱轴1逆时针转动,经轴齿轮2随之转动,把动力同时传递给齿轮4,又通过过桥连杆带动齿轮6,同时传递给齿轮9转动,当送出经纱后,经纱张力下降,各部件相反动作,刹车片刹住摩擦盘机构停止转动从而停止送经。此结构缺点是控制不稳定,运行时不能均匀送经,易在毛巾面出现稀密路,机件易坏、难维修,机构不自锁易滑动,开放式结构易脏。由于此经纱送经机构不能使经纱张力稳定,
18、从而使织机通常只能织造低档产品,不能织出相对高档次的毛巾品种。为在RG-3毛巾织机上织造较高档产品,对机械急纱送经机构进行了改造,直接由电机驱动经轴,利用接近式传感器来感知经纱张力变化,进一步控制送经电机的转动,实现电子送经。 图3.2电动急纱送经机构改造后的结构原理如图3.2所示,由单独的电机通过减速器直接驱动经轴,后梁张力辊旁装有张力传感器,通过检测张力传感器的信号控制电机的转动,从而控制送经量的大小。3.2 接近式传感器使用检测张力的传感器采用了接近式传感器。一种为开关式位移式传感器,另一种是线性位移传感器。位移式传感器对所接近的金属物体具有敏感性,能识别物体的接近状态并输出电信号,因此
19、,通常又称为接近开关。电感式接近开关由高频振荡电路、检波电路、放大电路、整形电路及输出电路组成。检测时用敏感元件作检测圈,它是一个振荡器电路的 一个组成部分,在检测线圈的工作面上存在一个交变的磁场。当金属物体接近检测线圈时,金属物体就会产生涡流而吸收振荡能力,使振荡减弱以振荡与停止振荡,这两个状态由检测电路转换开关输出。NPN常开型接近开关符号如图3.3所示,可用于开关量控制。图 3.3 NPN常开型接近开关RG-3毛巾织机上急纱送经机构中的开关式位移式传感器选用了NPN常开型接近开关,型号为TL-N型,作限位保护 开关用。在织机后梁张力辊上的安装结构如图3.4所示。后梁的张力辊的固定套上装有
20、两个感应片。开关式位移式传感器正常工作时输出15V高电平,当张力过大或过小时,其张力轴上的感应块会靠近接近开关,接近开关输出低电平,使送经电机停止工作,送经停止,起到安全保护作用。 图3.4 开关式感应装置开关式位移式传感器只能控制最大最小位置,而张力调节过程则需另外安装线性接近开关。RG-3毛巾织机上急纱送经机构中的线性传感器选用了电感位移式涡流传感器,型号为VLG10-8,线性距离为2-10mm,输出电压为0-10VDC。安装线性接近开关的感应装置结构示意图如图3.5所示。图3.5 线性感应装置感应块安装在后梁张力辊的一端,感应块上有一缺口,缺口内凹曲线根据张力变化要求设计。线性接近开关输
21、出信号随线性开关与感应块之间的位移变化而变化,当它与感应块靠得最近时其输出电压最低,当与感应块距离越远时输出信号越高,由传感器特性可知感应块内凹曲线对应位置与传感器(接近位移开关)之间的距离越大,其输出的电压就越高,线性接近开关经过放大接入变频器,控制变频器输出,那么这时它所对应的变频器输出频率就越高,驱动电机的转速就越高。当织机运动时,卷取以恒速向前运动拉动张力辊,张力会发生较大变化。张力辊向前(逆时针)转动时,感应块与传感器之间的距离发生增大,因此电机速度变快,当达到织机需求的张力时,张力辊几乎恒定不再运动,感应块与传感器之间距离不再变化,电机将恒速运动。如果由于某种原因张力变小,张力辊向
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