1、外 文 翻 译原文1： A novel mechanism for driving the sley in the shuttle loom 译文1： 一种用于驱动有梭织机筘座的新型机构 一种用于驱动有梭织机筘座的新型机构作者：Anirban Guha，C.Amarnath，M.K.Talukdar，和 Manoj A.G.国籍：印度出处：印度孟买理工学院机械工程系摘要：尽管织造工艺有了非常大的进步，但是大多数织工，尤其是在发展中世界的，仍然在使用有梭织机。这些织机存在各种缺陷，其中之一就是经线和梭子之间的严重磨损，尤其是当梭子离开梭口时。让筘座在机器的后顶尖附近停歇，就可以避免或减少这类问题
2、将筘座的驱动器，从目前使用的四杆机构改为凸轮驱动机构，就能很容易地实现之一目标。然而，由于这一修改意味着成本显著增加，所以目前使用有梭织机的织布工人不愿意接受这一修改。一个折中的方法是采用六杆机构，可以实现一个这样的或者类似这样的状态，即在后顶尖附近进行非常缓慢的运动。这样一个基于瓦特链的机制，已经在本文中进行了探讨。它得出输入链接的95旋转输出的最大角位移是0.06。另外，本文对满足有梭织机的筘座运动的其他要求也做了讨论。关键词：有梭织机 筘座 停歇 六杆机构简介在这样一个时代，无梭织机织机可以以1500 ppm（每分钟投纬数）运行，值得注意的是，以110ppm250ppm运行的有梭织机得
3、到广泛应用，尤其是在发展中世界。世界上大约86%的织机仍是梭织机，在印度等国家，只有2%的织机是无梭织机（商业新闻，2004）。虽然无梭织机比有梭织机，以更快的速度增加着，但是，在纺织行业在不久的将来后者预计将仍然是重要的贡献者。然而，在运行速度和纺织质量上，它显然是更差的。质量低劣的其中一个原因就是经线和梭子之间的磨损，尤其是当梭子离开梭口时。一台棉织机在曲柄轴旋转0，综框为270的条件下运行。假定梭子是110时进入梭口，240时离开。在这种情况下，在梭子进入和离开时梭口时（Marks and Robinson， 1976)，梭口深度分别是24.4毫米和9.4毫米。如果梭子的前壁高度是28毫
4、米，那么相应的弯曲因素分别为0.87和0.34，后者会造成相当大的经线偏转，如图1所示。图1 弯曲因素为0.34的经纱片的旋转在退出梭口时引起低弯曲系数（由梭口深度低引起的）的原因如下：1.在梭子运行时综框开始关闭2. 在梭子运行的后半段筘座开始向前推进在梭子运行时，让筘座在机器的后顶尖附近停歇，可以消除或减少第二个因素的影响。通过使用一个凸轮驱动系统，这可以很容易地实现。然而，将筘座驱动器从目前使用的四杆机构改为凸轮驱动机构将需要增加成本，在发展中世界的有梭织机使用者不愿意接受。作为妥协，已试图在本文中得出一个六杆机构，在梭子运行时给筘座提供是一种停歇或接近停歇（即非常缓慢的移动）的状态。机
5、构原理任何实际的六杆机构都应该是基于瓦特链或史蒂芬森链。许多作者（Hain，1967；Mallik等人，1994；Norton，2005）已经介绍了如何构建一个基于能够实现停歇的史蒂芬森链的六杆机构。这里描述的原理借鉴了Hain的推理，但是为六杆机构做了改进。当一个四杆机构作为一个曲柄摇杆机构时，每次曲轴旋转时，摇杆都不得不减缓，停止并改变两次运动方向。这些被称为死点位置，在这些摇杆短暂的停顿的时候，曲柄和耦合器共线，如图2所示。图2 四杆机构的两个四点位置在这些瞬间的前后，摇杆会减缓运动。让一个四杆耦合到曲柄摇杆的摇臂获得六连杆瓦特链，如图3所示。如果以这样做的方式，那么两个四杆链的曲柄和耦
6、合器同时共线，最终输出（摇杆）在这一瞬间前后将达到一个非常缓慢的运动状态。可以认为，如果有适当的连接长度，就有有可能使这一运动缓慢的足以近似凸轮驱动机制的停歇。图3 一个四杆机构的摇杆驱动另一个四杆链机构仿真Hain（1967）提出了曲柄摇杆机构的程序的合成，以满足给定的时间比率和摇臂角。但这里要求的是整个周期的性能，而现有的合成技术没有给出整个周期的性能（Roth，2001），另外，追索权不得不采取模拟。该机构建立在机械原理介绍过的原理之上。部分机构还在ADAMS软件中进行了模拟。该软件根据解决封闭循环方程的数值方法执行位移分析。对曲柄（输入）旋转以及输出链路的相应的角位移进行观察和绘制。曲
7、轴旋转1以便于仿真，这对应于运行在0.17ppm很慢，不切实际的速度下的织机。以下分析仍然是相关的，因为以下推论都由输出链接的角位移得出，而且角位移在所有的速度下都仍然保持相同。在更高的速度下，输出链接的角速度和加速度会发生改变，但是，当绘制一个完整的周期时，会得到形状类似的曲线，曲线将只能重新调整。根据上述原则建立的可行机构的数量被要实现完整的曲柄旋转（输入）这一要求限制了。Grashofs定律(Shigley and Uicker， 1995) 必须满足第一个四杆链。此外，某些输出链路的方向和长度也阻碍了曲柄的完全旋转。对不同机构的输出链接的角位移进行了研究。发现大多数都存在一个对应于输出
8、链接的非常缓慢的运动状态的区域。我们的目的是选择一个曲轴旋转角度最大运动速度最慢的机构，明显满足这一标准的机构很少。仔细检查，它们中的许多是不合格的，因为在慢动作期间，输出链接达到了一个极限，然后后退，等达到另一个极限后，再后退。当这样一个装置是用来驱动织机上的筘座时，在慢动作期间的这种扰动可能会在梭子运动期间引起一些问题。为了减少梭子失速的概率，扰动必须小于0.1。符合这些标准，并有一个合理的连接长度的，如图4所示的机构在研究过的机构中被认为是最好的。图4 用于筘座驱动的机构它让输出链接产生一种近似停歇的运动(非常缓慢的运动)，曲柄转动100时微扰不足0.1(从94到194)。本文作者不认为
9、这是可能满足这一标准的最好的机构。无扰动的机构，在近似停歇的运动区域内，如果让两个四连杆的死点位置完全相同，也是可以达到标准的。略有不同的是，这两个四连杆机构到达死点位置时，允许更明显的停顿但是引入了扰动。我们还观察到，增加除了曲柄以外的链接的长度能使机构变得更好。不过，这种机构将需要更多的空间，而且很难纳入织机。如图4所示的机构，最长的与最短的运动构件的长度比例少于5，在要考虑外力时这是一个重要的要求。我们也希望确保传动角在90 65内。许多带有长链的机构在达到近似停歇的状态时有较大的曲轴旋转角和很小的传动角，这是不合格的。在本机构中， 第一个四连杆传动装置(ABCD)的传动角从26.7到8
10、9.7，第二个四连杆传动装置(DEFG)的传动角从50.3到79.6。越大的输出链接的振荡导致越低的传动角。机构运动图4所示机构的曲柄在以1/s的速度旋转，并且输出链接的角位移，速度和加速度都已经被描绘出来（图5图7）。输出链接的一个极限位置（没有明显的停歇）被当做起始位置。把这个位置当做0来测量曲柄的角位移。从位移图中可以看到输出链接的旋转角度超过了25.7。那个明显的停歇不是一个真正的停歇，它还包括了一个小的扰动，这个扰动我们可以通过缩放位移图线的部分观察到。这个扰动非常小，当曲柄旋转超过100时（从94到194）它不超过0.1。实际上，当曲柄旋转超过95（从95到190）时它只有0.06
11、这只占整个输出链接旋转角度的0.23。速度和加速度图线（图6、7所示）没有任何峰值和间断，这就是我们所希望得到的联动机构。图5 输出链接的角位移图6 输出链接的角速度图7 输出链接的角加速度用于筘座的机构的适宜性在随后的讨论中，假定在一个由四连杆机构驱动筘座的棉织机中，曲柄旋转0，综框角度在270时发生打纬，梭子在110时进入梭口，在240时离开梭口。正如在简介部分介绍的那样，梭子离开梭口时的低弯曲因子（梭子的前端的经纱片的高偏转）可以归因于两个因素：1、在梭子运行期间综框开始关闭2、在梭子运行的后半期筘扣开始向前移动第一个因素可以通过早期挑选得到解决。在一个正常的织机中它的范围是有限的，因
12、为梭子的运行要配合筘座接近最后面位置的最慢的运动。第二个因素可以通过让筘座在最后面的位置停歇，并在此期间合理安排梭子的运动得到解决。如果在此提出的一个机构的输出链接的延伸被当做筘座，如图5所示，打纬后，筘座很快回到最后面的位置，进入近似停歇阶段。在这个阶段的左后，筘座将来到打纬点进行缓慢并逐渐加快的移动。梭子运行的时间必须调整到使得近似停歇状态的利用率最高。然而，仅当它允许更早的进行选择时，弯曲因素将会得到改善。否则，如果较迟选择弯曲因素将会恶化，因为这一时期综框开始关闭（假设综框角度在270）图8 对于明显停歇的缩放表1 为梭子运行选择最佳的数据在110240，梭子穿过梭口的运动时，结合所提
13、出的筘座驱动机构，当筘座近似固定时将使得梭子进入梭口。筘座刚开始向前移动时梭子将离开梭口。然而，梭子的运行应该符合筘座的最慢的移动。表1显示了一个输出链接的旋转范围。对输出链接总转动的计算（最后一列）考虑到在梭子进出梭口期间筘座已达到了25.7259的旋转位移并后退这一事实。例如，对第一行， 23.38和25.7259之间的差异是由25.55和25.7259之间的差异计算得出。这两组中更高的作为输出链接的总的旋转。表中的价值是由更准确的价值中四舍五入得来的，以便于研究。从这张表中可以看出，在曲柄旋转83的时候进入梭口，213的时候离开梭口的梭子是最好的。在此期间筘座旋转0.53，这只占总转动的
14、2%。因此，最符合挑选要求窗口显示挑选时间比正常的织机发生的更早，这使得在梭子退出梭口时经纱片的弯曲因子得到改善。前面讨论的是一个打纬发生在曲柄旋转0和综框角度为270的棉织机。对丝织机，打纬发生在一个开放的梭口，综框角度接近0的情况下。这并不需要改变挑选时间。这里提出的六连杆打纬机构，要求梭子穿行相的同时间，即梭子在83进入梭口和在213离开梭口。较早分开经线没有任何改变。只有在梭子需要花费需要更长的时间或更短时间穿过梭口时，挑选时机才需要改变。然而，根据Thomas和Vincent (1949)的报告，梭子的速度根据织机的宽度而改变。较宽的织布机梭子的速度更大，但并不希望看到梭子穿过梭口的
15、所花的时间随着织机宽度发生剧烈的变化。可能出现的小变化应该根据挑选时机调整，以确保在梭子运行时筘座的最小移动。传统的四连杆打纬机构，通过增加连接杆的长度来增加打纬力量。对于这种机构，增加连杆EF（图4）的长度，保持所有其他链接长度相等，将得到类似的效果。本文讨论了仅对有梭织机使用这种机构的优势。然而使用六连杆的近似停歇 来引纬这一概念也可以扩展到剑杆织机，喷气和喷水织机。剑杆织机的剑杆安装在筘座上，用所提议的筘座驱动，可以使得剑头和顶经纱片之间的磨损减少或消除。喷气和喷水织机，相比于传统的四杆打纬，对同一梭口深度该机构将给引纬提供更多的时间。总结有梭织机中用于驱动筘座的四杆机构在梭子离开梭口时
16、约束梭子转移经纱片。本文提出了一种基于瓦特链的六杆机构，它的输出连接用作筘座在曲柄旋转近100时运动很慢。把梭子进入梭口的时间从目前使用的110改到83，在梭子运行时将最大程度的利用近似停歇这一区域。这一改变也将使得梭子的一小部分运动进入梭口关闭的区域（假设综框角度为270）。这两个原因会导致经纱片通过梭子发生更少的偏转。参考文献:Commercial News，2004，Accessed in July 2005 at：http:/www.indianembassy.it/commnew7.htm.HAIN，K.，1967，Applied Kinematics，2nd edn.，McGraw
17、Hill，New York.MALLIK，A. K.，G，HOSH，A.and DITTRICH，G.，1994，KinematicAnalysis and Synthesis of Mechanisms，CRC Press，Boca Raton，FL.MARKS，R. and ROBINSON，A.T.C.，1976，Principles of Weaving，The Textile Institute，Manchester.NORTON，R.L.，2005，Design of Machinery: An Introduction to theSynthesis and Analysis
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