【摘要】：針對(duì)針織提花圓緯機(jī)的核心器件電磁選針器的刀頭在小尺度內(nèi)往復(fù)擺動(dòng)時(shí)雙穩(wěn)態(tài)特性差異大以致選針工作不穩(wěn)定、性能一致性差的問題,為改善選針器性能、提高用戶的工作效率及生產(chǎn)布匹的合格率,本文在對(duì)電磁選針器動(dòng)態(tài)特性研究的基礎(chǔ)上,提出一種基于壓電陶瓷傳感特性的選針動(dòng)作檢測(cè)方案,并進(jìn)行電磁選針器的閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在研究國(guó)內(nèi)外電磁選針器及其檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,主要進(jìn)行了以下工作:(1)基于電磁驅(qū)動(dòng)理論的研究,本文針對(duì)不同磁性材料的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析,選出滿足選針器電磁驅(qū)動(dòng)需求的材料,分別適用于電磁選針器內(nèi)嵌的鐵磁質(zhì)與永磁塊。根據(jù)工況需求建立電磁選針器的三維物理工作模型,同時(shí)進(jìn)行原理性分析,并提出選針器的工況作業(yè)指標(biāo)。通過構(gòu)建力學(xué)模型,理論研究選針器刀頭小尺度范圍內(nèi)往復(fù)擺動(dòng)及與擋板撞擊的完整過程及動(dòng)態(tài)力學(xué)特性。(2)設(shè)計(jì)位移及沖擊力檢測(cè)實(shí)驗(yàn),通過高精度激光位移傳感器、應(yīng)變片測(cè)力裝置等精密儀器對(duì)其刀頭的往復(fù)擺動(dòng)和其與擋板的撞擊過程這兩個(gè)階段分別進(jìn)行測(cè)量,利用LabVIEW和MATLAB等軟件對(duì)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析及特性曲線重構(gòu)。根據(jù)選針器工況作業(yè)指標(biāo)和擺動(dòng)及撞擊兩階段的力學(xué)特性,對(duì)實(shí)驗(yàn)及理論數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)分析。(3)基于激光多普勒測(cè)振原理,對(duì)擋板受到撞擊時(shí)的振動(dòng)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,以得出振動(dòng)測(cè)量方案的可行性。根據(jù)壓電陶瓷晶體的傳感特性,實(shí)驗(yàn)制備壓電層合體,通過對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模以及實(shí)驗(yàn)分析其阻抗特性,以驗(yàn)證制備過程的可靠性。利用ANSYS分析軟件對(duì)層合體進(jìn)行仿真分析,并通過層合體的振動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的頻譜分析來驗(yàn)證仿真結(jié)果的合理性,并基于此分析利用壓電層合體進(jìn)行選針器動(dòng)作信號(hào)檢測(cè)的可行性,提出一種基于壓電陶瓷晶體傳感特性的電磁選針器的動(dòng)作信號(hào)檢測(cè)方案。(4)電磁選針器閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì):硬件上針對(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行設(shè)計(jì),主要于通信收發(fā)、驅(qū)動(dòng)輸出、電流檢測(cè)、地址按鍵這些模塊進(jìn)行功能優(yōu)化實(shí)現(xiàn),并基于此設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)接模塊以提高電磁驅(qū)動(dòng)的可靠性和安全性;軟件上,設(shè)計(jì)電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)檢測(cè)方案的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)兼容各類選針器并增加地址注冊(cè)、程序升級(jí)等模塊。在實(shí)現(xiàn)電磁選針器與圓緯機(jī)主控模塊之間的雙向?qū)崟r(shí)通訊的基礎(chǔ)上,闡述電磁選針閉環(huán)控制策略。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TS183
【圖文】：

刀頭繞部件 4 固定軸擺動(dòng)。1.鐵磁質(zhì)；2.線圈；3.永磁塊；4.固定軸；5.刀頭圖2.1 電磁式選針器執(zhí)行模塊2.1.2 電磁選針器的工況作業(yè)指標(biāo)電磁選針器為緯編針織圓緯機(jī)提花編織的核心部件之一，根據(jù)實(shí)際工作要求，現(xiàn)以一臺(tái) 36 寸，38 針的圓緯機(jī)為例，總針數(shù)N =36*38*π≈4298，由于針數(shù)需為 8 或 16 的倍數(shù)，所以取機(jī)器總針數(shù)為 4304 針，最高轉(zhuǎn)速為 18r/min，選針器刀數(shù) 10 刀。根據(jù)?

當(dāng)其動(dòng)作到位即與擋板碰撞時(shí)，速度將在極短時(shí)間內(nèi)減為零，對(duì)這一階段進(jìn)行力學(xué)分析可以得出刀頭與擋板碰撞瞬時(shí)產(chǎn)生的平均沖量，刀頭擺擊到位的受力分析圖如圖 2.6 所示。圖2.6 刀頭擺擊到位的受力分析圖根據(jù)剛體繞固定軸 Z 軸轉(zhuǎn)動(dòng)，剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 ，則可得沖量矩在 Z 軸上的投影式： = щ ( ( )) щ ( ( )) 2-(11)式中： 表示刀頭碰撞擋板初始角速度； 表示碰撞結(jié)束角速度；щ ( ( )) 為外部碰撞沖量，對(duì)于 n 個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的質(zhì)點(diǎn)系，由沖量定理可得擋板受到內(nèi)外碰撞沖量的作用，由于內(nèi)碰撞沖量是成對(duì)出現(xiàn)[22]，因此щ ( ( )) = ，設(shè) = щ ( ( )) ，由圖 2.6可得 作用在 P 點(diǎn)

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本文編號(hào)：2717426