專利名稱：電磁織機(jī)的制作方法
一、前言及現(xiàn)有技術(shù)背景我叫戴明義，是信息產(chǎn)業(yè)部第二十二研究所的一名高級(jí)工程師，從事電子技術(shù)研究工作近四十年，現(xiàn)已退休。長(zhǎng)期的研究工作，使我養(yǎng)成了一種習(xí)慣，即遇到問題就不斷的思考，總想找到一個(gè)合理的解決問題的方法。
二十多年前，我到一家規(guī)模很大的紡織廠參觀?？棽架囬g那種巨大的噪音，給我留下了難忘的印象。我總覺得紡織機(jī)械設(shè)計(jì)者們，無(wú)論如何都應(yīng)該把它解決掉。
以后的日子里，特別是改革開放以來(lái)，新型織機(jī)不斷被引入我國(guó)。噴氣織機(jī)、噴水織機(jī)、劍桿織機(jī)和片梭織機(jī)，這些織機(jī)的構(gòu)思之新穎，設(shè)計(jì)之精巧，性能之優(yōu)良，動(dòng)作之精確可靠，使我十分敬佩。但是，我發(fā)現(xiàn)這些織機(jī)雖然一個(gè)比一個(gè)精良，卻一個(gè)比一個(gè)構(gòu)造復(fù)雜，一個(gè)比一個(gè)難于加工制造，一個(gè)比一個(gè)價(jià)格昂貴。能不能使它們構(gòu)造更簡(jiǎn)單些，性能更優(yōu)良些呢？這又成了我多年來(lái)不斷思考的問題。有個(gè)電視廣告中的一句話說(shuō)得好“把簡(jiǎn)單的事情搞復(fù)雜了，太累；把復(fù)雜的問題搞簡(jiǎn)單了，貢獻(xiàn)！”，我覺得新型織機(jī)的設(shè)計(jì)師們一味地將精力花費(fèi)在機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新和改造上，他們“太累”了。現(xiàn)在我想做做“貢獻(xiàn)”的工作。
磁懸浮高速列車的出現(xiàn)，給了我啟發(fā)?？床灰娒恢拇帕Γ梢詫?shù)十噸甚至上百噸的列車讓它飛速運(yùn)動(dòng)。怎么就不能讓小小的梭子飛速運(yùn)動(dòng)呢？但是要在織機(jī)上形成一個(gè)磁懸浮的技術(shù)環(huán)境，是不可能的。然而磁場(chǎng)在磁力可以達(dá)到的范圍內(nèi)，有隔著非導(dǎo)磁體也能吸引導(dǎo)磁體的能力。我的發(fā)明構(gòu)思就此形成了——用磁力拖動(dòng)梭子運(yùn)動(dòng)。
我的專業(yè)是電子技術(shù)而非紡織機(jī)械制造，于是為了將磁力用在走梭上，我閱讀了很多有關(guān)織機(jī)方面的書，也多次參觀考察了現(xiàn)有的織機(jī)。之后，我了解到當(dāng)今的主流織機(jī)都是由五大機(jī)構(gòu)(或者說(shuō)五大功能部分)組成，它們包括1、開口機(jī)構(gòu)——把經(jīng)紗上下輪流分開，組成梭口；2、引緯機(jī)構(gòu)——引導(dǎo)緯紗進(jìn)入并穿過(guò)梭口；3、打緯機(jī)構(gòu)——把新引入的緯紗推向織口，形成織物；4、送經(jīng)機(jī)構(gòu)——把經(jīng)紗不斷地補(bǔ)充送向織口；5、卷取機(jī)構(gòu)——把新形成的織物引離并卷成布卷現(xiàn)代織機(jī)之間，除引緯機(jī)構(gòu)有著根本性的差異之外，其他四種機(jī)構(gòu)對(duì)于各種織機(jī)來(lái)說(shuō)都是大同小異的通用機(jī)構(gòu)。這樣我就將對(duì)新織機(jī)的研究精力，主要花在了對(duì)新引緯機(jī)構(gòu)的研究上。
我的發(fā)明并不是某項(xiàng)專業(yè)技術(shù)的重大突破，而是綜合運(yùn)用電子技術(shù)知識(shí)、電氣知識(shí)、磁學(xué)知識(shí)和機(jī)械知識(shí)而設(shè)計(jì)出的一種全新的幾乎是看不見摸不著的引緯機(jī)構(gòu)。將它與其他四種通用機(jī)構(gòu)相結(jié)合，即構(gòu)成了一臺(tái)新的織機(jī)。依照業(yè)界的慣例，用什么樣的引緯方式構(gòu)成的織機(jī)，就叫做什么樣名稱的織機(jī)。故我發(fā)明的新織機(jī)，就叫它作電磁織機(jī)。
聲明一點(diǎn)，我的新織機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)思是基于有梭織機(jī)的構(gòu)造產(chǎn)生的，故各部件的名稱，還暫時(shí)沿用有梭織機(jī)的名稱，待新織機(jī)定型批量生產(chǎn)時(shí)，再給各部件取恰如其分的名稱吧。
二、電磁織機(jī)的結(jié)構(gòu)及電磁引緯機(jī)構(gòu)的工作原理我發(fā)明的電磁織機(jī)，其技術(shù)核心是磁場(chǎng)在引緯系統(tǒng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵的技術(shù)措施是造成一個(gè)可控的流動(dòng)磁場(chǎng)。所謂可控的磁場(chǎng)，就是要它存在時(shí)，它就存在；要它消失時(shí)，它就消失；要它自左至右流動(dòng)或自右至左流動(dòng)時(shí)，它就按給它的指令如愿實(shí)現(xiàn)流動(dòng)；需要它強(qiáng)它就強(qiáng)，要它弱它就弱。這樣的可控的磁場(chǎng)，用永磁材料是絕對(duì)辦不到的，必須用電磁體才能達(dá)到目的。那么如何造成如上所述的可控的流動(dòng)磁場(chǎng)呢？有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)一種是電磁體鏈?zhǔn)?，一種是氣缸活塞式。現(xiàn)先介紹完電磁織機(jī)的整體結(jié)構(gòu)之后，再詳述可控磁場(chǎng)的問題。
1.電磁織機(jī)的整體結(jié)構(gòu)電磁織機(jī)的結(jié)構(gòu)，非常簡(jiǎn)單?？梢杂靡韵氯c(diǎn)表述清楚(1)將普通有梭織機(jī)，砍掉它的引緯機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分，并輕化薄化梭箱。保留原織機(jī)的其它四個(gè)功能部分，讓它們能照舊運(yùn)轉(zhuǎn)；(2)安裝新的引緯機(jī)構(gòu)，即在走梭板下面緊貼著的筘框木的上部，沿長(zhǎng)度方向開一從頭至尾的長(zhǎng)槽，在長(zhǎng)槽內(nèi)安置一電磁體鏈。這些電磁體在電氣上和結(jié)構(gòu)上是相互獨(dú)立的，但在安置的幾何位置上卻要相互參差起來(lái)。電磁體的鐵心要是開環(huán)的，并且開口朝上擺放。將每塊電磁體線圈的供電線路連接至控制電路箱內(nèi)。箱掛在織機(jī)側(cè)面方便的地方。蓋緊走梭板。走梭板要薄而且非常光滑堅(jiān)固。至此，新的電磁體鏈?zhǔn)降囊暀C(jī)構(gòu)的安裝，即告完成。(3)對(duì)梭子進(jìn)行適應(yīng)磁環(huán)境的改造，即去掉鋼質(zhì)梭尖換以非導(dǎo)磁體材料的。再將梭子緊貼走梭板的底面，裝上一導(dǎo)磁體片，以便流動(dòng)磁場(chǎng)出現(xiàn)時(shí)，可以拖著它一起流動(dòng)。至此，電磁織機(jī)的整體結(jié)構(gòu)即如述成型。
2.電磁體鏈?zhǔn)揭暤墓ぷ髟砺裰迷隗乜蚰局械碾姶朋w鏈，不加電時(shí)它不起任何作用?？墒窃诳刂齐娐?見電磁體鏈?zhǔn)揭暀C(jī)構(gòu)的邏輯控制電路圖)的控制下，它會(huì)形成流動(dòng)的磁場(chǎng)并拖梭子一起流動(dòng)，完成引緯運(yùn)動(dòng)。
織造過(guò)程是開口、引緯、打緯三個(gè)運(yùn)動(dòng)相繼并反復(fù)進(jìn)行。當(dāng)開口運(yùn)動(dòng)將要完成時(shí)，織機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的同步機(jī)構(gòu)，即發(fā)生一引緯啟動(dòng)信號(hào)，此信號(hào)觸發(fā)控制電路的雙穩(wěn)態(tài)電路(假定雙穩(wěn)態(tài)電路原先穩(wěn)定在Q狀態(tài)，梭子是在右端梭箱內(nèi))，于是Q端輸出信號(hào)，此信號(hào)一路加于左邊的一組與門上，一路去觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路1，單穩(wěn)態(tài)1的輸出信號(hào)至與門1左時(shí)，與門1左的兩個(gè)輸入端有信號(hào)相與，其輸出就控制可控硅1導(dǎo)通，于是電磁體的線圈里通了電流并產(chǎn)生了磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)吸引梭子向它靠近，并使其進(jìn)入最佳位置(磁心的開口中心)時(shí)，單穩(wěn)態(tài)1結(jié)束了它的非穩(wěn)定狀態(tài)，其下降沿觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)2的同時(shí)，也關(guān)閉了與門1左和可控硅1，跟著電磁體1的磁場(chǎng)消失。此時(shí)單穩(wěn)態(tài)2的輸出卻使與門2左和可控硅2導(dǎo)通。于是電磁體2的磁場(chǎng)產(chǎn)生，進(jìn)而吸引梭子向電磁體2靠近，并使其進(jìn)入最佳位置時(shí)，接著單穩(wěn)態(tài)2的非穩(wěn)定狀態(tài)又結(jié)束了，并觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)3。這樣上述的連鎖反應(yīng)便相繼進(jìn)行下去。如此，前一個(gè)電磁體的磁場(chǎng)消失后一個(gè)電磁體的磁場(chǎng)產(chǎn)生，便可將梭子從右漸次拖向左，完成一個(gè)自右至左的引緯過(guò)程。當(dāng)織造運(yùn)動(dòng)進(jìn)行到第二個(gè)開口運(yùn)動(dòng)將要完成時(shí)，織機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的同步機(jī)構(gòu)，又產(chǎn)生出一個(gè)引緯啟動(dòng)信號(hào)給雙穩(wěn)態(tài)電路，于是Q端輸出信號(hào)，雖然仍將使單穩(wěn)態(tài)電路一個(gè)接一個(gè)的觸發(fā)，但此時(shí)卻因右邊一組與門準(zhǔn)備了導(dǎo)通的條件(Q加信號(hào)于其上)，因而是最后一個(gè)與門9右首先導(dǎo)通，也就是電磁體9首先產(chǎn)生磁場(chǎng)，接著電磁體9磁場(chǎng)消失，電磁體8產(chǎn)生磁場(chǎng)，也就是說(shuō)磁場(chǎng)是從左至右流動(dòng)，到這個(gè)循環(huán)結(jié)束時(shí)，梭子便被從左拖至右，完成了一個(gè)從左至右的引緯過(guò)程。如此往復(fù)運(yùn)行，就完成了一次次的引緯運(yùn)動(dòng)。
需要聲明，這里的“電磁體鏈?zhǔn)揭暤倪壿嬁刂齐娐穲D”既不一定是最好的，也不是唯一的。它也可以用時(shí)間分配器電路或單片機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)控制?？傊?，方法很多。另外，這里的邏輯控制電路用了九級(jí)，實(shí)際上可能需要很多級(jí)，究竟該用幾級(jí)，這要由筘幅和電磁體的長(zhǎng)度來(lái)決定。
在電磁體鏈?zhǔn)揭曋校枰貏e注意的地方很多，現(xiàn)擇要講幾點(diǎn)(1)電磁體的鐵心的形狀，必須進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，以消除雜散磁路對(duì)有效磁力的分散，從而提高引緯效力和節(jié)省能源；(2)當(dāng)磁場(chǎng)隔著走梭板吸引梭子在走梭板上滑行時(shí)，磁場(chǎng)吸引力的分力之一——正壓力，增加了梭子的滑動(dòng)摩擦力。為克服此摩擦力，給梭子裝上非導(dǎo)磁體的輪子更好些，改滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，以節(jié)省能源；(3)筘框木上應(yīng)避免使用導(dǎo)磁體材料制造的部件，以免影響流動(dòng)的磁場(chǎng)的正常流動(dòng)及磁場(chǎng)對(duì)梭子的有效吸引；(4)筘框木內(nèi)埋置了電磁引緯機(jī)構(gòu)，增加了筘框木的重量，故對(duì)打緯機(jī)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。
3.氣缸活塞式引緯的工作原理氣缸活塞式引緯的構(gòu)成，是在如前所述的筘框木上部開的長(zhǎng)槽內(nèi)，安置一非導(dǎo)磁體材料作成的長(zhǎng)管式氣缸，其長(zhǎng)度與筘框木等長(zhǎng)。氣缸內(nèi)裝一具有電磁體功能的活塞。氣缸兩端都有進(jìn)氣孔和排氣孔。平時(shí)進(jìn)氣孔都處于關(guān)閉狀態(tài)，排氣孔都處于開的狀態(tài)。當(dāng)左端進(jìn)氣孔開啟進(jìn)氣時(shí)，左端的排氣孔立即關(guān)閉，此時(shí)高壓氣推動(dòng)活塞式電磁體自左至右跑，梭也被吸引著拖向右，(假定梭子停在左端梭箱內(nèi))，活塞跑到盡頭時(shí)(即右梭箱位置)，梭子也完成了一次自左向右的引緯。當(dāng)右端進(jìn)氣時(shí)，右端的排氣孔立即關(guān)閉，高壓氣推動(dòng)活塞式電磁體自右至左跑，梭子也被吸引著拖向左，活塞跑到左端梭箱時(shí)，梭子也完成了一次自右向左的引緯。如此往復(fù)運(yùn)行，便完成了一次次的引緯運(yùn)動(dòng)。這里進(jìn)氣的時(shí)刻和進(jìn)氣的時(shí)間長(zhǎng)短，由織機(jī)運(yùn)行的同步機(jī)構(gòu)給出的引緯啟動(dòng)信號(hào)觸發(fā)控制電路，而后由控制電路完成應(yīng)有的一切操作。需指出，活塞式電磁體的供電，是由容量大、體積小并可快速充電的電池供給，而且要做到只有在活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)才供電，到達(dá)兩端梭箱位置時(shí)，電立即被切斷，并且在活塞到副梭箱一端時(shí)，才給電池充電。充電可以是活塞到副梭箱一端若干次才充電一次。這一切動(dòng)作都是由控制電路控制完成。所以要在梭箱位置時(shí)將活塞式電磁體斷電，一是為節(jié)省能源，二是為了方便對(duì)梭子的其他操作，比如自動(dòng)換梭等。關(guān)開進(jìn)氣、排氣孔，斷接電磁體的電，這些簡(jiǎn)單的控制技術(shù)問題，業(yè)內(nèi)人士都是可以輕而易舉地解決，這里我就不再贅述了。
關(guān)于高壓氣源，可以用一臺(tái)大氣泵供整個(gè)車間的氣，也可以一臺(tái)織機(jī)配一臺(tái)小氣泵。至于統(tǒng)一供氣和分散供氣的優(yōu)缺點(diǎn)，業(yè)內(nèi)人士自會(huì)審時(shí)度勢(shì)的。
綜觀上述兩種電磁引緯方式，雖然電磁體鏈?zhǔn)揭晫?shí)現(xiàn)起來(lái)難度要大一些，但是在簡(jiǎn)化織機(jī)結(jié)構(gòu)和消除引緯的一切機(jī)械運(yùn)動(dòng)及部件上，比氣缸活塞式引緯方式體現(xiàn)得更突出些。三、電磁織機(jī)的優(yōu)點(diǎn)這里所以要寫電磁織機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，并不是做廣告宣傳，而是想進(jìn)一步說(shuō)明它的實(shí)用性。
電磁織機(jī)的優(yōu)點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜電磁織機(jī)結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，它是將本已簡(jiǎn)單有梭織機(jī)，又砍掉了它的引緯機(jī)構(gòu)，再在筘框木中埋置新的電磁引緯機(jī)構(gòu)而成。因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工制造，故造價(jià)也會(huì)很便宜；2.噪音極小電磁織機(jī)引緯時(shí)，沒有任何機(jī)械傳動(dòng)，沒有機(jī)械撞擊等機(jī)械動(dòng)作，故噪音會(huì)極?。?.工作平穩(wěn)、振動(dòng)小電磁織機(jī)引緯時(shí)，因無(wú)機(jī)械傳動(dòng)，無(wú)機(jī)械撞擊，而且引緯的動(dòng)力(能量)又是直接取于電網(wǎng)而非織機(jī)的主傳動(dòng)電機(jī)，因而不會(huì)使主傳動(dòng)電機(jī)負(fù)荷突變，故織機(jī)的振動(dòng)最小，工作最平穩(wěn)；4.勞動(dòng)生產(chǎn)率高電磁織機(jī)在引緯過(guò)程中，引緯的動(dòng)力(能量)是連續(xù)不斷地續(xù)加在梭上的，故引緯行程可以很長(zhǎng)很長(zhǎng)，也就是說(shuō)筘幅可以很寬。這是當(dāng)今各種織機(jī)都無(wú)法做到的。筘幅的加寬，有利于提高織造效率，也就是有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；5.耗能低電磁織機(jī)的引緯的動(dòng)力(能量)幾乎是全部作用在了走梭上，沒有任何傳動(dòng)機(jī)構(gòu)消耗能量，故引緯運(yùn)動(dòng)耗能會(huì)很??；6.操作方便電磁織機(jī)的引緯是在電子線路的控制下運(yùn)行的。引緯運(yùn)動(dòng)與其他功能部分的協(xié)調(diào)配合，也是以電信號(hào)來(lái)完成的，故操作會(huì)很方便；7.保持了有梭織機(jī)的一切優(yōu)點(diǎn)有梭織機(jī)至今未被淘汰，是因?yàn)樗哂蓄B強(qiáng)的生命力，也就是它具有其他織機(jī)不具備的許多優(yōu)點(diǎn)。比如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，適應(yīng)性強(qiáng)，能形成完整光潔的布邊，維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。電磁織機(jī)也屬于有梭織機(jī)，故有梭織機(jī)的一切優(yōu)點(diǎn)，也被統(tǒng)統(tǒng)地保留繼承；8.運(yùn)行安全電磁織機(jī)雖屬于有梭織機(jī)，但它的梭子的運(yùn)動(dòng)自始至終是在磁場(chǎng)的完全控制下進(jìn)行的，絕對(duì)不會(huì)有飛梭扎梭的事故發(fā)生。故它的運(yùn)行十分安全；9.更新?lián)Q代的優(yōu)選織機(jī)電磁織機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，性能優(yōu)良于當(dāng)今各種織機(jī)，故它完全可以成為我國(guó)更新?lián)Q代和改造現(xiàn)有有梭織機(jī)的最佳優(yōu)選織機(jī)。
權(quán)利要求
1.以電磁引緯方式做成的電磁織機(jī)整體；
2.電磁引緯方式(包括電磁體鏈?zhǔn)胶蜌飧谆钊?自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理；
3.電磁引緯機(jī)構(gòu)與打緯機(jī)構(gòu)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即把電磁引緯自身的結(jié)構(gòu)埋置在打緯機(jī)構(gòu)中的設(shè)計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明是電磁織機(jī),它是用電磁引緯方式工作的一種新型織機(jī)。電磁引緯的技術(shù)核心,是磁和磁學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。關(guān)鍵的技術(shù)措施是造成一種可控的流動(dòng)磁場(chǎng),藉流動(dòng)磁場(chǎng)對(duì)梭的吸引,來(lái)完成引緯操作。如何造成一種可控的流動(dòng)磁場(chǎng)呢 有兩種方法可以實(shí)現(xiàn),一種是電磁體鏈?zhǔn)?一種是氣缸活塞式。它們是如何設(shè)計(jì)和工作的,請(qǐng)?jiān)斠娬f(shuō)明書中的敘述。將電磁引緯方式與織機(jī)的其他四個(gè)功能部分相結(jié)合,即可構(gòu)成一臺(tái)電磁織機(jī)。電磁織機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,性能優(yōu)良,它可稱得上是新一代的新型織機(jī)。它的研制成功并投產(chǎn),將對(duì)我國(guó)的國(guó)家利益特別是紡織行業(yè)的利益,產(chǎn)生重大的影響。
文檔編號(hào)D03D49/00GK1373244SQ0112512
公開日2002年10月9日 申請(qǐng)日期2001年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月13日
發(fā)明者戴明義 申請(qǐng)人:戴明義