针刺机原理

务ｌ　勺　化　

起绒针刺机控制系统　

夏司彪　（常熟飞龙无纺设备有限公司）　摘要：文章阐述了采用自动控制系统运用于无纺织物的起绒针刺机控制。简要地介绍了工艺流程及　其功能模块的设计方法，利用变频器标配的ＣＡＮＯｐｅｎ通信实现经济可靠的现场总线系统，是　一套完整的解决方案，对于自动控制系统的配置具有一定的借鉴意义。　关键词：无纺织物；起绒；现场总线；控制系统　中图分类号：ＴＰ３９１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１　００９—０１　３４（２００８）０１—００８８—０３　

０引言　起绒针刺机是一种用于无纺刺布（毯）后道　加工的设备。目前，我国在此类设备的研制方面　尚属空白，全部依赖从国外进口。我公司在施耐　德电气纺机应用中心和苏州办事处的大力支持　下，自主研发了基于施耐德电气全套解决方案　的起绒针刺机控制系统。本文主要介绍了这一　系统的构成和控制要点。　１起绒针刺机工艺及控制系统构成　起绒针刺机的结构如图１所示，主要包括：　放卷一前储布架一针刺机一对辊牵引一压辊一　Ｕｎｉｔｙ　Ｐｒｅｍｉｕｍ　ｉ　匿　鞴瓤｜群　ｉ　；黪　＿　ｌｌ一　臻：　

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后储布架一收卷。无纺布一般以不高于６ｎｄｍｉｎ的线　速度运行，针刺板则以１６００刺／ｓ的频率运行，线速　度和针刺频率按一定的针刺机数学模型同步运行。　相应的传动点分别为：放卷电机、毛刷电机、针刺　电机、出料牵伸电机及收卷电机。　为？　函　篓　上　。　ｌ＿，一　图１起绒针剌机工艺原理图　为达到起绒针刺过程的工艺要求：恒张力、恒　牵伸比和针刺密度恒定，各传动点之间需依一定的　数学关系进行同步控制。考虑到系统不仅要求高速　的数值计算，而且对变频器的性能要求很高。整机　采用了施耐德电气的全套解决方案，起绒针刺机的　控制系统构成如图２所示。控制系统的核心为Ｕｎｉｔｙ　放　毛　出　收　针　卷　刷　料　卷　刺　图２起绒针剌机电气控制原理图　控制（Ａ／Ｄ）　控制（Ａ／Ｄ）　控制（Ａ／Ｄ）　

第２３卷第２期　２０１２年４月　中原工学院学报　ＪＯＵＲＮＡＩ　０Ｆ　ＺＨ（）ＮＧＹＵＡＮ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＩ　ＯＧＹ　Ｖｏ１．２３　ＮＯ．２　Ａｐｒ．，２０１２　

文章编号：１６７１—６９０６（２０１２）０２—００７５—０４　

针刺机设计过程中偏心主轴振动与强度计算分析　

马民生　

（恒天重工股份有限公司技术开发中心，郑州４５０００１）　

摘　要：　针对恒天重工股份有限公司技术开发中心开发的单字头和双字头针刺机在试验过程中存在的针刺频率和针　刺密度低的问题，分析了针刺机的针刺频率、针刺密度与设备偏心主轴振动和强度的关系，认为可以通过运动分析、测量　及计算使针刺机的振动、强度量化，从而为提高针刺频率和针刺密度提供依据．　关键词：　非织造布；针刺机；振动　中图分类号：ＴＨＩ１２　文献标志码：　Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１　６７１—６９０６．２０１２．０２．Ｏ１７　

非织造布是一种不需要纺纱织布而形成的织物，　它是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机排列，形　

成纤网结构，然后经过水刺、针刺或热轧加固，最后经　过后整理形成的无编织的布料．针刺是众多非织造布　

生产工艺中开发最早、最成熟的一种传统工艺．针刺机　是非织造布生产过程中最关键的设备．随着针刺产品　

的应用领域越来越广泛、市场需求越来越大，许多设备　生产制造商纷纷投入到针刺机及其生产线的开发与研　

制中，目前国内市场已形成明显的高中低档格局．从现　阶段情况来看，不同档次的针刺机都存在一个共同的　问题：设备的振动和主轴强度影响到针刺频率和针刺　

密度的提高．本文就恒天重工股份有限公司开发的单　字头和双字头针刺机在试验过程中存在的问题，给出　

了针对性的解决方法，定量分析了针刺机的针刺频率、　设备振动与强度，为上述问题的解决提供了数据支撑．　

１　针刺机运动部件的力学分析　

针刺机运动部件主要是偏心主轴、连杆、推杆、针　

板．偏心主轴作旋转运动，推杆、针板作往复运动，连杆　作平移和摆动运动，其工作原理类似于曲柄一连杆一　

第1篇

一、实验目的

本次实验旨在通过针刺生产实训，使学生掌握针刺生产的原理、工艺流程、设备操作以及质量控制等方面的知识，提高学生的实际操作能力和对针刺制品生产的认识。

二、实验时间

2023年X月X日至2023年X月X日

三、实验地点

XX纺织学院针刺车间

四、实验人员

实验组：XXX、XXX、XXX

五、实验设备与材料

1. 实验设备：

- 针刺机

- 纱线

- 纱架

- 热定型机

- 剪刀

- 纱线张力控制器

- 纱线计数器

2. 实验材料：

- 聚酯纤维纱线

- 棉纤维纱线

- 尼龙纱线

六、实验原理 针刺生产是一种将纱线通过针刺机进行反复针刺，使纱线相互交织、缠结，形成具有一定强度和弹性的非织造布的工艺。该工艺具有生产成本低、原料适应性强、产品品种多等特点，广泛应用于过滤材料、保暖材料、土工材料等领域。

七、实验内容与步骤

1. 准备阶段

（1）检查针刺机各部件是否正常，包括针板、针头、纱架等。

（2）根据产品要求选择合适的纱线，调整纱线张力。

（3）将纱线安装在纱架上，确保纱线排列整齐。

2. 针刺阶段

（1）启动针刺机，调整针刺速度和针刺深度。

（2）观察针刺过程，确保针刺效果符合要求。

（3）根据产品要求，调整针刺次数。

3. 热定型阶段

（1）将针刺后的非织造布送入热定型机。

（2）调整热定型温度和时间，使非织造布达到规定厚度和尺寸。

4. 切割阶段

（1）将热定型后的非织造布送入切割机。

（2）调整切割机参数，确保切割尺寸准确。

5. 质量检验

（1）对切割后的非织造布进行外观检查，包括颜色、厚度、尺寸等。

（2）进行力学性能测试，如拉伸强度、断裂伸长率等。

八、实验结果与分析

1. 针刺效果 通过实验，观察到针刺机能够将纱线紧密交织，形成具有一定强度和弹性的非织造布。针刺次数和针刺深度对非织造布的强度和厚度有显著影响。

1 圆柱形预制体针刺机控制系统设计

第一章绪论

1.1课题研究背景和意义

1.1.1.研究内容及目的意义

研究内容：本课题研究的圆柱形预制体针刺机控制系统，其功能是通过欧姆龙PLC系统，对圆柱形预制体针刺机通过数控控制系统进行自动化控制运行。

研究目的意义：本课题设计了一套圆柱形预制体针刺机控制系统，从根本上替代了纯人工操作针刺机的落后生产方式，提高了针刺机的自动化水平，减轻了工人的劳动强度，大大提高了针刺机的生产效率，确保了织物的生产质量，提升了企业的经济竞争力。

1.2圆柱形预制体针刺机介绍

1.2.1.针刺机综述

针刺机是使用有着一些截面，像是三角形或者像是其他形状的截面。然后使用刺针对织物进行反复的针刺，其中刺针的棱边具有刺钩。由交织网、气流成网机下机的纤网。在喂入针刺机时候的纤维比较蓬松，尽是通过纤维与纤维之间的抱协力而产生一定的强力。但是强力很差，而利用针刺机，当很多刺针一起针刺纤网时，刺针上的倒刺就会联动纤网表面和次表面的纤维，在其平面方向向垂直方向运动，使纤维产生位移，位移的方向是上下方向，这样运动后的纤维就会对纤网产生相对的挤压作用，使纤网中纤维慢慢地聚集然后被压缩，从而使得材料之间更加致密，力学性能更好。

1.2.2.针刺机大致原理

当针刺机的刺针刺入织物到达相对的距离后，随后刺针退回，通过刺钩顺向 2 的作用，产生了移位的纤维离开刺钩之后几乎以垂直状况留在织物中，这些纤维束就像销钉固定机构一样钉入了纤维网之中，从而使纤维网产生的压缩不能恢复。这样之后，每立方厘米的纤网上经过了多次的重复的针刺，这样就等于把很多的纤维束同时针刺进入了纤网，这样就使得纤网内纤维和纤维之间的作用力变得更大，这样从而使得纤网的强度得到提升，而且密度也有相对程度提高，纤维也具备了相当力度、弹力、密度等各种优越品质的非织造品。

1.2.3.主要运动

整个针刺机机构运动由三个部分组成。

整个机构运动的流程如下介绍。首先针刺部分系统由气缸驱动，在水平方向做往复针刺运动，气缸选用单活塞双作用气缸，使用电磁气阀控制，推动针板做针刺运动，对预制体外的材料做针刺。