РЫЧАГ ДЛЯ РАСТЯГИВАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ И ТКАЦКИЙ СТАНОК, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЙ РЫЧАГ
LEVER FOR STRETCHING SYSTEM AND WEAVING LOOM COMPRISING SUCH LEVER

Настоящее изобретение касается рычага для растягивающей системы ткацкого станка, а также ткацкого станка, содержащего устройство для формирования фуле (шерстяной пальтовой ткани с саржевым переплетением), снабженное множеством растягивающих систем, содержащих, по меньшей мере, один такой рычаг.
Устройство для формирования фуле обычно содержит в ткацком станке множество плотно расположенных рамок с ремизками, приводимых индивидуально растягивающей системой. Эта растягивающая система содержит систему рычагов и коромысел для каждой рамки с ремизками, комплекс которых размещен параллельно в небольшом объеме. Системы растягивания ткани и рамки с ремизками плотно расположены сбоку в соответствии с направлением конвейера.
Рычаги и коромысла каждой растягивающей системы предназначены для передачи на рамку с ремизками движений формирующей фуле машины типа ткацкой каретки, кулачкового механизма или привода. Рычаги и коромысла способны выдерживать значительные повторяющиеся усилия.
В частности, рычаг, который связывает между собой коромысла для растягивания ткани, размещенные с каждой стороны рамки для растягивания, подвергается усталостным растягивающим усилиям и переменному давлению, которое, в частности, вызывается вибрациями, поперечными относительно продольного направления рычага, практически параллельного одному из главных параметров рамки для растягивания между двумя растягивающими коромыслами.
Один такой передающий рычаг может иметь длину, то есть продольный размер, достигающий более 3 метров, значительный по отношению к другим размерам, в особенности, к боковому размеру, который ограничен делением машины для формирования фуле, составляющему, обычно, от 10 до 16 мм.
Известные рычаги состоят, обычно, из стального профиля полого прямоугольного сечения, концы которого заканчиваются фланцами, позволяющими осуществить перемещение рычага в коромысле растягивающей системы.
Таким образом, такая структура рычага вызывает уменьшение динамического сопротивления рычага, когда он используется на высокой скорости. Амплитуда поперечных вибраций рычага может быть уменьшена путем увеличения момента поперечной инерции рычага, что требует увеличения его сечения, то есть единичной массы. Эти противоречивые эффекты требуют компромисса между поперечной инерцией и линейной массой рычага, то есть ограничения его использования на высокой скорости.
Кроме снижения преимуществ машины для формирования фуле, вызванного повышением движущейся массы, конструкция рычага из известного уровня техники требует обычно установки устройства стабилизации на средней части каждого передающего рычага для подавления поперечных вибраций. Стабилизирующее устройство может быть выполнено в форме рычага, один конец которого качается на оси, жестко закрепленной на основании станка, а второй конец качается на оси, закрепленной на внешней поверхности каждого рычага передачи. Боковой габарит каждого стабилизирующего устройства также ограничен делением. Таким образом, такие стабилизирующие устройства повышают стоимость установки и обслуживания устройства для формирования фуле ткацкого станка.
Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков и предлагает более стойкий рычаг, более легкий и более простой в установке и обслуживании.
Для этого изобретение предлагает рычаг для растягивающей системы ткацкого станка, размещаемый в продольном направлении. Этот рычаг содержит, по меньшей мере, два размещенных один над другим рычага, вытянутых в продольном направлении, и, по меньшей мере, одну поперечину, размещенную между штангами, при этом одна или каждая поперечина размещена на расстоянии от каждого конца рычага.
В соответствии с другими предпочтительными, но факультативными характеристиками изобретения, взятыми по отдельности или в любой технически возможной комбинации:
- одна или каждая поперечина связана с продольными частями штанг по длине поперечины;
- одна или каждая поперечина имеет небольшую длину по сравнению с длиной каждой штанги;
- одна или каждая поперечина выполнена в виде одной детали, одна или каждая поперечина неподвижно соединена со штангами склеиванием и одна или каждая поперечина имеет зоны форм, дополнительных к частям штанг, между которыми размещена поперечина;
- одна или каждая поперечина имеет плоские и параллельные между собой поверхности и одна или каждая поперечина имеет ширину, превышающую боковой габарит штанг;
- рычаг дополнительно содержит, по меньшей мере, один наконечник, установленный на продольном конце штанг, при этом наконечник обеспечивает связь рычага с другими устройствами системы растягивания;
- каждый наконечник установлен на штангах с помощью, по крайней мере, одного промежуточного органа;
- промежуточный орган представляет собой периферическую часть формы, дополнительной к форме соответствующего края штанги, а его ближайшая часть соединяется с наконечником;
- периферийная часть имеет периферийные и ближайшие плечи, при этом плечи разделены районом уменьшенного сечения;
- периферийная часть в соответствующую штангу и штанга имеет, по меньшей мере, одно сквозное отверстие напротив района с уменьшенным сечением, при этом форма отверстия, начинающегося в периферической части и переходящего в штангу, позволяет обеспечить подведение шлихты к району с уменьшенным сечением;
- по меньшей мере, одна штанга выполнена с практически постоянным сечением в продольном направлении;
- штанга выполнена трубчатой формы;
- основным сечением штанги является кольцевое;
- каждая штанга выполнена из композитного материала, предпочтительно на основе углеродных волокон и эпоксидной смолы в качестве заполнителя;
- штанги выполнены прямолинейными и параллельными между собой;
- расстояние между средними частями штанг превышает в поперечном направлении каждое из расстояний между концами штанг.
Кроме того, изобретение касается ткацкого станка, содержащего устройство для формирования фуле для ткацкого станка, содержащего множество расположенных рамок с ремизками, при этом каждая рамка с ремизками приводится в движение растягивающей системой, содержащей коромысла и рычаги, причем один из таких рычагов описан выше.
В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие фигуры чертежей, в числе которых:
фиг.1 изображает вид спереди ткацкого станка, снабженного устройством для формирования фуле, содержащего рычаг по изобретению;
фиг.2 изображает в крупном масштабе деталь II по фиг.1;
фиг. 3 изображает сечение в крупном масштабе по линии разреза III-III по фиг.2;
фиг.4 изображает сечение в крупном масштабе по линии IV-IV по фиг.2;
фиг. 5 изображает вид спереди рычага по варианту осуществления изобретения, альтернативному изображенному на фиг.1-4.
Фиг.1 изображает ткацкий станок М, снабженный устройством 1 для формирования фуле, содержащим множество рамок с ремизками, одна из которых представлена на этом чертеже под позицией 11. Известным образом рамка 11 снабжена ремизками 110, через проушины которых пропущена непрерывная нить в плоскости, перпендикулярной плоскости рамки 11, то есть плоскости фиг.1.
Каждая рамка 11 совершает вертикальное возвратно-поступательное перемещение в направлении двойной стрелки F. Это движение вызывается ткацкой кареткой 10. Это движение передается от ткацкой каретки 10 к рамкам 11 через совокупность рычагов и коромысел и осуществляет зацепление, формируя растягивающую систему 12.
Растягивающая система 12 приводится в движение выходным коромыслом 2 ткацкой каретки. Она содержит размещенный на выходном коромысле зацеп 23, с которым шарнирно соединен первый рычаг 3. Первый рычаг 3, в свою очередь, приводит в движение левое качающееся коромысло 41, приводящее в движение левый рычаг 51 рамки. Приводной рычаг 6 связывает плечо левого качающегося коромысла 41 с плечом правого качающегося коромысла 42, которое, в свою очередь, приводит правый рычаг 52 рамки. Термины “правый и левый” использованы в зависимости от расположения на фиг.1 детали, к которой они относятся.
Рычаг 6 предназначен для передачи движения от коромысла 41 к коромыслу 42. Для этого рычаг 6 своими концами шарнирно соединен с двумя осями вращения 641 и 642 соответственно с качающимися коромыслами 41 и 42. Каждое из качающихся коромысел 41 и 42 установлено поворотно на оси, закрепленной на корпусе ткацкого станка. Позицией Х обозначено продольное направление рычага 6, и длиной называют размер элемента по этому продольному направлению Х. Рычаг 6 имеет длину L6.
Рычаг 6 содержит две размещенных одна над другой штанги, нижнюю 61 и верхнюю 62, расположенные в общем продольном направлении Х. Нижняя 61 и верхняя 62 штанги имеют одинаковую длину L61 и L62 соответственно и близкую к величине длины рычага 6. Термины “верхний и нижний” относятся к расположению рычага 6, установленного в растягивающую систему 12 ткацкого станка, это расположение соответствует фиг.1. Кроме того, термин “одна над другой” означает, что верхняя штанга 62 находится над нижней штангой 61 в вертикальном направлении Z при работе растягивающей системы 12.
Нижняя 61 и верхняя 62 штанги размещены продольно с обеих сторон сегмента, определяемого осями вращения 641 и 642 рычага 6, и они не находятся в контакте. Левый и правый концы рычага 6 заканчиваются соответственно наконечниками 63 и 64.
Кроме того, рычаг 6 содержит одинаковые поперечины, каждая из которых связана со штангами нижней 61 и верхней 62 для их дистанционирования между собой. Каждая поперечина 65 размещена на расстоянии от осей 641 и 642, а именно она размещена в средней части рычага 6 на расстоянии от его концов. В примере на фиг.1 центральная поперечина 65 занимает среднюю часть рычага 6 и отделена от каждой поперечины, правой и левой, одинаковым расстоянием.
Каждая поперечина 65 имеет длину L65, малую по сравнению с длиной штанг, которую она соединяет. На чертежах ширина и высота Y и Z обозначают соответственно размеры в боковом и вертикальном направлениях. Длина L65 поперечины 65 составляет самое большее 15% от длины L61 или L62 нижней 61 или верхней 62 штанги. Более того, длины L65 всех поперечин 65 рычага 6 составляют самое большее 25% от длины L61 или L62 каждой нижней 61 и верхней 62 штанги.
Фиг.2-4 изображает в деталях конструкцию каждой поперечины 65, ее крепление относительно штанг нижней 61 и верхней 62. Штанги 61 и 62, параллельные между собой, выполнены трубчатыми с постоянным кольцевым сечением в направлении Х. Трубчатой называют полую штангу с сечением в виде замкнутой кривой. Нижняя 61 и верхняя 62 штанги имеют одинаковые внутренний d62 и внешний D62 диаметры и могут быть изготовлены в виде одинакового профиля.
Как изображено на фиг. 4, каждая поперечина 65 выполнена прямоугольной, ее стенки образуют между собой полый объем 653 и ограничены двумя плоскими поверхностями 651 и 652, перпендикулярными боковому направлению Y. Верхняя и нижняя области поперечины 65 представляют собой каждая зону 654 или 655, вогнутую частично в виде цилиндрической поверхности, дополняющей внешние поверхности нижней 61 и верхней 62 штанг. Каждая поперечина связана с участком нижней 61 и верхней 62 штанг, причем штанги 61 и 62 соприкасаются с поперечиной 65 длиной L65. Взаимодополняемость цилиндрических форм каждой зоны 654 и 655 и нижней 61 и верхней 62 штанг облегчают их соединение и взаимную фиксацию.
Каждая поперечина 65, в данном случае, неподвижно соединена с нижней 61 и верхней 62 штангами с помощью клеящего слоя, наложенного на вогнутую поверхность зон 654 и 655. Для гарантии достаточности толщины накладываемого клеящего слоя между зонами 654 и 655 каждой поперечины 65 и приклеиваемых зон штанг 61 и 62 предусмотрен небольшой зазор. Для этого диаметры цилиндрических районов каждой поперечины 65 определены в зависимости от внешних диаметров D62 нижней 61 и верхней 62 штанг.
Штанги 61 и 62 выполнены из композитного материала на основе длинных углеродных волокон со связующим в виде эпоксидной смолы. По длине волокна имеют длину L61 или L62 каждой штанги. Каждая поперечина 65 выполнена в виде одной детали постоянного сечения из экструдированного алюминия. Клей выбирается в зависимости от этих материалов.
Каждая поперечина 65, или, по меньшей мере, центральная поперечина, имеет ширину l65 между ее плоскими и параллельными плоскостями 651 и 652, превышающую боковой габаритный размер в направлении Y двух нижней 61 и верхней 62 штанг. В данном случае боковой габаритный размер штанг 61 и 62 соответствует их внешнему диаметру D62, при этом комплекс, образованный нижней 61 и верхней 62 штангами и поперечиной 65, является симметричным относительно вертикальной оси Z65. Ширина l65 центральной поперечины строго соответствует делению устройства для формирования фуле.
Центральные поперечины 65 всех рычагов типа размещенных один над другим рычагов 6 размещены строго на одном уровне вдоль рычага 6. Плоские поверхности 651 и 652 центральных поперечин 65 двух смежных рычагов 6 могут также находиться в скользящем соприкосновении один с другим, что позволяет направлять сбоку каждый рычаг. Длина L65 каждой центральной поперечины должна превышать максимальную амплитуду хода рычага 6 параллельно его продольному направлению Х, чтобы гарантировать перекрытие, то есть контакт с центральной поперечиной 65 смежного рычага, учитывая их взаимно противоположное направление движения при формировании фуле. Два не представленных на чертеже упора ограничивают на уровне центральных поперечин 65 зазоры смежных рычагов 6 для того, чтобы направлять внешние поверхности 651 или 652 поперечин внешних рычагов 6.
Когда ширина l65 каждой центральной поперечины 65 превышает боковой габаритный размер нижней 61 и верхней 62 штанг, соответствующий их внешнему диаметру D62, последние предохранены от трения со смежными поперечинами. Это необходимо, когда, как в настоящем случае, штанги 61 и 62 выполнены из материала с поверхностной твердостью, меньшей поверхностной твердости материала поперечин. Кроме того, поверхности 651 и 652 могут быть обработаны или покрыты специальной адгезивной пленкой для придания им оптимальных трибологических характеристик для сопротивления износу, вызванному трением. Рассматриваемая ширина l65 включает, таким образом, толщину обработки поверхности или нанесенной пленки.
Как вариант, боковое направление рычага 6 обеспечивается многими поперечинами 65 рычага 6, при этом центральная поперечина 65 может не входить в их число. Только эти направляющие 65 имеют геометрию, приспособленную к боковому направлению.
Как показывает фиг.1-3, каждый наконечник 63 или 64 закреплен на продольных концах нижней 61 и верхней 62 штанг с помощью промежуточных средств, представленных здесь вставками 7. Фиг.2 и 3 показывают наконечник 63, но не наконечник 64. Тем не менее, наконечники 63 и 64 являются симметричными, поэтому описание наконечника 63, данное ниже, может быть легко перенесено на наконечник 64.
Наконечник 63 состоит из двух фланцев 631 и 632, размещенных один относительно другого так, что они образуют зазор 634. Фланцы 631 и 632 имеют два отверстия 633, коаксиальных оси вращения 641, и являются параллельными в боковом направлении Y и используются для размещения оси, обеспечивающей шарнирную связь с левым растягивающим коромыслом 41.
Вставка 7 жестко связывает верхнюю штангу 62 с наконечником 63. Она содержит ближайшую часть 70, размещаемую в зазоре 634. В данном случае крайняя часть 70 имеет плоские боковые поверхности, то есть перпендикулярные направлению Y, и которые соединяются с фланцами 631 и 632. Прилагательное “ближайшая” обозначает здесь объект, близкий к оси вращения 641, в то время как прилагательное «периферийный» обозначает объект, более удаленный. Ближайшая часть 70 и каждый из фланцев 631 и 632 имеют совпадающие отверстия одинакового диаметра, в которых размещены заклепки 8 для соединения вставки 7 и наконечника 63. Вставка 7 и наконечник 63 предпочтительно выполнены из стали.
Нижняя штанга 61 жестко соединена с наконечником 63 с помощью вставки, идентичной вставке 7. Зазор между концами верхней и нижней штанг определяется поперечным расстоянием, разделяющим отверстия наконечника 63, каждое из которых имеет по паре заклепок 8. В варианте воплощения, изображенном на фиг.1-4, зазор между конечными частями нижней 61 и верхней 62 штанг практически равен зазору между их средними частями, так как штанги 61 и 62 параллельны между собой по всей их длине.
В противовес ближайшей части 70 вставка 7 содержит периферийную часть 71, форма которой является дополнительной к форме конца верхней штанги 62. В данном случае периферийная часть 71 имеет цилиндрическую кольцевую форму диаметром d71, несколько меньшим внутреннего диаметра d62 верхней трубчатой штанги 62. Периферийная часть 71, таким образом, может быть без предварительного напряжения вставлена внутрь штанги 62.
Периферийная часть 71 имеет периферийное 74 и ближайшее 72 плечи с диаметром d71, при этом ближайшее плечо 72 находится у отверстия штанги 62. Ближайшее 72 и периферийное 74 плечи разделены областью 73 уменьшенного сечения, то есть более удаленного от поверхности верхней штанги 62, чем периферийное 64 и ближайшее 72 плечи. Область 73 уменьшенного сечения соответствует цилиндрической части с внешним диаметром, меньшим диаметра d71.
После помещения на место периферийной части 71 в верхнюю штангу 62 область 73 размещается напротив отверстия 611, выполненного в стенке штанги 62. Отверстие 611 служит для введения клея. Клей, например эпоксидная смола, вводится в отверстие 611 и под контролем равномерно распределяется в области 73. Поперечная толщина и длина слоя клея определены размерами области 73.
Поперечина 65 позволяет выдерживать расстояние между штангами 61 и 62, увеличивать жесткость структуры рычага 6, повышая его поперечные и боковые моменты инерции, и ограничивать длину продольного изгиба каждой штанги. Когда рычаг подвергается изгибу, боковому или поперечному, поперечины обеспечивают взаимодействие между противолежащими штангами.
Это взаимодействие является эффективным в двух значениях бокового направления Y и в двух значениях поперечного направления Z благодаря дополнительным контактным зонам между каждой поперечиной 65 и верхней 62 и нижней 61 штангами, а также клеевому соединению. Кроме того, это взаимодействие между штангами 61 и 62, хотя и локализовано на уровне каждой поперечины 65, является эффективным по всей длине этих поперечин.
Рычаг в соответствии с настоящим изобретением представляет, таким образом, структуру, позволяющую улучшить динамическое сопротивление одного такого рычага и превысить, в частности, ограничение, создаваемое рычагами из известного уровня техники. Действительно, инерция рычага, являющегося объектом изобретения, может быть повышена при уменьшении его массы, отнесенной к единице длины, по сравнению с известными рычагами.
Моменты инерции каждой нижней 61 и верхней 62 штанги зависят от напряжений, давления и осевого продольного изгиба, которым подвержено каждое из них. Так, трубчатое сечение кольцевой формы придает штанге оптимальную сопротивляемость продольному изгибу. Каждая штанга, тем не менее, может иметь различное сечение в той мере, что введение поперечин и боковое направление рычагов позволяет ограничить риск продольного изгиба в боковом направлении Y, а также выделить сечение штанги, имеющее поперечный момент инерции по Z, превышающий боковой момент инерции по Y. Кроме того, нижняя 61 и верхняя 62 штанги могут быть с различными сечениями.
С другой стороны, поперечины обеспечивают взаимодействие двух штанг, размещенных на расстоянии от нейтральной линии рычага, в противовес рычагам из известного уровня техники, что позволяет повысить реакцию рычага на изгиб без повышения количества необходимого материала около этой нейтральной линии. Момент поперечной инерции рычага является, в действительности, тем большим, чем больше штанги удалены от этой нейтральной линии.
Кроме того, конструкция рычага в соответствии с изобретением позволяет значительно уменьшить массу рычага, отнесенную к единице длины, то есть его общую массу, так как только необходимый материал вокруг этой нейтральной линии образован поперечинами малой длины по сравнению с длиной штанг.
Использование композитных материалов позволяет значительно облегчить рычаг, так как его объемная масса в пять раз меньше объемной массы стали, традиционно используемой для изготовления рычагов из известного уровня техники. Несмотря на их легкость, модуль эластичности композитных материалов и сопротивление растяжению и давлению повышены.
Следовательно, повышение инерции изгиба рычага и уменьшение его движущейся массы позволяет устройству для формирования фуле по изобретению работать с повышенными скоростями, чем известное устройство. Действительно, частота вибрационных мод рычага значительно повышена, а нагрузка машины для формирования фуле значительно уменьшена.
Более того, стоимость установки и обслуживания устройства для формирования фуле по изобретению уменьшена, так как каждая растягивающая система может быть снабжена стабилизирующим устройством. Таким образом, ткацкий станок по изобретению является более простым и надежным, чем станки из известного уровня техники.
Второй вариант осуществления изобретения изображен на фиг.5, на которой цифровые обозначения увеличены на 100 по сравнению с цифровыми обозначениями, описывающими соответствующие объекты на фиг.1-4.
Рычаг 106 расположен в направлении Х и содержит две размещенных одна над другой штанги, нижнюю 161 и верхнюю 162. Нижняя 161 и верхняя 162 штанги имеют на концах соответствующие наконечники 163 и 164. В средней части рычага 106 нижняя 161 и верхняя 162 штанги разведены поперечинами 165 и одной центральной поперечиной 166.
Единственное отличие от варианта, изображенного на фиг.1-4, заключается в большей высоте в поперечном направлении Z центральной поперечины 166 по сравнению с высотой других поперечин 165. Штанги 161 и 162 разведены на большее расстояние в середине длины рычага 106. Зазор Е1 между средними частями штанг 161 и 162 также больше зазора Е2 и Е´2 между правым и левым концами этих штанг.
Это позволяет повысить жесткость при изгибе рычага 106 с изменяемой инерцией по длине рычага 106 с максимумом в середине длины рычага 106 с использованием наконечников 163 и 164, идентичных наконечникам 63 и 64, и нижней 161 и верхней 162 штанг с постоянным по длине сечением.
Альтернативно решению по второму варианту можно повысить жесткость при изгибе рычага по изобретению при использовании штанг переменного по длине сечения, и имеющих предпочтительно максимальную инерцию в поперечном направлении Z в их середине.
Рычаг согласно изобретению может содержать более двух расположенных одна над другой штанг, например четыре, в зависимости от его применения. Соединение каждой штанги с каждым наконечником может быть, впрочем, осуществлено без промежуточного органа. Связь между каждым промежуточным органом и наконечником может быть предусмотрена разборной.
С другой стороны, сновальная рамка, снабженная выступающими органами или «зубьями», не представленными на чертеже, может быть расположена под набором размещенных один над другим рычагов 6 в соответствии с боковым направлением Y вблизи поперечин, служащих для бокового направления. Эта сновальная рамка приводится в действие введением ее зубьев между боковыми поверхностями двух поперечин размещенных один над другим рычагов для их направления. Длина зубьев сновальной рамки должна быть больше максимальной амплитуды хода рычага в продольном направлении для обеспечения гарантии перекрытия с соседними поперечинами, включая случай, когда их движения противоположно направлены. Ширина поперечин 65 согласована.
Таким образом, необходимо предусмотреть более широкие поперечины 65, чем габаритные размеры штанг. Зубья сновальной рамки действительно могут представлять собой выступающую часть в направлении Y к поперечинам.
Материалы и формы поперечин могут отличаться от описанных выше в той мере, чтобы они могли согласовываться с используемыми штангами.
Соединения поперечин и вставок со штангами могут быть выполнены не только склеиванием, а, например, разборными. Каждая вставка может иметь два отверстия, в которое вставляется штанга.
Кроме того, помимо вышеупомянутых, могут быть выбраны и другие материалы для изготовления компонентов рычага по изобретению. Так, в зависимости от испытываемых напряжений, эти компоненты могут быть выполнены из стали, алюминия и/или композита на базе стекловолокна или полимеров. Материалы верхней и нижней штанг могут быть различными.
Изобретение касается рычага 6 передачи растягивающей системы 12. Оно может применяться с другими компонентами растягивающей системы, в частности с первым рычагом 3 и с рычагами рамок 51 и 52.
Наконец, количество поперечин выбрано в зависимости от длины и нагрузок рычага и может, поэтому, отличаться от трех. Поперечины в одном рычаге могут быть размещены неравномерно.