01　現(xiàn)有結(jié)構(gòu)分析

市場上廣泛采用的氣缸撐爪式結(jié)構(gòu)凸盤推送如圖1所示。撐爪通過銷軸安裝在撐條上，凸盤位于導軌內(nèi)，只能沿著導軌在撐爪的推動下前后運動，但因凸盤和插在其上的紗管均是回轉(zhuǎn)體，故凸盤繞其自身旋轉(zhuǎn)軸的自由度未受限制；氣缸桿和撐條連接，氣缸桿的伸縮帶動撐條做前后運動，由撐爪推動凸盤間歇性向前運動，Z終完成凸盤輸送。

撐爪以銷軸為界，前輕后重，其在重力作用下總有圍繞銷軸做逆時針轉(zhuǎn)動的趨勢，直至其前端下底面碰觸撐條；當撐條向前運動時，撐爪抬起的頭端可以頂著凸盤底座的空腔向前運動；當撐條向后運動時，凸盤失去動力不再運動，撐爪的上脊線劃過凸盤底面時受壓力作用順時針轉(zhuǎn)動一定角度，順利向后劃動，如此往復。

由于撐爪在細紗機長度方向為多點分布，單個撐爪只負責一定數(shù)量的凸盤。因此，撐爪的分布、氣缸的行程、用時和氣壓等參數(shù)的選擇與確定，要綜合考慮凸盤與導軌之間配合的松緊度及摩擦力、空滿紗管的質(zhì)量、凸盤底座直徑的偏差、紡紗車間溫度等多種因素。

分析可知，撐爪向前推進凸盤到達行程后需要跟隨撐條退回以開始下次推程，但在撐爪退回和暫停時無法對凸盤定位，而當凸盤受到外力后，理論上可以退回1個推程的距離，這種結(jié)構(gòu)的撐爪無論處于什么位置，都無法限制凸盤受到外力后向前運動。集體落紗系統(tǒng)完成空滿紗管交換后，細紗機主機錠位和凸盤之間應(yīng)該一一對應(yīng)，此時若不限制凸盤在導軌內(nèi)的竄動（由清掃或運送物料時接觸凸盤引起），將會影響凸盤與細紗機主機錠位之間的空滿紗管交換。現(xiàn)場常見的問題為：因為凸盤未處于正確的位置，導致氣架下行時空紗管頂端無法進入抓管器的空腔內(nèi)，而是頂?shù)舨糠肿ス芷?，使失去抓管器的氣架無法拔起位于錠子上的滿紗管，影響了生產(chǎn)的連續(xù)性，也加劇了抓管器的損耗。因此，需要增加裝置以限制凸盤在導軌內(nèi)的竄動。

02　改進后的結(jié)構(gòu)

筆者依據(jù)撐爪靠重力自動復位的原理，設(shè)計出圖2所示的凸盤防竄結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，在撐條的合適位置上固定一軸承座，通過軸承銷軸將一滾動軸承套合在軸承座上，和撐條一起運動。防進鉤通過防進鉤銷軸套合在導軌上，在重力作用下圍繞銷軸順時針轉(zhuǎn)動并被固定在導軌上的限位銷限位；當撐條向前推動凸盤時，軸承外圈將和防進鉤的左下立面接觸，使其逆時針旋轉(zhuǎn)，通過合理的尺寸設(shè)計，當撐條到達Z前端時，防進鉤的左上端面和凸盤底座空腔圓柱面相接觸，從而限制了凸盤繼續(xù)前行的可能性；當撐條向后運動時，軸承外圈和防進鉤脫離接觸，防進鉤在重力作用下順時針旋轉(zhuǎn)傾倒，失去限制作用，可以使撐爪推動凸盤順利通過；通常撐爪由Z前位后退整數(shù)倍錠距l(xiāng)后，還要繼續(xù)后退一定的距離x，使撐爪的前頂端充分無阻礙地抬起，為下次推程作準備。

防倒撐爪也是通過銷軸套合在導軌上，并由2個支撐限位銷限位，使其只能在一定的角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)。防倒撐爪的防倒原理和撐爪一樣，不同的是其固定在導軌上，只轉(zhuǎn)動而無前后運動。新增件的安裝固定方式簡單，只要位置尺寸和零件尺寸合適，利用重力和氣缸推力的相互作用即可自動復位、滿足凸盤的防竄需求。

03　防進鉤的設(shè)計和安裝位置

當推條向前運動到Z前位置并保持不動時，要求軸承外圈完全頂起防進鉤使其上頂端與凸盤底座內(nèi)腔圓柱面接觸以限制凸盤向前運動。這就要求防進鉤的結(jié)構(gòu)、尺寸和安裝位置與撐爪的距離，以及軸承與撐爪之間的位置，都必須配合恰當。

如圖3所示，設(shè)定B2B3是撐爪到達1次推程Z前端時、其中1個凸盤底座內(nèi)腔圓柱面與防進鉤接觸后的相貫線，相貫線相對于此凸盤的位置和相對于導軌（或任一固定件）之間的位置，取決于底座內(nèi)腔圓柱面的直徑和防進鉤的左上頂端的寬度。

CC線為凸盤底面的下限界，在CC線以下預選一點O作為防進鉤的旋轉(zhuǎn)中心，并以凸盤的前進方向為x軸正方向建立平面直角坐標系。當軸承外徑尺寸選定后，可在x軸下方選一點Tn作為軸承外圈與防進鉤下豎面的切點，Tn點的選擇位置決定了軸承在撐條上的安裝位置，考慮防進鉤在重力作用下有復位要求，可大概勾畫出防進鉤在“工作位”的位置和形狀，如圖中虛線所示；然后以O(shè)點為中心，順時針旋轉(zhuǎn)防進鉤，使其與圖2中限位銷接觸，且防進鉤頂面要求低于CC線，原B2點到達B1位置，根據(jù)軸承外徑尺寸和先前選定的Tn點位置，可得出軸承與防進鉤旋轉(zhuǎn)后的切點T1；旋轉(zhuǎn)后的防進鉤（實線位）和軸承之間處于接觸的臨界狀態(tài)，當撐條向前繼續(xù)推進時，曲線T1Tn是切點的軌跡線，軸承的Z前端點T2與Tn之間的距離等于B2B4的長度，B4B5是凸盤底座內(nèi)腔圓柱面上相貫線B2B3在撐條前進時軸承外圈與防進鉤處于接觸臨界時的位置。

基于以上分析可知，∠A1OA2＝∠B3OB1，T2Tn＝B2B4，在確定軸承外徑和Tn以及O點位置后，就可以確定各部件之間的位置和防進鉤功能部分的尺寸。

經(jīng)生產(chǎn)實踐證明，利用原撐爪借助重力自動復位的原理，設(shè)計氣缸撐爪式凸盤推送裝置的防倒撐爪和防進鉤結(jié)構(gòu)，有利于凸盤定位，解決了環(huán)錠細紗機采用氣缸撐爪式結(jié)構(gòu)推送凸盤方案中，存在凸盤在導軌內(nèi)竄動、引起錠位與凸盤錯位過大而影響插拔紗管的問題。新增結(jié)構(gòu)簡單可靠，無易損件和復雜件，且無需對原結(jié)構(gòu)進行大的改動，易于實施，提高了集體落紗系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。

（來源：紡織器材在線）