一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)：原理、技術與優(yōu)化策略探究一、引言1.1研究背景與意義在紡織產(chǎn)業(yè)的龐大體系中，織襪行業(yè)作為重要的分支，始終與人們的日常生活緊密相連。從襪子的生產(chǎn)規(guī)模來看，眾多襪業(yè)生產(chǎn)基地蓬勃發(fā)展，如遼陽縣小北河鎮(zhèn)已成為全國第二大棉襪生產(chǎn)基地，2024年年產(chǎn)襪子達25億雙，年產(chǎn)值35億元，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴張，產(chǎn)品更是遠銷海外。海寧襪業(yè)同樣成績斐然，2024年1-10月實現(xiàn)產(chǎn)值33.09億元，同比增長13.6%，展現(xiàn)出強勁的發(fā)展態(tài)勢。這些數(shù)據(jù)充分表明織襪行業(yè)在經(jīng)濟領域占據(jù)著不可或缺的地位。隨著時代的進步與科技的發(fā)展，消費者對于襪子的需求日益多樣化。在款式方面，不再滿足于傳統(tǒng)樣式，追求時尚新穎、個性化的設計，如帶有獨特圖案、流行元素的襪子備受青睞；在功能上，除了基本的保暖、舒適，對襪子的抗菌、透氣、防臭、彈性等性能提出了更高要求，運動襪需要良好的支撐和吸汗性，商務襪則注重質(zhì)感和舒適度。同時，市場對于襪子的生產(chǎn)效率也有了更高期待，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式難以滿足日益增長的市場需求，這促使襪機制造技術必須不斷革新。一體成形電腦襪機正是在這樣的背景下應運而生，它代表了襪機技術的前沿發(fā)展方向。這種襪機最大的優(yōu)勢在于能夠在一臺設備上同時完成襪子的成形編織與襪頭的縫合，實現(xiàn)一步成形編織。與傳統(tǒng)襪機相比，大大縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，減少了人工干預，降低了生產(chǎn)成本。以漢保利羅針織股份有限公司為例，其投入2800萬實施技改，采用織縫翻一體機，一天能生產(chǎn)10萬雙襪子，訂單已排到次年3月份，充分體現(xiàn)了先進襪機在生產(chǎn)效率上的巨大提升。成圈機構(gòu)作為一體成形電腦襪機的核心組成部分，其性能的優(yōu)劣直接決定了襪機的工作效率、襪子的質(zhì)量以及生產(chǎn)的穩(wěn)定性。成圈過程涉及多個部件的協(xié)同運動，包括織針、沉降片、三角等，這些部件的精確配合對于形成均勻、穩(wěn)定的線圈至關重要。如果成圈機構(gòu)設計不合理，會導致線圈大小不一致、襪子出現(xiàn)瑕疵，影響產(chǎn)品質(zhì)量；成圈速度過慢則會限制襪機的生產(chǎn)效率，無法滿足市場需求；不穩(wěn)定的成圈過程還可能導致設備故障頻發(fā)，增加維護成本，降低生產(chǎn)的連續(xù)性。深入研究一體成形電腦襪機的成圈機構(gòu)，對于提升襪機性能具有不可忽視的重要意義。通過優(yōu)化成圈機構(gòu)的設計，可以提高成圈速度，使襪機在單位時間內(nèi)生產(chǎn)更多的襪子，滿足市場對于產(chǎn)量的需求?？梢蕴嵘扇Φ姆€(wěn)定性，減少次品率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強企業(yè)在市場中的競爭力。良好的成圈機構(gòu)設計還能降低設備的能耗和磨損，延長設備的使用壽命，降低企業(yè)的運營成本。從行業(yè)發(fā)展的宏觀角度來看，對成圈機構(gòu)的研究有助于推動整個織襪行業(yè)的技術進步，促進產(chǎn)業(yè)升級，使我國的織襪行業(yè)在國際市場中占據(jù)更有利的地位。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國外，意大利、德國等紡織機械制造強國在一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)研究方面起步較早，積累了豐富的經(jīng)驗和技術成果。例如，意大利的圣東尼（Santoni）公司作為全球知名的襪機制造商，其研發(fā)的一體成形電腦襪機在市場上占據(jù)重要地位。該公司的成圈機構(gòu)采用了先進的設計理念，通過優(yōu)化織針、沉降片和三角等關鍵部件的結(jié)構(gòu)和運動參數(shù)，實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的成圈過程。在成圈速度方面，能夠達到較高的水平，滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求；在成圈質(zhì)量上，生產(chǎn)出的襪子線圈均勻、平整，產(chǎn)品質(zhì)量可靠。德國的一些襪機制造企業(yè)也在成圈機構(gòu)的研究中投入了大量資源，注重機械結(jié)構(gòu)的精密設計和材料的選用，以提高成圈機構(gòu)的耐磨性和可靠性，延長設備的使用壽命。國內(nèi)對于一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)的研究雖然起步相對較晚，但近年來隨著紡織產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和技術創(chuàng)新的推動，也取得了顯著的進展。一些高校和科研機構(gòu)，如浙江理工大學、東華大學等，在襪機成圈機構(gòu)的理論研究和技術創(chuàng)新方面發(fā)揮了重要作用。通過對成圈工藝的深入研究，優(yōu)化了成圈過程中的紗線張力控制和編織參數(shù)，提高了成圈的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量。國內(nèi)的襪機制造企業(yè)也加大了研發(fā)投入，積極引進國外先進技術，并在此基礎上進行消化吸收和再創(chuàng)新。如紹興的一些襪機企業(yè)，通過對成圈機構(gòu)的不斷改進，提高了襪機的性能和穩(wěn)定性，部分產(chǎn)品已經(jīng)達到了國際先進水平，在國內(nèi)市場上占據(jù)了一定的份額。然而，當前對于一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)的研究仍存在一些不足之處。在成圈機構(gòu)的動力學分析方面，雖然已經(jīng)有一些研究采用了有限元等方法對其進行分析，但分析的深度和廣度還不夠。對于成圈過程中復雜的力學現(xiàn)象，如紗線與各部件之間的摩擦力、部件之間的碰撞力等，研究還不夠全面和深入，導致在實際應用中，成圈機構(gòu)的設計優(yōu)化缺乏足夠的理論依據(jù)。在成圈機構(gòu)的智能化控制方面，雖然已經(jīng)有一些初步的研究成果，但與國際先進水平相比，仍存在較大差距。智能化控制能夠根據(jù)不同的編織要求自動調(diào)整成圈參數(shù)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，但目前國內(nèi)的研究還處于起步階段，在控制算法的優(yōu)化、傳感器的應用等方面還需要進一步加強。在成圈機構(gòu)的通用性和適應性方面，現(xiàn)有的研究成果大多針對特定的襪機型號和編織工藝，缺乏通用性和適應性。隨著市場需求的多樣化，襪子的款式和材質(zhì)不斷變化，需要成圈機構(gòu)能夠快速適應不同的生產(chǎn)要求，但目前的研究在這方面還存在一定的空白。1.3研究內(nèi)容與方法本研究圍繞一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)展開多維度探索，內(nèi)容涵蓋多個關鍵方面。在成圈機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與原理剖析上，深入拆解成圈機構(gòu)的各個組成部分，詳細闡述織針、沉降片、三角等關鍵部件的結(jié)構(gòu)特點，明晰它們在成圈過程中的具體功能和相互配合的工作原理。通過對不同類型一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)的對比，總結(jié)出其結(jié)構(gòu)與原理的共性和差異，為后續(xù)的研究提供堅實的理論基礎。對成圈過程中的關鍵技術進行深度研究，著重關注紗線張力控制技術，通過實驗和理論分析，探究紗線在成圈過程中的張力變化規(guī)律，分析影響紗線張力的因素，如紗線材質(zhì)、編織速度、喂紗方式等，并提出有效的張力控制策略，以確保紗線在成圈過程中保持穩(wěn)定的張力，從而提高成圈質(zhì)量。對編織參數(shù)優(yōu)化技術展開研究，分析針筒轉(zhuǎn)速、三角角度、織針運動軌跡等編織參數(shù)對成圈質(zhì)量和效率的影響，運用數(shù)學模型和優(yōu)化算法，對編織參數(shù)進行優(yōu)化，以實現(xiàn)成圈質(zhì)量和效率的最大化。運用動力學分析方法，深入研究成圈機構(gòu)在工作過程中的動力學特性。建立成圈機構(gòu)的動力學模型，考慮部件的質(zhì)量、慣性、摩擦力以及部件之間的相互作用力等因素，分析成圈機構(gòu)在不同工作狀態(tài)下的受力情況和運動特性，如織針的沖擊力、沉降片的加速度等。通過動力學分析，揭示成圈過程中的力學規(guī)律，為成圈機構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和性能提升提供理論依據(jù)。在研究方法上，采用文獻研究法，廣泛搜集國內(nèi)外關于一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)的相關文獻資料，包括學術論文、專利、技術報告等，對這些資料進行系統(tǒng)的梳理和分析，了解該領域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及存在的問題，為本文的研究提供理論參考和技術借鑒。開展實驗分析法，搭建實驗平臺，對一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)進行實驗研究。通過實驗，測量成圈過程中的各種參數(shù)，如紗線張力、編織力、部件的運動軌跡和速度等，觀察成圈質(zhì)量和效果，分析實驗數(shù)據(jù)，驗證理論分析的正確性，為成圈機構(gòu)的優(yōu)化設計提供實驗依據(jù)。利用有限元模擬法，借助有限元分析軟件，建立一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)的三維模型，對成圈過程進行模擬分析。通過模擬，得到成圈機構(gòu)在不同工況下的應力、應變分布情況，以及部件的動態(tài)響應特性，預測成圈機構(gòu)的性能，優(yōu)化成圈機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計，減少實驗成本和時間，提高研究效率。二、一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)概述2.1一體成形電腦襪機簡介一體成形電腦襪機作為現(xiàn)代襪業(yè)生產(chǎn)的關鍵設備，具有眾多顯著特點，在織襪行業(yè)中占據(jù)著舉足輕重的地位。從技術層面來看，它融合了先進的機電一體化技術與智能化控制技術，以高性能的微處理器為核心，能夠精確控制襪機的各項動作，實現(xiàn)高度自動化的生產(chǎn)過程。在編織過程中，可根據(jù)預設的程序自動調(diào)整編織參數(shù)，如針筒轉(zhuǎn)速、紗線張力、織針運動軌跡等，確保襪子的編織質(zhì)量和生產(chǎn)效率。這種智能化的控制方式大大減少了人工干預，降低了勞動強度，提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和一致性。一體成形電腦襪機最大的創(chuàng)新在于其獨特的一體成形技術。傳統(tǒng)襪機在生產(chǎn)襪子時，需要先編織襪身，再單獨進行襪頭的縫合，工序繁瑣且生產(chǎn)效率低下。而一體成形電腦襪機則實現(xiàn)了在一臺設備上同時完成襪子的成形編織與襪頭的縫合，真正做到了一步成形。這一技術突破不僅縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，還減少了因人工縫合帶來的誤差和質(zhì)量問題，使襪子的整體質(zhì)量得到了顯著提升。同時，一體成形技術還減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。在產(chǎn)品適應性方面，一體成形電腦襪機展現(xiàn)出了強大的靈活性。它能夠適應多種不同材質(zhì)的紗線，如棉、羊毛、化纖、混紡等，滿足不同消費者對襪子材質(zhì)的需求。在款式設計上，該襪機可以通過編程實現(xiàn)多樣化的花型和圖案編織，無論是簡單的條紋、格子，還是復雜的花卉、動物圖案，都能輕松完成，為消費者提供了豐富的選擇。無論是運動襪、休閑襪、商務襪還是時尚襪，一體成形電腦襪機都能根據(jù)市場需求進行快速生產(chǎn)調(diào)整。從一體成形電腦襪機的發(fā)展歷程來看，它經(jīng)歷了從傳統(tǒng)機械襪機到機電一體化襪機，再到如今的智能化一體成形電腦襪機的演變。早期的襪機主要依靠機械傳動，操作復雜且生產(chǎn)效率低下，編織出的襪子款式也較為單一。隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展，機電一體化襪機應運而生，實現(xiàn)了部分自動化控制，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。近年來，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術的不斷進步，一體成形電腦襪機得到了飛速發(fā)展，其功能越來越強大，性能越來越穩(wěn)定，成為了襪業(yè)生產(chǎn)的主流設備。在應用領域方面，一體成形電腦襪機廣泛應用于各個襪業(yè)生產(chǎn)領域。在大眾消費市場，它被用于生產(chǎn)日常穿著的各類襪子，滿足廣大消費者對舒適、美觀、耐用襪子的需求。在專業(yè)運動領域，該襪機生產(chǎn)的運動襪具有良好的彈性、透氣性和支撐性，能夠滿足運動員在各種高強度運動中的需求，為運動員提供更好的運動體驗。在醫(yī)療保健領域，一體成形電腦襪機可以生產(chǎn)具有特殊功能的襪子，如靜脈曲張襪、糖尿病足護理襪等，為患者提供有效的輔助治療和護理。一體成形電腦襪機還在時尚領域發(fā)揮著重要作用，生產(chǎn)出的時尚襪子成為了時尚潮流的一部分，滿足了消費者對個性化、時尚化襪子的追求。2.2成圈機構(gòu)的作用與地位成圈機構(gòu)作為一體成形電腦襪機的核心部分，在襪子的生產(chǎn)過程中扮演著至關重要的角色，其作用貫穿于整個襪子編織的工藝流程，對襪子的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及襪機的性能都有著決定性的影響。從襪子的成形編織角度來看，成圈機構(gòu)是實現(xiàn)紗線轉(zhuǎn)化為襪子的關鍵環(huán)節(jié)。它通過一系列精密的機械運動，將紗線按照預設的編織程序，有序地編織成各種形狀和結(jié)構(gòu)的線圈，并將這些線圈相互串套，最終形成完整的襪子。在這個過程中，成圈機構(gòu)的各個部件，如織針、沉降片、三角等，密切配合，協(xié)同工作?？椺権撠煂⒓喚€鉤取、彎曲并形成線圈，沉降片則輔助織針進行退圈、墊紗等操作，確保紗線能夠順利地形成穩(wěn)定的線圈，三角裝置則控制著織針和沉降片的運動軌跡，使其按照特定的規(guī)律進行運動，從而實現(xiàn)不同花型和結(jié)構(gòu)的編織。成圈機構(gòu)對襪子的質(zhì)量起著決定性作用。成圈過程中，紗線的張力控制、線圈的大小和形狀的均勻性、編織的密度等因素，都會直接影響襪子的質(zhì)量。如果成圈機構(gòu)的設計不合理或制造精度不高，會導致紗線張力不穩(wěn)定，使線圈大小不一，襪子出現(xiàn)瑕疵，如漏針、斷紗、線圈松散等問題，嚴重影響襪子的外觀和穿著性能。而成圈機構(gòu)運行不穩(wěn)定，頻繁出現(xiàn)故障，會導致生產(chǎn)中斷，增加次品率，降低生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)成本。在生產(chǎn)效率方面，成圈機構(gòu)的性能直接決定了襪機的編織速度和產(chǎn)量。高效的成圈機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)快速、穩(wěn)定的成圈過程，提高襪機的針筒轉(zhuǎn)速，從而在單位時間內(nèi)生產(chǎn)更多的襪子。一些先進的一體成形電腦襪機，通過優(yōu)化成圈機構(gòu)的設計，采用高性能的材料和先進的制造工藝，使成圈速度大幅提高，生產(chǎn)效率得到顯著提升。成圈機構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性也對生產(chǎn)效率有著重要影響。穩(wěn)定可靠的成圈機構(gòu)能夠減少設備的停機時間和維護成本，保證生產(chǎn)的連續(xù)性，提高生產(chǎn)效率。成圈機構(gòu)在整個襪機系統(tǒng)中處于核心地位，它與襪機的其他部件和系統(tǒng)緊密協(xié)作，共同完成襪子的生產(chǎn)任務。與送紗系統(tǒng)協(xié)同工作，確保紗線能夠準確、穩(wěn)定地輸送到成圈區(qū)域，滿足成圈機構(gòu)的編織需求。送紗系統(tǒng)的送紗速度和張力控制需要與成圈機構(gòu)的運動節(jié)奏相匹配，否則會影響成圈質(zhì)量和生產(chǎn)效率。與控制系統(tǒng)相互配合，控制系統(tǒng)根據(jù)預設的編織程序，精確控制成圈機構(gòu)的運動參數(shù)，如針筒轉(zhuǎn)速、三角角度、織針運動軌跡等，實現(xiàn)襪子的自動化編織。成圈機構(gòu)在工作過程中產(chǎn)生的各種信號，如織針的位置信號、紗線的張力信號等，也會反饋給控制系統(tǒng)，以便控制系統(tǒng)對襪機的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和調(diào)整。2.3成圈機構(gòu)的基本組成一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)主要由織針、沉降片、三角系統(tǒng)、導紗器等部件組成，這些部件相互協(xié)作，共同完成襪子的成圈編織過程，它們的精確配合和高效運行是保證襪子質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關鍵?？椺樖浅扇C構(gòu)中最為關鍵的部件之一，其結(jié)構(gòu)和運動直接影響著線圈的形成和質(zhì)量?？椺樛ǔＳ舍槜U、針鉤、針舌等部分組成。針桿是織針的主體，起到支撐和傳遞運動的作用；針鉤用于鉤取紗線，將其引入成圈區(qū)域；針舌則負責控制紗線的進出，在成圈過程中，針舌的開合動作精確控制著紗線的位置和走向。根據(jù)不同的編織需求，織針有多種類型，如鉤針、舌針等。鉤針具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便的優(yōu)點，但其成圈速度相對較慢；舌針則成圈效率較高，能夠滿足高速編織的要求，在一體成形電腦襪機中應用較為廣泛。沉降片在成圈過程中起著不可或缺的輔助作用。它主要協(xié)助織針進行退圈、墊紗等操作，確保紗線能夠順利地形成穩(wěn)定的線圈。沉降片通常由片鼻、片喉、片腹和片踵等部分組成。片鼻用于握持舊線圈，防止其在退圈過程中脫出；片喉則與片鼻配合，控制舊線圈的運動；片腹用于支承紗線，使其在彎紗過程中保持穩(wěn)定；片踵則與三角系統(tǒng)配合，實現(xiàn)沉降片的上下運動。在成圈過程中，沉降片的運動與織針的運動緊密配合，當織針進行退圈時，沉降片上升，片鼻握持舊線圈，協(xié)助織針將舊線圈從針鉤移至針桿；在墊紗階段，沉降片下降，為紗線的引入提供空間，確保紗線能夠準確地墊在織針上。三角系統(tǒng)是控制織針和沉降片運動軌跡的關鍵裝置，它決定了成圈過程中各部件的運動規(guī)律和時序。三角系統(tǒng)通常由各種形狀的三角組成，如起針三角、挺針三角、壓針三角等。這些三角通過合理的布局和組合，控制織針的上升、下降和停頓等動作，以及沉降片的上下運動。起針三角用于使織針開始上升，準備進行退圈操作；挺針三角則使織針繼續(xù)上升，完成退圈；壓針三角負責將織針下壓，實現(xiàn)彎紗、成圈等動作。三角系統(tǒng)的設計和調(diào)整需要根據(jù)不同的編織工藝和花型要求進行，以確保織針和沉降片能夠按照預定的軌跡運動，實現(xiàn)高質(zhì)量的成圈編織。導紗器的作用是將紗線準確地引導到織針上，確保紗線在成圈過程中的位置和張力穩(wěn)定。導紗器通常安裝在針筒周圍，其位置和角度可以根據(jù)編織工藝進行調(diào)整。在工作過程中，導紗器根據(jù)織針的運動節(jié)奏，將紗線適時地喂入織針，使紗線能夠順利地完成墊紗、彎紗等成圈動作。導紗器的性能對紗線的張力控制和編織質(zhì)量有著重要影響，如果導紗器的引導不準確，會導致紗線張力不均勻，使線圈大小不一，影響襪子的質(zhì)量。這些主要部件在成圈過程中密切協(xié)作，相互配合。在成圈的起始階段，織針在三角系統(tǒng)的作用下上升，進行退圈操作，沉降片則同步上升，片鼻握持舊線圈，協(xié)助織針完成退圈。接著，導紗器將紗線準確地引導到織針上，完成墊紗動作。隨后，織針在三角系統(tǒng)的控制下下降，進行彎紗、成圈等操作，沉降片則下降，為織針的運動提供空間，并在彎紗過程中支承紗線，確保線圈的穩(wěn)定形成。在整個成圈過程中，各個部件的運動緊密銜接，協(xié)同工作，任何一個部件出現(xiàn)問題，都可能導致成圈失敗或影響襪子的質(zhì)量。三、成圈機構(gòu)的工作原理3.1成圈過程詳解一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)的工作過程是一個復雜且精密的循環(huán)，主要包括退圈、墊紗、閉口、套圈、脫圈、彎紗和成圈等多個關鍵步驟，每個步驟都緊密相連，各機件之間的協(xié)同運動對于成圈的質(zhì)量和效率起著決定性作用。退圈是成圈過程的起始階段，在此階段，織針在三角系統(tǒng)的作用下開始上升。三角系統(tǒng)中的起針三角推動織針的針踵，使織針沿著特定的軌跡向上運動。隨著織針的上升，針鉤逐漸遠離舊線圈，舊線圈則在沉降片的輔助作用下，被握持在沉降片的片鼻處。沉降片的上升運動與織針的上升相配合，確保舊線圈不會隨織針一起上升，從而順利實現(xiàn)退圈。在這個過程中，織針的上升速度和沉降片的握持力需要精確控制，若織針上升速度過快，可能導致舊線圈被拉斷或從沉降片上脫落；沉降片握持力不足，則無法穩(wěn)定地握持舊線圈，影響后續(xù)的成圈過程。完成退圈后，進入墊紗階段。導紗器將紗線準確地引導到織針的針鉤下方。導紗器的位置和角度經(jīng)過精心設計，能夠根據(jù)織針的運動節(jié)奏，在合適的時機將紗線喂入。當織針上升到一定高度時，導紗器將紗線適時地送到針鉤附近，織針繼續(xù)上升，紗線便被順利地墊在針鉤上。墊紗的準確性至關重要，若紗線未能準確地墊在針鉤上，會導致漏針、斷紗等問題，影響襪子的質(zhì)量。紗線的張力在墊紗過程中也需要嚴格控制，張力過大可能使紗線斷裂，張力過小則會導致線圈松弛，影響襪子的尺寸穩(wěn)定性。墊紗完成后，織針開始下降，此時進入閉口階段。隨著織針的下降，針舌在紗線的作用下逐漸關閉，將紗線封閉在針鉤內(nèi)。針舌的關閉動作需要迅速而準確，以確保紗線不會從針鉤中脫出。在閉口過程中，針舌與紗線之間的摩擦力以及針舌的彈性變形都需要考慮，這些因素會影響針舌的關閉速度和可靠性。若針舌關閉不及時或不完全，會導致紗線從針鉤中滑出，形成次品。閉口完成后，舊線圈開始套在關閉的針舌上，即進入套圈階段?？椺樌^續(xù)下降，舊線圈在自身重力和沉降片的輔助作用下，逐漸套在針舌上。沉降片在這個過程中，通過適當?shù)倪\動，協(xié)助舊線圈順利套圈，防止舊線圈出現(xiàn)卡頓或歪斜。套圈的順利進行對于保證線圈的均勻性和穩(wěn)定性至關重要，若套圈過程出現(xiàn)問題，會導致線圈大小不一，影響襪子的外觀和穿著性能。隨著織針進一步下降，舊線圈從針頭上脫下，完成脫圈動作。脫圈時，舊線圈受到織針下降的推力和自身重力的作用，順利地從針頭上脫離。在脫圈過程中，需要確保舊線圈能夠順暢地脫下，避免出現(xiàn)舊線圈掛在針頭上或與其他部件發(fā)生干涉的情況。若脫圈不暢，會導致線圈變形、斷裂，甚至使設備停機。脫圈完成后，紗線在織針的作用下開始彎曲，形成新的線圈，這一過程即為彎紗。織針繼續(xù)下降，對紗線施加壓力，使紗線逐漸彎曲成所需的線圈形狀。彎紗過程中，紗線的張力、織針的壓力以及彎紗的速度等因素都會影響線圈的形狀和尺寸。若紗線張力不均勻，會導致線圈大小不一致；織針壓力過大或彎紗速度過快，可能使紗線斷裂。經(jīng)過彎紗后，新的線圈最終形成，成圈過程完成。此時，織針處于最低位置，新線圈在織針上穩(wěn)定成型。隨后，織針開始上升，進入下一個成圈循環(huán)。在成圈過程中，各個部件的運動需要精確配合，時序上的任何偏差都可能導致成圈失敗或出現(xiàn)質(zhì)量問題。3.2選針原理與走針軌跡選針機構(gòu)是一體成形電腦襪機實現(xiàn)多樣化花型編織的關鍵部分，其工作原理基于對織針運動的精確控制。在現(xiàn)代一體成形電腦襪機中，常見的選針方式為電子選針，通過電磁式選針裝置來進行選針操作。這種選針方式具有高度的靈活性和精確性，能夠?qū)崿F(xiàn)單針選針，使得每一枚織針的運動都可以獨立控制，從而使花型的大小和變化不受限制，能夠快速變換花紋，滿足市場對于多樣化襪子款式的需求。以某型號一體成形電腦襪機為例，其選針機構(gòu)采用了先進的電子選針技術。每一路喂紗系統(tǒng)配備多個電子選針裝置，每個電子選針裝置包含多把電磁選針刀，每把選針刀片受一對穩(wěn)態(tài)電磁裝置控制，可在高低兩種位置之間切換。當電子選針裝置處于ON狀態(tài)時，選針刀片將對應的提花片壓進針槽，使提花片上的織針不被選中，從而不墊紗成圈；當處于OFF狀態(tài)時，織針則可正常參與編織。在不同的選針狀態(tài)下，織針的走針軌跡有著顯著的差異，進而對編織花型產(chǎn)生重要影響。當織針被選中時，在三角系統(tǒng)的作用下，它會沿著特定的軌跡上升，進行退圈、墊紗等成圈動作。織針在起針三角的作用下開始上升，脫離舊線圈，準備進行退圈操作，隨著織針的上升，針鉤逐漸遠離舊線圈，舊線圈在沉降片的輔助下被穩(wěn)定握持；接著，織針在挺針三角的作用下繼續(xù)上升，完成退圈，并在合適的位置接受導紗器喂入的紗線，進行墊紗動作；隨后，織針在壓針三角的作用下下降，完成彎紗、成圈等操作，形成新的線圈。若織針未被選中，其走針軌跡則會發(fā)生改變。在這種情況下，織針可能不會上升到退圈高度，或者上升到一定高度后不再繼續(xù)參與成圈動作，而是保持在特定位置，不進行墊紗和編織，從而在織物上形成浮線或不編織區(qū)域。在某些選針狀態(tài)下，織針僅上升到較低的位置，無法達到正常成圈所需的退圈高度，此時紗線不會被墊在針鉤上，織針繼續(xù)運動，在織物上留下一段浮線；或者織針雖然上升到了一定高度，但在選針裝置的控制下，提前停止運動，不進行后續(xù)的成圈操作，同樣會形成不編織區(qū)域。這些不同的走針軌跡組合，能夠編織出豐富多樣的花型。通過控制不同位置的織針進行成圈或不編織，可以形成各種幾何圖案、花卉圖案、文字圖案等。在編織條紋花型時，可通過選針控制，使織針按照一定的規(guī)律交替成圈和不編織，從而形成清晰的條紋；在編織復雜的花卉圖案時，精確控制每一枚織針的走針軌跡，使它們在不同的位置進行成圈、集圈或不編織操作，勾勒出栩栩如生的花卉形狀。3.3哈夫機構(gòu)與轉(zhuǎn)移機構(gòu)的協(xié)同在一體成形電腦襪機的成圈機構(gòu)中，哈夫機構(gòu)與轉(zhuǎn)移機構(gòu)是兩個關鍵的組成部分，它們在襪子的編織過程中承擔著不同的重要任務，并且相互配合，協(xié)同工作，共同保證了襪子的高質(zhì)量生產(chǎn)。哈夫機構(gòu)在雙層襪口編織時發(fā)揮著扎口的關鍵作用。它主要由哈夫針盤、哈夫針和哈夫針三角座組成。哈夫針盤與針筒同心、同步回轉(zhuǎn)，其針槽中插有哈夫針。哈夫針的配置與織針一致，但其針數(shù)為織針針數(shù)的一半，襪面哈夫針一隔一配置在襪面針上方，襪底哈夫針一隔一配置在襪底針上方。在雙層襪口的編織過程中，哈夫機構(gòu)的工作流程嚴謹而有序。在起口階段，哈夫三角座中的推出三角（又稱起口閘刀）開始工作，將哈夫針移出，使其勾取紗線。這一動作精準地為后續(xù)的編織奠定了基礎，確保紗線能夠準確地參與到襪口的編織中。隨著編織的推進，進入扎口移圈階段，此時攔進三角（又稱扎口閘刀）發(fā)揮作用，使哈夫針上的線圈轉(zhuǎn)移到織針上。這一過程要求哈夫針與織針之間的配合高度精確，確保線圈能夠順利轉(zhuǎn)移，形成緊密、整齊的雙層襪口結(jié)構(gòu)。如果哈夫機構(gòu)的工作出現(xiàn)偏差，如哈夫針勾取紗線不準確，會導致襪口的起始部分出現(xiàn)瑕疵；線圈轉(zhuǎn)移不順暢，會使襪口的雙層結(jié)構(gòu)不均勻，影響襪子的整體質(zhì)量和穿著舒適度。轉(zhuǎn)移機構(gòu)則位于成圈機構(gòu)和翻襪機構(gòu)之間，其主要職責是將在編織系統(tǒng)中完成成形編織的織襪轉(zhuǎn)移到縫合機構(gòu)，由轉(zhuǎn)移上盤和轉(zhuǎn)移下盤組成。轉(zhuǎn)移上盤包括轉(zhuǎn)移上臂、轉(zhuǎn)移上針盤、轉(zhuǎn)移上齒和固定上盤，轉(zhuǎn)移下盤包括固定盤、推動盤、轉(zhuǎn)移齒和轉(zhuǎn)移齒盤。在工作時，轉(zhuǎn)移機構(gòu)通過一系列巧妙的機械運動實現(xiàn)織襪的轉(zhuǎn)移。當織襪在成圈機構(gòu)中完成成形編織后，轉(zhuǎn)移機構(gòu)開始動作。轉(zhuǎn)移上盤和轉(zhuǎn)移下盤相互配合，轉(zhuǎn)移齒與織襪上的線圈相互作用，將織襪從編織系統(tǒng)中平穩(wěn)地取出。轉(zhuǎn)移上盤的轉(zhuǎn)移上臂和轉(zhuǎn)移上針盤協(xié)同工作，確?？椧m在轉(zhuǎn)移過程中的位置穩(wěn)定，避免出現(xiàn)晃動或偏移。轉(zhuǎn)移下盤的推動盤則提供動力，推動轉(zhuǎn)移齒將織襪準確地轉(zhuǎn)移到縫合機構(gòu)上。在這個過程中，轉(zhuǎn)移機構(gòu)的各個部件需要精確配合，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能導致織襪轉(zhuǎn)移失敗，如轉(zhuǎn)移齒與線圈的嚙合不緊密，會使織襪在轉(zhuǎn)移過程中脫落；推動盤的動力不足，會導致織襪轉(zhuǎn)移不到位，影響后續(xù)的縫合工序。哈夫機構(gòu)與轉(zhuǎn)移機構(gòu)之間存在著緊密的協(xié)同機制。在襪子的生產(chǎn)過程中，當哈夫機構(gòu)完成雙層襪口的編織后，織襪繼續(xù)在成圈機構(gòu)中進行后續(xù)部分的編織。當織襪完成整體的成形編織后，轉(zhuǎn)移機構(gòu)開始啟動，將織襪轉(zhuǎn)移到縫合機構(gòu)。這兩個機構(gòu)的協(xié)同工作，確保了襪子從編織到縫合的整個生產(chǎn)流程的順暢進行。在協(xié)同過程中，它們之間的動作時序和位置關系需要精確控制。哈夫機構(gòu)完成扎口動作后，需要及時為轉(zhuǎn)移機構(gòu)提供穩(wěn)定的織襪，以便轉(zhuǎn)移機構(gòu)能夠順利地進行轉(zhuǎn)移操作；轉(zhuǎn)移機構(gòu)在接收織襪時，需要準確地對接哈夫機構(gòu)編織完成的織襪，確?？椧m能夠安全、準確地被轉(zhuǎn)移到縫合機構(gòu)。四、成圈機構(gòu)的關鍵技術4.1三角系統(tǒng)工藝點參數(shù)與要求在一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)中，三角系統(tǒng)作為控制織針和沉降片運動軌跡的核心部件，其工藝點參數(shù)的精準設定與嚴格工藝要求的遵循，對于成圈質(zhì)量和效率起著決定性作用。通過大量的實驗測試和深入的理論分析，明確了三角系統(tǒng)的關鍵工藝點參數(shù)與具體工藝要求。在工藝點參數(shù)方面，三角角度是一個關鍵參數(shù)，不同類型的三角，如起針三角、挺針三角、壓針三角等，其角度的設置直接影響織針的運動軌跡和速度。起針三角的角度決定了織針開始上升的起始角度和上升速度，合適的起針三角角度能夠使織針平穩(wěn)地脫離舊線圈，為后續(xù)的成圈動作做好準備。若起針三角角度過小，織針上升緩慢，可能導致退圈不充分，影響成圈質(zhì)量；角度過大，織針上升過快，會增加紗線與織針之間的摩擦力，容易造成紗線斷裂。經(jīng)過多次實驗驗證，對于常見的編織工藝，起針三角的角度一般設定在[X1]°-[X2]°之間較為合適。挺針三角的角度則影響織針上升到退圈高度的過程，其角度的合理性直接關系到舊線圈能否順利從針鉤轉(zhuǎn)移到針桿上。在實際生產(chǎn)中，挺針三角的角度通常設置在[X3]°-[X4]°范圍內(nèi)，以確?？椺樤谏仙^程中，舊線圈能夠穩(wěn)定地被沉降片握持，避免出現(xiàn)舊線圈脫落或卡頓的現(xiàn)象。壓針三角的角度對織針的下壓動作和彎紗成圈過程至關重要。它決定了織針下壓的速度和力度，進而影響新線圈的形狀和尺寸。如果壓針三角角度不合適，會導致彎紗張力不均勻，使線圈大小不一，影響襪子的質(zhì)量。通過實驗測試，壓針三角的角度一般控制在[X5]°-[X6]°之間，能夠保證織針在彎紗成圈時，紗線能夠均勻地彎曲，形成大小一致的線圈。三角高度也是重要的工藝點參數(shù)之一。三角高度的變化會影響織針的運動行程和運動狀態(tài)，不同的編織工藝和花型對三角高度有不同的要求。在編織較厚的襪子或需要較大線圈時，需要適當增加三角高度，以保證織針有足夠的運動空間；而在編織精細的襪子或特定花型時，可能需要減小三角高度，以實現(xiàn)精確的編織控制。根據(jù)不同的編織需求，三角高度的取值范圍一般在[Y1]mm-[Y2]mm之間。在工藝要求方面，三角系統(tǒng)的加工精度至關重要。三角的表面粗糙度應控制在較低水平，一般要求達到Ra[Z1]-Ra[Z2]，以減少織針與三角之間的摩擦力，保證織針運動的順暢性。三角的尺寸精度也必須嚴格控制，各關鍵尺寸的公差應控制在±[Z3]mm以內(nèi)，確保三角系統(tǒng)能夠準確地控制織針和沉降片的運動軌跡，提高成圈質(zhì)量的穩(wěn)定性。三角系統(tǒng)的耐磨性也是重要的工藝要求。由于在成圈過程中，織針和沉降片與三角頻繁接觸和摩擦，三角需要具備良好的耐磨性，以保證長期穩(wěn)定的工作性能。通常采用優(yōu)質(zhì)的合金鋼材料，并對三角表面進行硬化處理，如淬火、滲碳等，提高其表面硬度和耐磨性，延長三角系統(tǒng)的使用壽命。三角系統(tǒng)的安裝和調(diào)試也有嚴格的工藝要求。在安裝過程中，各三角之間的相對位置和角度必須精確調(diào)整，確保它們之間的配合緊密、協(xié)調(diào)。安裝完成后，需要進行全面的調(diào)試，通過實際編織測試，檢查織針和沉降片的運動是否順暢，成圈質(zhì)量是否符合要求。在調(diào)試過程中，根據(jù)實際情況對三角系統(tǒng)的參數(shù)進行微調(diào)，直到達到最佳的成圈效果。4.2有限元建模技術在成圈機構(gòu)中的應用隨著計算機技術和數(shù)值計算方法的飛速發(fā)展，有限元建模技術在工程領域的應用日益廣泛，在一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)的研究與分析中，也發(fā)揮著不可或缺的作用。通過運用有限元分析軟件，能夠?qū)Τ扇C構(gòu)進行精確建模，深入探究其在工作過程中的力學性能和運動特性，為成圈機構(gòu)的優(yōu)化設計提供有力的技術支持。以常用的有限元分析軟件ANSYS為例，在對一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)進行建模時，首先需進行模型建立。利用軟件的幾何建模功能，依據(jù)成圈機構(gòu)各部件的實際尺寸和形狀，精確繪制織針、沉降片、三角等部件的三維幾何模型。在繪制織針模型時，需準確描繪針桿、針鉤、針舌等關鍵部位的細節(jié)，確保模型與實際部件的一致性。對于復雜形狀的部件，可借助CAD軟件進行設計，再將模型導入ANSYS中。完成幾何模型構(gòu)建后，需進行參數(shù)設置。定義各部件的材料屬性，織針通常采用高強度合金鋼，設置其彈性模量、泊松比、密度等參數(shù)，彈性模量可根據(jù)材料的實際性能設定為[X]GPa，泊松比設為[Y]，密度設為[Z]kg/m3，以準確模擬織針在受力時的彈性變形和力學響應；沉降片的材料屬性也需根據(jù)實際情況進行合理設置。還需設置單元類型，根據(jù)成圈機構(gòu)各部件的幾何形狀和分析需求，選擇合適的單元類型，對于形狀較為規(guī)則的部件，可選用六面體單元；對于形狀復雜的部件，四面體單元則更為合適。邊界條件定義是有限元建模的關鍵環(huán)節(jié)。在成圈機構(gòu)模型中，需定義部件之間的接觸關系，織針與沉降片之間的接觸為面接觸，設置接觸類型為“綁定接觸”或“摩擦接觸”，并根據(jù)實際情況設置接觸剛度和摩擦系數(shù)等參數(shù)，以準確模擬它們之間的相互作用；織針與三角之間的接觸也需進行類似的定義。需對模型施加約束和載荷，根據(jù)成圈機構(gòu)的實際工作情況，對針筒施加旋轉(zhuǎn)約束，使其能夠繞軸心進行旋轉(zhuǎn)運動，設置旋轉(zhuǎn)速度為實際工作轉(zhuǎn)速[X]r/min；對織針、沉降片等部件施加相應的位移約束和載荷，模擬它們在成圈過程中的受力和運動狀態(tài)。在網(wǎng)格劃分階段，需根據(jù)模型的復雜程度和分析精度要求，對成圈機構(gòu)模型進行合理的網(wǎng)格劃分。對于關鍵部件和受力復雜的區(qū)域，采用較小的網(wǎng)格尺寸，以提高分析精度；對于非關鍵部件和受力較小的區(qū)域，可適當增大網(wǎng)格尺寸，以減少計算量。通過網(wǎng)格收斂性分析，確定合適的網(wǎng)格密度，確保計算結(jié)果的準確性。完成上述步驟后，即可利用有限元分析軟件對成圈機構(gòu)模型進行求解。通過求解，可得到成圈機構(gòu)在工作過程中的應力、應變分布情況，以及各部件的位移、速度和加速度等運動參數(shù)。分析織針在成圈過程中的應力分布，找出應力集中區(qū)域，為織針的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)；研究沉降片的運動特性，分析其運動的平穩(wěn)性和協(xié)調(diào)性，為沉降片的設計改進提供參考。通過有限元建模技術，能夠?qū)σ惑w成形電腦襪機成圈機構(gòu)進行全面、深入的分析，為成圈機構(gòu)的優(yōu)化設計和性能提升提供重要的技術支持，有助于提高一體成形電腦襪機的成圈質(zhì)量和生產(chǎn)效率，推動織襪行業(yè)的技術進步。4.3彈性動力學分析與運動仿真在深入探究一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)的性能時，彈性動力學分析與運動仿真發(fā)揮著至關重要的作用。借助有限元分析軟件強大的功能，能夠精準模擬成圈機構(gòu)在實際工作中的復雜力學行為和運動狀態(tài)，為成圈機構(gòu)的優(yōu)化設計提供堅實的數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。利用有限元分析模塊對成圈機構(gòu)進行彈性動力學分析，是深入了解其工作特性的關鍵步驟。在分析過程中，充分考慮成圈機構(gòu)各部件的彈性變形特性，因為在實際工作中，織針、沉降片等部件在受到外力作用時，并非完全剛性，而是會發(fā)生一定程度的彈性變形。這種彈性變形會對成圈過程產(chǎn)生顯著影響，可能改變紗線的受力狀態(tài)，進而影響線圈的形成質(zhì)量。通過在有限元模型中精確設置各部件的彈性模量、泊松比等材料參數(shù)，能夠真實地模擬部件的彈性行為。在對織針進行彈性動力學分析時，考慮到織針在成圈過程中要承受紗線的拉力、與沉降片的摩擦力以及三角的作用力等多種外力。通過有限元分析，可以得到織針在不同時刻的應力分布云圖。從云圖中可以清晰地看到，在針鉤部位和針舌與針桿的連接處，應力集中現(xiàn)象較為明顯。這是因為在成圈過程中，針鉤需要鉤取紗線，承受較大的拉力；針舌與針桿的連接處則由于運動過程中的頻繁開合，受到交變應力的作用。這些應力集中區(qū)域容易導致織針的疲勞損壞，影響成圈機構(gòu)的工作穩(wěn)定性和使用壽命。沉降片在成圈過程中同樣會受到多種外力的作用，如與織針的摩擦力、舊線圈的作用力等。通過彈性動力學分析，發(fā)現(xiàn)沉降片的片鼻和片踵部位受力較大。片鼻在握持舊線圈時，需要承受舊線圈的張力；片踵在與三角配合運動時，會受到三角的推力和摩擦力。在設計沉降片時，需要對這些受力較大的部位進行優(yōu)化，如增加厚度、采用高強度材料等，以提高沉降片的強度和耐磨性。通過運動仿真得到成圈機件運動和力學參數(shù)，是評估成圈機構(gòu)性能的重要手段。在運動仿真過程中，設定成圈機構(gòu)的初始條件和邊界條件，使其盡可能接近實際工作狀態(tài)。設置針筒的轉(zhuǎn)速、紗線的喂入速度等參數(shù)，模擬成圈機構(gòu)在不同工作條件下的運行情況。通過運動仿真，可以得到織針的運動軌跡、速度和加速度隨時間的變化曲線。這些曲線能夠直觀地反映織針在成圈過程中的運動特性。在退圈階段，織針的上升速度呈現(xiàn)先加速后減速的趨勢，這是因為在起始階段，需要快速脫離舊線圈，隨著接近退圈高度，為了避免對舊線圈產(chǎn)生過大的沖擊，速度逐漸降低。在成圈階段，織針的下降速度和加速度也有特定的變化規(guī)律，這些規(guī)律對于保證成圈質(zhì)量至關重要。如果織針的下降速度過快，可能導致紗線彎曲不均勻，影響線圈的形狀和尺寸；加速度過大，則會增加織針與紗線之間的沖擊力，容易造成紗線斷裂。沉降片的運動參數(shù)同樣對成圈過程有著重要影響。通過運動仿真，可以得到沉降片的上下運動位移、速度和加速度曲線。在協(xié)助織針退圈時，沉降片需要快速上升，以準確握持舊線圈；在彎紗階段，沉降片的下降速度需要與織針的運動相配合，為紗線的彎曲提供穩(wěn)定的支撐。如果沉降片的運動參數(shù)不合理，會導致舊線圈脫落、紗線彎曲不均勻等問題，影響成圈質(zhì)量。還可以得到成圈過程中紗線的張力變化曲線。紗線張力的穩(wěn)定對于形成均勻的線圈至關重要。通過分析張力變化曲線，可以了解紗線在不同成圈階段的受力情況，找出張力波動較大的時刻和原因。在墊紗階段，紗線的張力會出現(xiàn)一個峰值，這是因為紗線需要從導紗器順利過渡到織針上，受到一定的拉伸力。如果張力峰值過大，可能導致紗線斷裂；張力波動過大，則會使線圈大小不一，影響襪子的質(zhì)量。通過對紗線張力變化曲線的分析，可以優(yōu)化導紗器的位置和角度，調(diào)整紗線的喂入速度，以減小張力波動，保證紗線張力的穩(wěn)定。五、成圈機構(gòu)常見故障及解決方法5.1常見故障類型及原因分析在一體成形電腦襪機的實際生產(chǎn)過程中，成圈機構(gòu)可能出現(xiàn)多種故障，這些故障不僅影響襪子的生產(chǎn)效率，還對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生嚴重影響。針舌故障是較為常見的問題之一，表現(xiàn)為針舌無法正常開合，導致紗線無法順利進入針鉤或從針鉤中脫出。這可能是由于針舌與針桿之間的連接處磨損嚴重，使得針舌的開合靈活性下降；也可能是在成圈過程中，紗線的張力過大，對針舌產(chǎn)生了較大的沖擊力，導致針舌變形或損壞。針腳斷掉也是成圈機構(gòu)常見的故障。針腳在成圈過程中承受著較大的應力，若針腳的材料質(zhì)量不佳，在長期的工作過程中，無法承受反復的應力作用，容易出現(xiàn)斷裂；襪機的高速運轉(zhuǎn)使得針腳受到的沖擊力增大，頻繁的沖擊也可能導致針腳疲勞斷裂；編織參數(shù)設置不合理，如針筒轉(zhuǎn)速過快、三角角度不合適，會使針腳在運動過程中受到的應力分布不均勻，增加針腳斷裂的風險。紗線纏繞問題同樣不容忽視，紗線可能會纏繞在織針、沉降片或其他部件上，阻礙成圈過程的正常進行。這可能是因為導紗器的位置調(diào)整不當，導致紗線在喂入過程中出現(xiàn)偏差，容易與周圍部件發(fā)生纏繞；紗線的張力不穩(wěn)定，在成圈過程中，張力過大或過小都可能使紗線的運動軌跡發(fā)生變化，從而增加纏繞的可能性；襪機工作環(huán)境中的灰塵、纖維等雜質(zhì)，也可能附著在紗線上，使其粘性增加，更容易發(fā)生纏繞。三角系統(tǒng)故障會影響織針和沉降片的運動軌跡，導致成圈質(zhì)量下降。三角的磨損是常見的故障原因，由于三角在工作過程中與織針和沉降片頻繁接觸和摩擦，長期使用后，三角的表面會出現(xiàn)磨損，使其形狀和尺寸發(fā)生變化，從而無法準確控制織針和沉降片的運動；三角系統(tǒng)的安裝精度不夠，各三角之間的相對位置和角度存在偏差，會導致織針和沉降片的運動不協(xié)調(diào)，影響成圈質(zhì)量。沉降片故障也會對成圈過程產(chǎn)生不利影響。沉降片的磨損會導致其與織針的配合精度下降，無法有效地協(xié)助織針進行退圈、墊紗等操作，如沉降片的片鼻磨損后，無法牢固地握持舊線圈，容易導致舊線圈脫落；沉降片的運動卡頓，可能是由于其與其他部件之間的間隙過小，或者潤滑不良，在運動過程中受到較大的摩擦力，導致運動不順暢。5.2故障診斷方法與技術在一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)的運行過程中，及時準確地診斷故障對于保障生產(chǎn)的連續(xù)性和產(chǎn)品質(zhì)量至關重要。利用傳感器監(jiān)測技術，能夠?qū)崟r獲取成圈機構(gòu)的運行狀態(tài)信息，為故障診斷提供數(shù)據(jù)支持。在織針、沉降片等關鍵部件上安裝位移傳感器，可實時監(jiān)測其運動位移和速度，通過與預設的正常運動參數(shù)進行對比，判斷部件是否正常工作。若織針的運動位移超出正常范圍，可能意味著針舌故障或三角系統(tǒng)異常。壓力傳感器的應用也十分關鍵，它可安裝在紗線輸送路徑上，監(jiān)測紗線的張力變化。紗線張力的穩(wěn)定對于成圈質(zhì)量至關重要，若張力出現(xiàn)異常波動，可能是導紗器故障、紗線纏繞或送紗系統(tǒng)問題導致的。通過壓力傳感器實時反饋的張力數(shù)據(jù)，能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決這些問題，保證成圈過程的順利進行。數(shù)據(jù)分析技術在故障診斷中發(fā)揮著重要作用。對傳感器采集到的大量數(shù)據(jù)進行深入分析，能夠挖掘出潛在的故障信息。運用統(tǒng)計分析方法，對成圈機構(gòu)的運行參數(shù)進行統(tǒng)計分析，計算參數(shù)的均值、方差、標準差等統(tǒng)計量，通過設定合理的閾值，判斷參數(shù)是否在正常范圍內(nèi)。當參數(shù)超出閾值時，可能預示著故障的發(fā)生。在分析織針的沖擊力數(shù)據(jù)時，通過統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)沖擊力的均值突然增大，且方差超出正常范圍，這可能表明織針受到了異常的外力作用，需要進一步檢查是否存在針腳斷裂、三角磨損等問題。采用數(shù)據(jù)挖掘技術，如聚類分析、關聯(lián)規(guī)則挖掘等，能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的潛在關系，從而找出故障的根源。通過聚類分析，將成圈機構(gòu)在不同運行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進行聚類，若某一類數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，可針對性地分析該類數(shù)據(jù)所對應的運行條件和參數(shù)，找出導致故障的因素。智能診斷技術的應用為成圈機構(gòu)故障診斷帶來了新的突破。基于人工智能的故障診斷方法，如神經(jīng)網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)等，能夠模擬人類專家的思維方式，對成圈機構(gòu)的故障進行快速準確的診斷。神經(jīng)網(wǎng)絡具有強大的自學習和自適應能力，通過大量的故障樣本數(shù)據(jù)進行訓練，使其能夠?qū)W習到不同故障類型與特征參數(shù)之間的映射關系。在實際應用中，將傳感器采集到的實時數(shù)據(jù)輸入到訓練好的神經(jīng)網(wǎng)絡模型中，模型即可快速判斷出是否存在故障以及故障的類型。以某一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)的故障診斷系統(tǒng)為例，采用了神經(jīng)網(wǎng)絡算法。該系統(tǒng)收集了大量的成圈機構(gòu)故障數(shù)據(jù)，包括針舌故障、針腳斷掉、紗線纏繞等不同故障類型下的傳感器數(shù)據(jù)和運行參數(shù)。通過對這些數(shù)據(jù)的訓練，神經(jīng)網(wǎng)絡模型能夠準確地識別出各種故障模式。當系統(tǒng)檢測到成圈機構(gòu)出現(xiàn)異常時，能夠迅速給出故障診斷結(jié)果，并提供相應的解決方案。專家系統(tǒng)則是基于領域?qū)＜业慕?jīng)驗和知識構(gòu)建的。它將專家在成圈機構(gòu)故障診斷方面的經(jīng)驗和知識以規(guī)則的形式存儲在知識庫中，當系統(tǒng)接收到故障信息時，通過推理機對知識庫中的規(guī)則進行匹配和推理，得出故障診斷結(jié)論。在面對針舌無法正常開合的故障時，專家系統(tǒng)根據(jù)知識庫中的規(guī)則，判斷可能是針舌與針桿連接處磨損、紗線張力過大等原因?qū)е碌?，并給出相應的檢查和維修建議。5.3針對性解決措施與案例分析針對針舌故障，若因針舌與針桿連接處磨損所致，可采用高精度的表面處理工藝，如鍍硬鉻、化學鍍鎳等，在連接處形成一層硬度高、耐磨性好的保護膜，提高其耐磨性和抗疲勞性能，延長針舌的使用壽命。若針舌因紗線張力過大而變形，可通過調(diào)整紗線張力控制系統(tǒng)，采用先進的張力傳感器和閉環(huán)控制算法，精確控制紗線張力，使其保持在合適的范圍內(nèi)，避免對針舌造成過大沖擊。在某襪業(yè)生產(chǎn)企業(yè)中，曾頻繁出現(xiàn)針舌故障，導致襪子次品率升高。通過對針舌進行鍍硬鉻處理，并優(yōu)化紗線張力控制系統(tǒng)，使針舌故障發(fā)生率從原來的每月[X]次降低到每月[X]次以下，襪子的次品率也從[X]%下降到[X]%，有效提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。對于針腳斷掉的問題，若因材料質(zhì)量不佳，應選用高強度、高韌性的材料制造針腳，如優(yōu)質(zhì)合金鋼，并對材料進行嚴格的質(zhì)量檢測，確保其性能符合要求?？赏ㄟ^優(yōu)化編織參數(shù)，降低針腳在運動過程中的應力集中，如適當降低針筒轉(zhuǎn)速、調(diào)整三角角度，使針腳受力更加均勻。在編織較厚的襪子時，適當降低針筒轉(zhuǎn)速，從原來的每分鐘[X]轉(zhuǎn)降低到每分鐘[X]轉(zhuǎn)，減少針腳受到的沖擊力；根據(jù)不同的編織工藝，精確調(diào)整三角角度，使針腳在運動過程中平穩(wěn)受力。某襪機生產(chǎn)廠家在改進針腳材料和編織參數(shù)后，其生產(chǎn)的襪機針腳斷掉的故障率明顯降低。在改進前，每臺襪機平均每月出現(xiàn)針腳斷掉故障[X]次，改進后，故障率降低至每月[X]次，大大提高了襪機的穩(wěn)定性和可靠性。當出現(xiàn)紗線纏繞問題時，若因?qū)Ъ喥魑恢貌划敚瑧褂酶呔鹊亩ㄎ谎b置，對導紗器的位置進行精確調(diào)整，確保紗線能夠準確地喂入織針，避免與其他部件發(fā)生纏繞。可優(yōu)化紗線路徑，減少紗線在輸送過程中的彎曲和摩擦，如增加導紗輪、調(diào)整導紗管的角度等。若紗線張力不穩(wěn)定導致纏繞，應采用先進的恒張力送紗系統(tǒng)，通過張力傳感器實時監(jiān)測紗線張力，并自動調(diào)整送紗速度，保證紗線張力的穩(wěn)定。在另一家襪業(yè)工廠中，由于紗線纏繞問題嚴重影響生產(chǎn)效率。通過重新調(diào)整導紗器位置，優(yōu)化紗線路徑，并安裝恒張力送紗系統(tǒng)，使紗線纏繞故障得到了有效解決。改進前，因紗線纏繞導致的停機次數(shù)每周達[X]次，改進后，停機次數(shù)減少到每周[X]次以下，生產(chǎn)效率提高了[X]%。針對三角系統(tǒng)故障，若三角磨損，應選用耐磨性好的材料制造三角，如高鉻合金鋼，并對三角表面進行淬火、滲碳等硬化處理，提高其硬度和耐磨性。定期對三角進行檢查和維護，及時更換磨損嚴重的三角。若三角系統(tǒng)安裝精度不夠，應采用高精度的安裝工藝和檢測設備，在安裝過程中，嚴格控制各三角之間的相對位置和角度，確保安裝精度符合要求。在安裝后，使用專業(yè)的檢測儀器對三角系統(tǒng)進行檢測，如激光測量儀、三坐標測量儀等，確保其運動精度和穩(wěn)定性。某襪機制造企業(yè)在采用高鉻合金鋼制造三角，并對其表面進行硬化處理后，三角的磨損速度明顯減緩。同時，通過改進安裝工藝和檢測手段，提高了三角系統(tǒng)的安裝精度，使襪機的成圈質(zhì)量得到了顯著提升，次品率降低了[X]%。當沉降片出現(xiàn)故障時，若沉降片磨損，可對磨損部位進行修復或更換新的沉降片。在修復時，采用先進的修復工藝，如激光熔覆、電刷鍍等，在磨損部位修復一層與原材質(zhì)性能相近的材料，恢復其尺寸和精度。若沉降片運動卡頓，應定期對沉降片進行潤滑，選擇合適的潤滑劑，如高性能的合成潤滑油，確保其運動順暢。檢查沉降片與其他部件之間的間隙，調(diào)整到合適的范圍，避免因間隙過小而產(chǎn)生過大的摩擦力。在一家小型襪廠中，沉降片故障頻發(fā)，影響了生產(chǎn)進度。通過對磨損的沉降片進行激光熔覆修復，并定期進行潤滑和間隙調(diào)整，使沉降片故障得到了有效控制。改進前，沉降片故障導致的生產(chǎn)中斷每周達[X]次，改進后，生產(chǎn)中斷次數(shù)減少到每周[X]次以下，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。六、成圈機構(gòu)的優(yōu)化設計與發(fā)展趨勢6.1基于有限元分析的結(jié)構(gòu)優(yōu)化在對一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)進行深入研究的過程中，有限元分析為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了有力的工具。通過有限元分析，能夠清晰地呈現(xiàn)成圈機構(gòu)在工作過程中的應力、應變分布情況，以及各部件的動態(tài)響應特性，從而為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供關鍵依據(jù)。以織針為例，在成圈過程中，織針承受著復雜的外力作用，其應力分布情況對織針的性能和壽命有著重要影響。通過有限元分析，發(fā)現(xiàn)織針的針鉤部位和針舌與針桿的連接處是應力集中的區(qū)域。在針鉤部位，由于需要鉤取紗線，承受著較大的拉力，容易出現(xiàn)疲勞損壞；針舌與針桿的連接處則因頻繁的開合運動，受到交變應力的作用，也容易發(fā)生斷裂。針對這些問題，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，對針鉤部位進行加厚處理，增加其強度和耐磨性；對針舌與針桿的連接處進行圓角過渡設計，減小應力集中，提高織針的可靠性。沉降片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化同樣依賴于有限元分析的結(jié)果。在成圈過程中，沉降片的片鼻和片踵部位受力較大。片鼻在握持舊線圈時，需要承受較大的張力；片踵在與三角配合運動時，會受到較大的摩擦力和沖擊力。通過有限元分析，明確了這些受力情況后，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，對片鼻進行強化設計，采用高強度材料制造，增加其厚度，提高其握持舊線圈的能力；對片踵進行表面硬化處理，減小摩擦力，提高其運動的順暢性和耐磨性。三角系統(tǒng)作為控制織針和沉降片運動軌跡的關鍵部件，其結(jié)構(gòu)優(yōu)化也至關重要。有限元分析顯示，三角在工作過程中，其表面的某些區(qū)域會承受較大的壓力和摩擦力，容易出現(xiàn)磨損。為了提高三角的耐磨性和使用壽命，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，選擇高硬度、高耐磨性的材料制造三角，對三角表面進行滲碳、淬火等硬化處理，增加表面硬度；對三角的形狀進行優(yōu)化設計，使織針和沉降片在運動過程中與三角的接觸更加均勻，減小局部應力集中。在材料選擇方面，根據(jù)有限元分析結(jié)果，綜合考慮成圈機構(gòu)各部件的受力情況、運動特性以及成本等因素。對于承受較大應力和沖擊力的部件，如織針、沉降片等，選用高強度合金鋼材料，以滿足其強度和耐磨性的要求。對于一些運動部件，為了減小慣性力的影響，在保證強度的前提下，可選用輕質(zhì)合金材料，如鋁合金等，以提高成圈機構(gòu)的運動性能和響應速度。通過基于有限元分析的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)的性能得到了顯著提升。各部件的強度和耐磨性增強，減少了因部件損壞而導致的故障發(fā)生頻率，提高了設備的穩(wěn)定性和可靠性；優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)使成圈過程更加順暢，紗線的張力更加穩(wěn)定，從而提高了成圈質(zhì)量，降低了次品率；結(jié)構(gòu)優(yōu)化還有助于提高成圈機構(gòu)的運動效率，在一定程度上提高了襪機的生產(chǎn)效率，為織襪企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟效益。6.2智能化與自動化技術的融合在科技飛速發(fā)展的當下，一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)正朝著智能化與自動化技術深度融合的方向邁進，這一趨勢為織襪行業(yè)帶來了前所未有的變革與發(fā)展機遇。人工智能技術在成圈機構(gòu)的自動化控制中發(fā)揮著關鍵作用。通過機器學習算法，成圈機構(gòu)能夠?qū)Υ罅康纳a(chǎn)數(shù)據(jù)進行分析和學習，從而實現(xiàn)對編織過程的精準控制。利用人工智能技術可以對紗線張力進行實時監(jiān)測和智能調(diào)整。在成圈過程中，紗線張力的穩(wěn)定對于保證線圈的質(zhì)量至關重要。通過安裝在紗線輸送路徑上的張力傳感器，實時采集紗線張力數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸給人工智能控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)利用機器學習算法對這些數(shù)據(jù)進行分析，預測紗線張力的變化趨勢，并根據(jù)預測結(jié)果自動調(diào)整送紗系統(tǒng)的參數(shù)，如送紗速度、紗線的牽引力度等，使紗線張力始終保持在最佳范圍內(nèi)，從而提高成圈質(zhì)量，減少次品率。人工智能技術還可以應用于織針和沉降片的運動控制。通過對織針和沉降片的運動數(shù)據(jù)進行分析，人工智能系統(tǒng)可以學習到不同編織工藝下的最佳運動模式，并根據(jù)實際編織需求，自動調(diào)整織針和沉降片的運動軌跡、速度和加速度等參數(shù)，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的成圈過程。在編織復雜花型時，人工智能系統(tǒng)能夠快速準確地計算出織針和沉降片的運動參數(shù)，使它們緊密配合，確?；ㄐ偷木珳示幙?，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的一致性。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用使成圈機構(gòu)實現(xiàn)了設備之間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)共享，進一步提升了其智能化水平。通過物聯(lián)網(wǎng)，成圈機構(gòu)可以與襪機的其他部件，如送紗系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等進行實時通信，實現(xiàn)協(xié)同工作。成圈機構(gòu)可以將編織過程中的各種數(shù)據(jù)，如編織速度、線圈密度、設備運行狀態(tài)等，實時傳輸給控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)，對襪機的整體運行狀態(tài)進行監(jiān)測和分析，及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題，并采取相應的措施進行調(diào)整。當檢測到成圈機構(gòu)的編織速度過快，可能導致紗線斷裂時，控制系統(tǒng)可以自動降低針筒轉(zhuǎn)速，保證編織過程的順利進行。物聯(lián)網(wǎng)技術還可以實現(xiàn)成圈機構(gòu)的遠程監(jiān)控和管理。通過互聯(lián)網(wǎng)，操作人員可以在遠程終端實時查看成圈機構(gòu)的運行狀態(tài)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等信息，并對其進行遠程控制。在設備出現(xiàn)故障時，操作人員可以通過遠程診斷功能，快速定位故障原因，并指導現(xiàn)場維修人員進行維修，減少設備停機時間，提高生產(chǎn)效率。通過物聯(lián)網(wǎng)平臺，企業(yè)還可以對多臺襪機的成圈機構(gòu)進行集中管理，實現(xiàn)生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置，提高企業(yè)的生產(chǎn)管理水平。智能化與自動化技術的融合，還為成圈機構(gòu)帶來了自適應調(diào)整的能力。在生產(chǎn)過程中，當遇到紗線材質(zhì)變化、編織工藝調(diào)整等情況時，成圈機構(gòu)能夠根據(jù)實時采集的數(shù)據(jù)，自動調(diào)整自身的參數(shù)和運行模式，以適應不同的生產(chǎn)需求。當更換紗線材質(zhì)時，成圈機構(gòu)可以通過傳感器檢測到紗線的特性變化，如紗線的粗細、彈性等，并自動調(diào)整織針的運動參數(shù)、紗線的張力等，確保新材質(zhì)的紗線能夠順利成圈，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。從發(fā)展前景來看，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術的不斷進步，一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)的智能化與自動化水平將不斷提升。未來，成圈機構(gòu)可能會具備更加智能的故障預測和診斷能力，通過對設備運行數(shù)據(jù)的實時分析，提前預測設備可能出現(xiàn)的故障，并及時發(fā)出預警，提醒操作人員進行維護，避免設備故障對生產(chǎn)造成影響。成圈機構(gòu)還可能與人工智能設計軟件相結(jié)合，實現(xiàn)根據(jù)用戶需求自動生成編織程序，進一步提高生產(chǎn)的靈活性和個性化程度，滿足市場對多樣化襪子產(chǎn)品的需求。6.3綠色環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展方向在當前全球倡導綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的大背景下，一體成形電腦襪機成圈機構(gòu)在材料選擇、能耗降低、生產(chǎn)流程優(yōu)化等方面正積極探索創(chuàng)新，以實現(xiàn)綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的目標，這不僅符合時代發(fā)展的需求，也為織襪行業(yè)的長遠發(fā)展奠定了堅實基礎。在材料選擇方面，成圈機構(gòu)越來越注重采用環(huán)保材料。對于織針、沉降片等關鍵部件，在保證強度和耐磨性的前提下，優(yōu)先選用可回收材料。一些企業(yè)開始嘗試使用可回收的合金鋼材料制造織針，這種材料在使用壽命結(jié)束后，可以通過回收再加工，重新投入生產(chǎn)，減少了資源的浪費和對環(huán)境的壓力。對于一些非關鍵部件，如導紗器等，采用可降解材料進行制造?？山到獠牧显谧匀画h(huán)境中能夠逐漸分解，不會對土壤和水源造成污染，符合環(huán)保要求。通過采用這些環(huán)保材料，成圈機構(gòu)在整個生命周期內(nèi)，減少了對環(huán)境的負面影響，實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。降低能耗是成圈機構(gòu)實現(xiàn)綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。一方面，通過優(yōu)化成圈機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計，減少運動部件之間的摩擦和能量損耗。采用高精度的軸承和導軌，降低織針、沉降片等部件在運動過程中的摩擦力，提高能源利用效率。優(yōu)化三角系統(tǒng)的設計，使織針和沉降片的運動更加順暢，減少不必要的能量消耗。另一方面，利用先進的節(jié)能技術，降低成圈機構(gòu)的能耗。采用變頻調(diào)速技術，根據(jù)編織工藝的需求，實時調(diào)整針筒的轉(zhuǎn)速，避免在不需要高速運轉(zhuǎn)時的能源浪費。在針筒轉(zhuǎn)速較低時，通過變頻調(diào)速技術，降低電機的輸出功率，從而減少