零传动模式的高速轴向悬浮织针运动控制与试验分析

针织传统针织圆纬机复杂的机械加工架构及高能耗编织模式,提出利用电磁-永磁悬浮式直接驱动织针编织模式,简化传统圆纬机的机械传动机构。在已有工作的基础上,分析电磁力直接驱动的永磁织针受力模型,揭示多织针轴向悬浮运动的规律,建立悬浮织针轴向驱动模型及控制算法,实现传统圆机的三功位编织工艺并以零传动无损模式高速驱动织针;探索织针阵列悬浮驱动编织的特定方式,为悬浮驱动织针取代传统编织工艺,实现编织工艺的全程可控可调提供理论参考和试验方法指导。     

磁悬浮驱动织针受力模型与磁力耦合研究

基于磁悬浮式驱动织针编织原理,建立磁悬浮式驱动织针的力学模型。针对多织针高速编织模式下磁力分布模型及热应力场等多物理场耦合作用对织针的影响,基于安培环路定律,建立电磁力与气隙之间的关系曲线,运用Ansys有限元软件,分析织针的应力、应变对编织工艺的影响。结果表明,多织针磁力分布模型中,磁悬浮织针的针筒高度设计为16 mm时,磁场的屏蔽效果最佳,为后续开展磁悬浮驱动织针实践应用提供技术支持。     

磁悬浮式驱动织针电磁力研究及线圈轮廓优化

基于磁悬浮式驱动织针编织原理,建立永磁体外磁场模型及永磁织针磁力模型。针对织针轴向运动时磁场分布及磁力对织针的影响,基于磁力驱动原理、磁源性质及线圈轮廓变化下永磁织针驱动的特点,建立永磁织针轴向受力与轴向位移的关系曲线和线圈轮廓与永磁织针受力的内在联系,运用Ansys Maxwell仿真软件,分析电磁线圈截面轮廓变化对织针电磁力与轴向位移曲线的影响,优化线圈轮廓。结果表明,改变线圈轮廓外形可构建出平缓的电磁力-轴向位移曲线。     

轴向磁悬浮驱动织针结构电磁场的仿真分析

基于磁悬浮驱动原理,根据毕奥-萨伐尔磁场基本定律,分析并计算同轴放置的双级线圈轴线上任一点的磁场及其在不同气隙高度下的磁场作用力,并应用高斯计对双级线圈间的场强进行试验,对比试验数据与理论计算结果,两者基本一致。在Ansys电磁耦合模块中建立了双级线圈电磁-永磁驱动模型,对模型间的磁场进行仿真分析,得到在磁悬浮驱动织针结构下,永磁体所受电磁力随自身悬浮高度变化的曲线关系,并给出单针筒电磁-永磁间磁场分布云图。     

磁悬浮式驱动织针弯纱张力的动态分析及研究

由于弯纱张力对织针的受力及运动稳定性影响较大,基于磁悬浮式驱动织针的原理及结构,结合弯纱中针钩内点与纱线接触的运动轨迹,建立磁悬浮织针弯纱编织时的力学模型。该模型针对纱线特性、弯纱接触包角及接触摩擦系数对弯纱张力的影响,提出分析弯纱张力的数学表达式,并对该模型进行Matlab数值分析与计算,以及Ansys非线性仿真分析。结果表明,在弯纱过程中,纱线张力随弯纱深度的增加而显著增大,对磁悬浮式驱动织针弯纱编织的动态稳定性产生一定的影响。