一种柱状轴承携纱器及用该携纱器的三维编织机的制作方法

本发明涉及三维编织技术领域，具体涉及一种柱状轴承携纱器及用该携纱器的三维编织机。

背景技术：

现有的三维编织机在运行的过程中，由于携纱器的加工尺寸精度不可能完全满足设计尺寸，携纱器有可能运动不到位，随着运动的进行，会导致携纱器行驶位置误差积累，从而会有“卡死”现象产生；而且运行过程中噪音大、震动大；这不仅增加了工人的劳动强度和危险程度，而且还要暂停生产对机器进行检查维修，这无疑是费时费力的，严重影响了生产的效率。另一方面，目前携纱器与轨道、携纱器与携纱器表面之间为硬接触滑动摩擦，也会出现运动卡顿和磨损零件情况发生，进一步加剧“卡死”现象。

申请号为201610828170.8的中国专利公开了一种环向滚珠携纱器及应用该携纱器的三维编织机，携纱器包括挂钩和运动盘，运动盘为圆形，挂钩下端固定在运动盘上端面中心位置，运动盘侧面开有一圈滚珠槽，滚珠槽内嵌入安装有若干滚珠，滚珠能够在滚珠槽内自由滚动。因为滚珠之间的接触面为点，而不是面，容易磨损，导致携纱器之间传力不均匀，从而会有“卡死”现象产生，损坏设备，因此，针对上述问题，提供一种能够解决目前携纱器存在的问题进而影响三维编织机工作而需要提出新的解决方案。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述现有技术中携纱器容易出现磨损而影响三维编织机工作的问题，本发明目的在于提供一种柱状轴承携纱器及用该携纱器的三维编织机，通过对携纱器的结构的改进，携纱器不易出现磨损，进而保证了三维编织机的有效工作，结构设计合理，工作稳定性高。

本发明所采用的技术方案为：

一种柱状轴承携纱器，包括轴套和设于所述轴套内与所述轴套之间转动配合的运动组件，所述运动组件上安装有用于连接纱线的挂钩。

由于运动组件与轴套转动配合，在柱状轴承携纱器运动过程中，相邻的柱状轴承携纱器之间形成轴套与轴套之间的滚动摩擦，且轴套与轴套之间为面接触，较之于现有技术中滚珠与滚珠之间的点接触，本设计结构在降低柱状轴承携纱器之间的摩擦阻力的同时也保证了二者之间的耐磨效果，从而确保柱状轴承携纱器的工作精度，工作过程中，柱状轴承携纱器的行驶位置误差小，不易出现运动过程中被“卡死”的情况。

进一步的，所述运动组件包括与所述挂钩的下端固定连接的芯轴和设于所述芯轴上的轴承，所述轴承设于所述轴套内，所述轴承的外圈带动轴套转动。

具体的，挂钩与芯轴上端的中部固定连接，在芯轴保持轴心不动的情况下，驱动同列的柱状轴承携纱器运动的过程中，柱状轴承携纱器之间通过轴承的作用实现了轴套与轴套之前的滚动摩擦，且为面接触，大大提高了运行效率，运动精度高，三维编织机的工作稳定性得到保障。

进一步的，所述轴套的上端边缘开设有倒角，在轴套上的上端边缘设计倒角，可实现轴套的顺滑旋转，旋转能够减少与所述列向轨道之间的摩擦。

进一步的，所述轴套的上端、所述轴承的上端与所述芯轴的上端面均平齐。

进一步的，所述轴承使用标准件，柱状轴承携纱器可以高速旋转，运行均匀、耐磨损、运行速度快。

进一步的，所述轴承的滚珠凸出于所述轴承的外圈和内圈的上端面，能够减少柱状轴承携纱器与列向轨道之间摩擦力。

本发明还提供一种应用柱状轴承携纱器的三维编织机，包括导轨、用于安装所述导轨的方形底盘和用于驱动导轨行向移动和驱动柱状轴承携纱器列向移动的驱动装置，所述导轨长度方向的两端设有推杆，所述驱动装置通过推杆驱动导轨；

所述导轨沿该导轨的宽度方向依次排列设置在所述方形底盘中，方形底盘四周的侧壁用于限制导轨和柱状轴承携纱器的运动范围；

所述导轨上沿其长度方向均匀设有携纱器运动槽，所述携纱器运动槽两端口相对设置，且该携纱器运动槽两端口之前的距离与所述导轨的宽度一致，位于同一轴线上的携纱器运动槽形成列向轨道，多个所述柱状轴承携纱器分别放置在所述携纱器运动槽中，在驱动装置的驱动下所述柱状轴承携纱器沿着列向轨道运动，所述导轨上位于所述携纱器运动槽的正上方设有便于所述挂钩伸出并随着进行列向运动的列向槽，所述列向槽与所述携纱器运动槽贯通；

所述柱状轴承携纱器在编织过程中沿导所述列向导轨移动，所述列向导轨上相邻的柱状轴承携纱器之间为轴套与轴套之间相对滚动的面接触；

所述导轨沿其宽度方向均匀开设有若干相互平行的携纱器运动槽，所述携纱器运动槽相对设置的两端口开设有倒角，携纱器运动槽的倒角设计可以使轴承携纱器进入时减少摩擦、运行顺畅，不会卡死。

根据所需制造三维编织件的设计要求，在所需携纱器运动槽中放置柱状轴承携纱器，列向导轨上相邻的柱状轴承携纱器之间为轴套与轴套之间相对滚动的面接触，在降低柱状轴承携纱器之间的摩擦阻力的同时也保证了二者之间的耐磨效果。

进一步的，所述携纱器运动槽相对设置的两端口开设有倒角。

进一步的，所述方形底盘沿轨道长度方向的侧壁限制轨道只能沿长度方向移动一个步长。

进一步的，所述方形底盘沿轨道宽度方向的侧壁距离等于柱状轴承携纱器直径的n倍，n为导轨个数。

对于纱线的选择，由于碳化硅纤维和碳纤维兼具材料的强抗拉力和纤维柔软可编制性两大特征，是一种的力学性能优异的新材料，所述纤维采用碳化硅纤维或者碳纤维，因此本三维编织机主要用于对碳化硅纤维和碳纤维的编织。

本发明的有益效果为：

(1)本发明采用轴承与轴套配合实现轴套转动的方式，列向轨道上相邻的柱状轴承携纱器之间为轴套与轴套之间相对滚动的面接触，较之于现有技术中滚珠与滚珠之间的点接触，本设计结构在降低柱状轴承携纱器之间的摩擦阻力的同时也保证了二者之间的耐磨效果，从而确保柱状轴承携纱器的工作精度，工作过程中，柱状轴承携纱器的行驶位置误差小，不易出现运动过程中被“卡死”的情况；且轴承的滚珠凸出于所述轴承的外圈和内圈的上端面，能够减少柱状轴承携纱器与列向轨道之间摩擦力，在相对运动时，受力形式为滚动摩擦，也大大提高了运行效率。

(2)柱状轴承携纱器采用芯轴、轴承与轴套配合的形式，实现轴承与轴套之间的滚动连接，轴承使用标准件，减小加工误差，便于更换。

(3)柱状轴承携纱器放置在设有倒角的携纱器运动槽中，该倒角的设计保证了当柱状轴承携纱器运动不到位时，柱状轴承携纱器最宽处不会被卡住，使编织工作可以继续进行；轴套上开设的倒角和携纱器运动槽上开设的倒角能保证接下来的运动不会被“卡死”，并且会使柱状轴承携纱器进入正确轨道，这样就能保证三维编织机流畅运行。

(4)以本发明为基础制造的三维编织机，在以四步法进行三维编织过程中，携纱器运动在倒角导轨中运动不易出现“卡死”现象，有效提高生产效率，并且结构相对简单，大量采用标准件，便于加工和更换，降低了三维编织机的制造和维护成本。

附图说明

图1是本发明中柱状轴承携纱器的结构示意图；

图2是本发明中携纱器、导轨、推杆装配关系结构示意图；

图3-图7是本发明示例1中三维编织机编织过程示意图。

图中：轴套1；挂钩2；芯轴3；轴承4；外圈4.1；内圈4.2；上端面4.3；倒角5；方形底盘6；导轨7；携纱器运动槽8；推杆9；柱状轴承携纱器10；滚珠11。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的目的是设计一种柱状轴承携纱器和应用该柱状轴承携纱器实现四步法三维编织的三维编织机，并要求三维编织物制造过程中不易产生“卡死”现象，并且大幅减少编织机零件之间的滑动摩擦。为此，对携纱器进行了重新设计，提出了一种柱状轴承携纱器，并基于此，设计了应用该柱状轴承携纱器的三维编织机，实现了在以四步法进行三维编织过程中，携纱器运动在导轨中运动不易出现“卡死”现象，有效提高生产效率。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一柱状轴承携纱器，包括轴套1和设于轴套1内与轴套1之间转动配合的运动组件，运动组件上安装有用于连接纱线的挂钩2。

由于运动组件与轴套1转动配合，在柱状轴承携纱器10运动过程中，相邻的柱状轴承携纱器10之间形成轴套1与轴套1之间的滚动摩擦，且轴套1与轴套1之间为面接触，较之于滚珠与滚珠之间的点接触，本设计结构在降低柱状轴承携纱器10之间的摩擦阻力的同时也保证了二者之间的耐磨效果，从而确保柱状轴承携纱器10的工作精度，工作过程中，柱状轴承携纱器10的行驶位置误差小，不易出现运动过程中被“卡死”的情况。

实施例2：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定。

如图1所示，运动组件包括与挂钩2的下端固定连接的芯轴3和设于芯轴3上的轴承4，轴承4设于轴套1内，轴承4的外圈带动轴套1转动。

具体的，轴套1的上端、轴承4的上端与芯轴3的上端面均平齐。

轴承4使用标准件，减小加工误差，便于更换，柱状轴承携纱器10可以高速旋转，运行均匀、耐磨损、运行速度快，轴套1的上端边缘开设有倒角5，可实现轴套1的顺滑旋转，旋转能够减少与列向轨道之间的摩擦。

具体的，挂钩2与芯轴3上端的中部固定连接，在芯轴3保持轴心不动的情况下，驱动同列的柱状轴承携纱器10运动的过程中，柱状轴承携纱器10之间通过轴承4的作用实现了轴套1与轴套1之前的滚动摩擦，且为面接触，大大提高了运行效率，运动精度高，三维编织机的工作稳定性得到保障；所述轴承4的滚珠11凸出于轴承4的外圈4.1和内圈4.2的上端面4.3，能够减少柱状轴承携纱器与列向轨道之间摩擦力。

实施例3：

本发明还提供一种应用柱状轴承携纱器10的三维编织机，如图3所示，包括导轨7、用于安装导轨7的方形底盘6和用于驱动导轨7行向移动和驱动柱状轴承携纱器10列向移动的驱动装置，导轨7长度方向的两端设有推杆9，驱动装置通过推杆9驱动导轨7；在以四步法工艺加工三维编织件时，通过驱动机构7带动导轨7和柱状轴承携纱器10，实现柱状轴承携纱器10在行向和列向以一个步长错排交替进行往复运动。

n个导轨7沿该导轨7宽度方向依次排列放置在方形底盘6内，方形底盘6根据需要制造三维编织件设计大小，导轨7沿该导轨7的宽度方向依次排列设置在方形底盘6中，方形底盘6四周的侧壁用于限制导轨7和柱状轴承携纱器10的运动范围；方形底盘6沿轨道长度方向的侧壁限制轨道只能沿长度方向移动一个步长，方形底盘6沿轨道宽度方向的侧壁距离等于柱状轴承携纱器10直径的n倍，n为导轨7个数。

如图2所示，导轨7上沿其长度方向均匀设有携纱器运动槽8，携纱器运动槽8两端口相对设置，且该携纱器运动槽8两端口之前的距离与导轨7的宽度一致，位于同一轴线上的携纱器运动槽8形成列向轨道，多个柱状轴承携纱器10分别放置在携纱器运动槽8中，在驱动装置的驱动下柱状轴承携纱器10沿着列向轨道运动，导轨7上位于携纱器运动槽8的正上方设有便于挂钩2伸出并随着进行列向运动的列向槽，列向槽与携纱器运动槽8贯通；

柱状轴承携纱器10在编织过程中沿导列向导轨7移动，列向导轨7上相邻的柱状轴承携纱器10之间为轴套1与轴套1之间相对滚动的面接触；

导轨7沿其宽度方向均匀开设有若干相互平行的携纱器运动槽8，携纱器运动槽8相对设置的两端口开设有倒角5，携纱器运动槽8的倒角5设计可以使轴承4携纱器进入时减少摩擦、运行顺畅，不会卡死。

根据所需制造三维编织件的设计要求，在所需携纱器运动槽8中放置柱状轴承携纱器10，列向导轨7上相邻的柱状轴承携纱器10之间为轴套1与轴套1之间相对滚动的面接触，在降低柱状轴承携纱器10之间的摩擦阻力的同时也保证了二者之间的耐磨效果。

上述实施例中，对于纱线的选择，由于碳化硅纤维和碳纤维兼具材料的强抗拉力和纤维柔软可编制性两大特征，是一种的力学性能优异的新材料，所述纤维采用碳化硅纤维或者碳纤维，因此本三维编织机主要用于对碳化硅纤维和碳纤维的编织

基于上述原理，下面给出具体编织过程的操作示例：

示例1：

本实施例选取4x7矩形截面三维编织物为编织对象，初始状态如图3所示。挂纱点在编织机运行过程中保持不动，因而仅图示底座部分运动状况。

沿横向，推动奇数行和偶数行导轨7对向运动一个步长，如图4所示。

沿纵向，推动奇数列和偶数列携纱器对向运动一个步长，如图5所示。

沿横向，推动奇数行和偶数行导轨7对向运动一个步长，如图6所示。

沿纵向，推动奇数列和偶数列携纱器对向运动一个步长，如图7所示。

至此，一个三维编织四步法运动循环完成。重复以上步骤进行若干循环后，即以四步法编织出4x7矩形截面三维编织物。若前置步中有运动不到位情况，携纱器会依靠其轴套1运动而进入导轨7，不致卡死。

本发明采用轴承4与轴套1配合实现轴套1转动的方式，列向轨道上相邻的柱状轴承携纱器10之间为轴套1与轴套1之间相对滚动的面接触，较之于现有技术中滚珠与滚珠之间的点接触，本设计结构在降低柱状轴承携纱器10之间的摩擦阻力的同时也保证了二者之间的耐磨效果，从而确保柱状轴承携纱器10的工作精度，工作过程中，柱状轴承携纱器10的行驶位置误差小，不易出现运动过程中被“卡死”的情况；且轴承4的滚珠11凸出于轴承4的外圈4.1和内圈4.2的上端面，能够减少柱状轴承携纱器与列向轨道之间摩擦力，在相对运动时，受力形式为滚动摩擦，也大大提高了运行效率。

柱状轴承携纱器10采用芯轴3、轴套1与轴套1配合的形式，实现轴套1之间的滚动连接，轴承4使用标准件，减小加工误差，便于更换。

柱状轴承携纱器10放置在设有倒角5的携纱器运动槽8中，该倒角5的设计保证了当柱状轴承携纱器10运动不到位时，柱状轴承携纱器10最宽处不会被卡住，使编织工作可以继续进行；轴套1上开设的倒角5和携纱器运动槽8上开设的倒角5能保证接下来的运动不会被“卡死”，并且会使柱状轴承携纱器10进入正确轨道，这样就能保证三维编织机流畅运行。

以本发明为基础制造的三维编织机，在以四步法进行三维编织过程中，携纱器运动在倒角5导轨7中运动不易出现“卡死”现象，有效提高生产效率，并且结构相对简单，大量采用标准件，便于加工和更换，降低了三维编织机的制造和维护成本。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。