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【集萃网观察】【摘要】介绍了全自动旋转式自动印花机升降机构的设计过程，在明确印花机升降部件的动作要求及升降方式的基础上，确定了机构方案，以及具体的动作过程。在结构设计结束后，根据结构尺寸及运动学原理计算气缸负载，确定气缸参数。实际应用证明该方案结构紧凑、成本低、效率高。
对于间隙印花的平网印花机，一般在筛网下降到与织物接触并压紧后才允许刮印色浆。刮印完毕，筛网就应立即提升到一定高度保证筛网完全脱离织物表面，然后织物在工作台带动旋转到另一工位印制下一花色。筛网升降机构应满足下列设计要求：
（1）筛网的升降动作必须与工作台旋转、刮刀往复等运动密切配合，以满足工艺动作的要求。
（2）筛网升降必须平稳，升降加速度不宜过大。
（3）筛网升降速度和升降距离应便于调节。
1总体方案设计
设计中，印花机的升降机构设计在网框印花单元上，并不独立控制每一个印花单元，而是所有十二个印花工位的印花单元一起升降，共用同一个动力源，由气缸统一驱动，如图1所示。升降机构，各印花单元一起平稳的上升下降。其中顶盖l带动其上联接的印花头实现升降动作。
2结构设计
当工作台旋转到位后停止，升降部件气缸开始动作，气缸活塞向外伸展，升降部件曲摆与气缸为转动副连接，结构等效模型，如图2所示。
气缸部件等效为BE杆，升降部件曲摆等效为AABC，升降部件摇杆等效为CD杆，升降部件上拉杆等效为AF杆，升降部件下螺纹拉杆等效为DG杆。
由图2可知，BE杆可伸缩，有一定的行程;AABC可绕A点旋转，CD杆可绕D点转动，AF杆可垂直上下移动，DG杆固定于中心轴上。气缸活塞伸展时，推动点带动AABC绕A点转动，CD摇杆逆时针转动，A、c、D三点共线时，此时、D两点之间的距离应为AC与CD两杆的长度之和，DG杆固定，则AF杆向上移动，而AF杆即升降部件上拉杆联接网框与刮印机构，升降部件上拉杆升降，带动刮印机构同时运动（图略）。
旋转式自动印花机升降部件的曲摆，曲摆上的三个&20孔的布局为直角三角形。以直角点作为基点，在转动的过程中，气缸产生的推力转矩大于印花单元所形成的负载转矩曲摆时，会有摆动的趋势。上述的两个力分别与它们对应的三角形的两个直角边配合产生转矩，气缸对曲摆下端的推力与曲摆上端产生的推力之比可以近似为长直角边与短直角边之比，该曲摆为一增力机构。
3气动系统设计
压缩空气传输压力损失较小，便于集中供应和远距离输送。气动系统维护简单，使用安全，便于实现过载自动保护。气压传动无污染，保证了印花质量，价格便宜，因此在设计中选用气压传动，通过气缸行程调节升降距离，通过控制流量调节升降速度。
根据结构设计，确定各部件尺寸后，根据受力分析，进行气缸选型。经计算，升降部件总质量为：m=3718.23kg。则所需升力为：Fo=mg=36438.654N。
（印花机升降机构图略）。
对曲摆进行受力分析，如图3所示。将曲摆等效成AABC，AC.I_BC，在图示位置所需推力近似最大。
已知：AC杆长为30mm，AB杆长为135mm，CB杆长为132arm，CD杆长为165mm，此时，BE两点之间的水平距离为453mm，垂直距离为18mm。
则由力的平衡方程有：
对C点，有水平和垂直方向支反力F1、F2：
在水平方向上：
Tcos a —F2=0 （1）
在竖直方向上：
Tsin a + F1=0 （2）
再有4点为支点，力与推力T对A点的转矩应该平衡，
即T·ABcos a —F·ACsinB —F2·ACcosB=0 （3）
则：T=1796.31N
即气缸通过上述升降机构能够提升印花单元的最小的力为1796.31N。
已知气缸工作压强为0.4MPa，
由T=PxA得：
所以气缸直径应大于所估算值53.48mm，故选择缸径为100mm的气缸。
（2）气缸行程的选择
首先从升降部件的动作中找出气缸动作的首末极限位置，如图5、图6所示。图5所示为升降部件处于最低位置时的状态，AB杆与BE杆处于同一直线位置，在图6所示位置时，c杆与ACD杆处于一直线，此时，印花单元处于最高位置。
已知结构尺寸，根据图5、图6所示的两个状态可以用作图法求出气缸的动作行程为图6中BE和图5中BE长度之差，即267rnm，此时对应印花机印花单元的升降范围为54cm。所以选择气缸行程为300mm。
4结论
印花机升降机构作用于印花单元，同一个动力源，由气缸统一驱动十二个印花单元整体升降，其结构简单、紧凑。
由于印花机主要是应用于浴巾、毛衣、衣片等片状材料的印花，因此印花面积很小，即被印织物与筛网的接触不大，在提升网框时印花色浆的粘性力很小，升降平稳，不会发生网内色浆飞溅的情况，设计的旋转式自动印花机升降部件未实现偏升动作，平升有利于降低印花循环时间，保证印花精度的同时，提高生产率。
来源: 朱志松，严晓照，龚建伟，朱益民
