淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录(第一、二、三批)_百度文库
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（机械设计及理论专业论文）新型捻线机多电机传动系统的研究与开发
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3秒自动关闭窗口毕业设计说明书题目名称：环锭设备普通级升装置设计摘要纺纱过程中把半制品粗纱或条子经牵伸、加拈、卷绕成细纱管纱的纺纱机器细 纱机是纺纱的主要机器,细纱的产量、质量是纺纱工艺各道工序优劣的综合反映。 各种细纱机基本上都由喂入机构、牵伸机构、加拈和卷绕机构组成。 本次设计的就是卷绕机构里最重要的级升成
形机构，其工作原理大致是：当纲 领板在往复升降过程中使连杆推动挚子撑动棘轮转动工艺所调定的角度，并通过蜗 轮蜗杆减速机构缩小比例后由蜗轮同轴上链轮回收主牵动链条达到纲领板级升的目 的。当变换纺纱支数时，更换不同齿数的棘轮来满足不同纺纱支数管纱成型要求。 本设计主要运用了涡轮蜗杆副的传动比较平稳、缩小传动比例的特性以及能够 防止机构倒转的功能，由于细纱机的每个动作都比较细致，所以本设计对涡轮蜗杆 副的工艺性要求较高。 关键词：卷绕、细纱机、级升、涡轮蜗杆I?Abstract?Spinning?process?by?the?semi?roving?or?sliver?drawing,?add twist,?winding?yarn?into?a? yarn?spinning?machine?spinning?tube?is?the?main?machine?spinning,?spinning?yield,? quality?is?spinning?the?merits?of?each?process?A?comprehensive?reflection.?Basically,? by? feeding? a? variety? of? spinning? bodies,? drafting? system,? add? twist? and? winding? agencies?This?design?is?the?most?important?winding?level?institutions?rose?forming?institutions,? generally?it?works:?When?the?program?board?in?the?reciprocating?rod?lift?process,?to? support?action?to?promote?child?loved?the?adjustment?process?set?ratchet?rotation?angle,? and?through?Reduce?the?percentage?of?worm?reduction?gear?on?the?sprocket?after?the? recovery?from?the?worm?gear?coaxial?to?the?main?program?of?the?chain?affects?the?purpose? of?board?level?rise.?When?the?transformation?yarn count,?the?switch?to?a?different?number? of?teeth?of?the?ratchet?to?meet?the?different?spinning?yarn?count?tube?forming? requirements.? The?design?of?the?main?use?of?the?turbine?drive?worm?is?relatively?stable,?reduce?the? proportion?of?the?characteristics?of the?drive?and?the?ability?to?reverse?the?function?of? preventing?institutions,?due?to?spinning?are?more?detailed?for?each?action,?so?the?design?of? turbine?technology?requirements?Worm?higher?.? Keywords:?winding,?spinning?frame,?level?up,?wormII?前言在做本毕业设计时，我们有幸在我国的捻线机生产基地——宜昌纺织机械有限 公司实习，第一次看到纺织机械的设计及生产，真的很佩服他们的智慧和勇气，那 么细致、那么复杂、那么大的机器都能生产出来，对我来说有点不可思议，尤其是 我看到了很多设计比较巧妙的机构被广泛应用于机器上，看着他们在运转，我真的 是流连忘返。 然而，看到一些成就的同时，我也注意到了我国纺织机械工业方面的不足与缺 陷，比如：机器比较笨重，生产成本高，与国际先进机器无法比量，某些质量细节 方面做的很不到位。 我们知道，纺织行业是我国国民经济中的一个重要行业，在保障全国人民衣被 供应的同时，对保证国民经济的高速度增长、以及增加财政收入和外汇收入，一直 发挥着重要作用。我国拥有超过全球 30%的纺织品生产能力和全球 1/4 的纺机市场。 然而，纺织机械是纺织行业的支持性产业，目前中国纺织机械的市场容量大约在 80? 亿美元左右，占到世界市场容量的? 30%；有量大面广、纺织行业是我国国民经济中 的一个重要行业；在保障全国人民衣被供应的同时，对保证国民经济的高速度增长、 以及增加财政收入和外汇收入，一直发挥着重要作用。 对于细纱机，限于目前的技术水平和设计方法，细纱机的传动系统乃然非常复 杂和笨重，传动链长，传动零件多，工作噪声大。由于机械传动链的非线性误差较 大，使细纱张力的控制很不稳定，调速精度不高，动态响应差；因此如何改善这些 缺点，已经成为国内外众多专家和技术人员所关心的课题。另外工艺计算，品种变 换非常麻烦，品种变换范围较小，生产值与理论给定值有一定的偏差，使细纱机质 量，产量的进一步提高受到限制。 本设计的课题是细纱机的成型机构里面的控制钢领板和叶子板升降的机构，本 是整个机器里面比较重要的机构，理应做到完美无缺，然而由于本人各方面能力有 限，故做不到至善至美，还望审阅本设计的各位同仁多多体谅，希望多多提出宝贵 意见，本人不胜感激！III?目录1. 中国纺织业现状与展望以及细纱机概述 ........................................................................................ 1? 1.1 中国纺织产业发展现状与展望 ............................................................................................... 1? 1.2 几种细纱机生产结构型新产品 ............................................................................................ 6? 1.3 细纱的加捻过程.................................................................................................................... 7? 1.3.1 加捻卷绕过程 .............................................................................................................. 7? 1.3.2 细纱捻系数与捻向的选择 .......................................................................................... 8? 1.4 钢领........................................................................................................................................ 8? 1.4.1 作用............................................................................................................................... 8? 1.4.3 钢领的分类 ................................................................................................................... 8? 1.4.4 高速钢领与普通钢领的比较 ....................................................................................... 9? 1.5 钢丝圈.................................................................................................................................... 9? 1.5.1 作用............................................................................................................................... 9? 1.5.2 对钢丝圈的要求 ........................................................................................................... 9? 1.5.3 钢丝圈的圈形 ............................................................................................................... 9? 1.5.4 钢丝圈的号数及其系列 ............................................................................................... 9? 1.5.5 导纱钩......................................................................................................................... 10? 1.5.6 隔纱板......................................................................................................................... 10? 2. 细纱机的牵伸机构及牵伸工艺 ...................................................................................................... 11? 2.1 牵伸罗拉................................................................................................................................. 11? 2.2 牵伸机构的加压装置 ............................................................................................................. 12? 3. 细纱机的成形机构.......................................................................................................................... 14? 3.1 细纱卷绕过程...................................................................................................................... 14? 3.2 FA506 型细纱机的成形机构 ........................................................................................... 15? 3.2.1 钢领板的短动程升降和成形凸轮 ............................................................................. 15? 3.2.2 导纱板短动程升降 ..................................................................................................... 16? 3.2.3 钢领板和导纱板的级升运动 ..................................................................................... 16? 3.2.4 管底成形机构 ............................................................................................................ 17? 4. 环锭细纱机钢领板级升的分析与控制 .......................................................................................... 18? 4.1 简述...................................................................................................................................... 18? 4.2 级升原因................................................................................................................................ 18? 4.3 级升位置................................................................................................................................ 19? 4.4 级升总结.............................................................................................................................. 20? 5. 工艺计算分析（罗拉直径φ25×φ25×φ25） ................................................................................. 21? 5.1 锭子转速计算（单张力盘） （图 5-1） ................................................................................ 21? T T T T T T 5.2 捻度计算（图 5-2） （Z6=104 、Z7=48 、Z8=28 、Z9=28 、Z10=20 、Z11=26 ）................... 22? 5.3 卷绕齿轮 ZF ZG 计算，如图 5-3 ................................................................................... 23? 5.4 钢领板级升牙计算 ................................................................................................................ 23? 6. 级升机构方案确定与有关计算 ...................................................................................................... 26? 6.1 方案确定.............................................................................................................................. 26? 6.2 主要零部件的设计与校核计算 ............................................................................................. 29? 6.2.1 蜗杆轴的校核 .......................................................................................................... 29IV?6.2.2 涡轮轴的校核 ............................................................................................................ 32? 6.2.3 涡轮蜗杆副的选择与设计计算 ............................................................................ 35? 7. 结论.................................................................................................................................................. 40? 参考文献................................................................................................................................................ 41? 致谢........................................................................................................................................................ 42V?1. 中国纺织业现状与展望以及细纱机概述1.1 中国纺织产业发展现状与展望众所周知，我国地大物博，人口众多，资源丰富，世界少数，面对打倒帝国主 义、推翻三座大山、建立新中国之后贫穷与落后并存、激情与自信的国家与国民现 状，我们的人民政府英明果断地做出了积极发展我国的纺织工业决定，并以此为基 础来推动我国各种工业发展与进步，由此开始，我国的纺织行业一发不可收拾，并 持续辉煌了几十年，横跨两个世纪，即便在纺织业已成为“夕阳产业”的大背景下， 我国的纺织品出口额约占全球纺织品服装出口总额的 60%左右，2008 年我国纺织机 械的市场容量大约在 80 亿美元左右，也已经占到全世界的 30%，并且未来我国纺织 机械的销售额仍将保持增长。 然而，看到一些成就的同时，我们也应该清楚地认识到目前我国的纺织行业的 很多弊端，例如，高端纺织品质量问题多出，纺织机械耗能高、噪音大、精度低， 国产高端纺织机械少等等。 我国纺织工业主要集中浙江、江苏、山东、广东、上海、福建六大省份，出口 额占全国 80%左右。广东主要出口香港；浙江的出口产品附加值不高；江苏、山东 以棉制品为主，利润较高；上海是主要的出口口岸；福建以针织、机织服装成衣为 主。当然这六大省市也存在分化，上海的发展明显已经减速，江浙两省填补了上海 留下的大量空白。山东纺织业在环渤海经济圈已显示出强大的领头作用，其纺织业 的发展具有很强的发展潜力。广东纺织业的增速不很理想，一方面是由于该地区纯 加工贸易的模式存在弊端；另一面，该地区也逐渐有选择地退出传统行业而专注于 新兴产业，但是广东纺织业的整体工业化水平高于江浙两省。 从区域分布的前景来看，短期内这个格局不会有很大的变化。可能存在的变化 有两个：第一是福建可能超越上海；第二是中西部的产业质量可能会得到一些提高。 但从中长期来看，随着中国纺织工业本身发展阶段的进一步跃升以及沿海省份在高 新产业上的逐步壮大，国内特别是中西部地区物流水平继续提高，纺织产业有向中 西部转移的趋势。1?2003 年至 2007 年，我国纺织业处于快速发展期，纺织品服装出口总额每年同 比增长平均超过 20%，2008 年遭遇全球金融危机，出口增长开始下滑，我国纺织 行业的发展方针调整为： 保增长、扩内需、 调结构。2009 年纺织业四大发展目标为： 一、 提高能力、转变发展方式。以企业为主体，促进产学研结合、产业链整合；加 强对广大企业公共服务，在新材料、新工艺、新装备、信息化以及节能减排、清洁 生产、绿色纺织等重点领域加快高新技术研发和利用。二、 深化改革，进一步调整 提升。全行业将以实现更高的劳动生产率为总目标，建立现代化企业制度，促进企 业结构、区域结构、国际化营销结构调整，用好国际、国内 2 中资源、开拓国内外? 2 个市场，打造国际品牌和具有国际竞争力的现代产业集团。三、 增强危机意识、 积极防范风险。作为出口比较大的消费品制造产业，纺织行业比其他行业面临更多 风险。纺织企业将重视现阶段国际经济形势对行业的冲击，主动跟踪相关信息，积 极采取措施应对，将市场环境对行业的冲击降到最低。四、 加强行业自律，扩大公 共服务。纺织业将建立完善公共服务平台，加强品质质量监督、技术咨询与知识产 权保护，落实社会责任，维护国内外公平竞争，加大中小企业和产业集群服务力度。 目前，规模以上企业国内销售的比重已从 2000 年的 67%上升到 2008 年的 77%，? 2009 年将进一步提高。 随着世界经济全球化和国际贸易投资自由化的迅速发展，国际贸易中的关税壁 垒正在被逐步取消，各国在生产、经营、管理的技术标准、技术水平和技术传统上 的不同而形成“贸易技术壁垒”。贸易技术壁垒协议认为，各国为了国家安全要求，防 止欺诈行为，保护人身健康或安全，保护动植物的生命或健康，保护环境，有权采 用其认为适当的标准。主要有：必须强制性执行的法律法规和具有法律地位的国际 公约、协议等；非强制执行的各类工业标准；自愿申请的种类繁多的符合性评定程 序。? 2011 年以来，我国纺织品服装保持快速增长的势头。一季度，我国服装鞋帽、 针纺织品零售额为 2014 亿元，同比增长 22．3%。海关总署的数据显示，一季度， 我国纺织品服装累计出口 486．27 亿美元，同比增长 23．96%，增速较 1－2 月份的 13．56%显著回升。其中，纺织品出口 201．65 亿美元，同比增长 32．71%，服装及 其附件出口 284．61 亿美元，同比增长 18．42%。 这说明我国内需市场不负众望，主驱动力效应不断凸显。伴随着中国人民对美 好生活的新期待，内需市场为产业升级奠定了坚实的市场基础。出口额较大幅度的 增长，也蕴涵着海外市场需求的回暖迹象。2?随着我国“十二五”规划的出台，我国纺织工业“十二五”规划将于近期发布， 科技、品牌、可持续发展、人才四个纲要也将相继发布。 同时有必要指出的是，我国正处在消费提升和消费多元化的时期，理性与非理 性消费并存，价格虚高的百货业与低成本运行的专业市场并行。下一步，生产同质 化产品的企业必将面临巨大成本挑战，规范产品质量、掌控上游资源和下游渠道、 对消费走势加以引导、加强品牌企业供应链管理是产业发展必然之路，是创新的关 键所在。 我国纺织行业的市场化程度很高，机械设备的更新在各行业也处于前列，纺纱 机械历来在经济上占有重要地位；有量大面广、机器结构典型、生产技术先进等特 点。纺纱机械是将纤维原料加工成纱线的机器，其机械结构和组成与纤维纺纱技术 有关。然而各种纤维的纺纱过程具有类同的工序，如原料初加工—开松、混合—梳 理—并条—粗纱—细纱；故同工序的机器也就具有相同或类似的原理。 我国纺纱机的发展是朝着高速、高效、大牵伸、大卷装、自动化、连续化、机 电一体化、智能化和绿色化方向发展 。我们应该密切关注世界新型纺织机械的发展 动向，积极利用新技术的成果，以提高我国纺织技术的水平。 国内细纱机的发展经历了三个发展阶段： 第一代细纱机： 1291、 1292、 1293。 1954 年， 大批量生产， 1291、 1301 型， E=14~20。 60 年代起对 1291 型改进，重力加压改为前、中罗拉杠杆加压，大铁辊改磁性辊， 分离式弹性支承高速锭子、高速钢领钢丝圈，E=20~40 第二代细纱机：A512、A513。65 年，A512 型，408 锭/台，70mm 锭距，三罗拉 长短皮圈牵伸、弹簧摆动销、YJ-00 摇架，E=10~50。70 年代大批量生产 A512 型， 还有出口。1974 年，A513 型：96~480 锭/台，改进，喂入、牵伸、卷绕、成形、传 动、吸棉、墙板、龙筋，有 A、B、C、D、E、F、G、H、M 和 MA(纺中长纤维)、W、 S(超大牵伸)、SA 等系列； 第三代细纱机：FA502—FA508。 80 年代，FA502、FA503 采用 YJ1 系列摇架， 可调前罗拉中心距，可纺棉和中长； 几种新型细纱机的特点3?A、马佐里 RST—l 型环锭细纱机(1)能耗低；(2)管纱容量大；(3)可优选纺纱几何尺寸，纱线前罗拉输出角的气圈高度；(4)有独立传统系统， 环形防气圈器及导纱轨道；(5)牵伸倍数高达 80 倍；(6)有反转装置，可在任何 位置上开始卷绕；(7)具有两种隔距，从很粗到很细(Ne 3．O～Ne 150)，生产的 细纱规格广； (8)捻度范围广： 160 桫 m～3 150 桫 m； (9)钢领直径范围为： 35 mm～ 54 mm；(10)锭距：70 mm 一 75 mm；(11)纱管长度：180 mm 一 260 mm。 B、立达 G 33 型环锭细纱机G 33 环锭细纱机有许多改进，如：只要按一下电钮即可改变纺纱捻度及主牵伸倍数，机上设计的 FLExdr 址体系有 多个电动机分别传动；在一分钟内即可改变纺纱支数。应用 P 3．1 气动加压控 制系统及 RIQ—Bridge 系统，不仅提高纺纱质量，而且使钢领、钢丝圈的运动十 分精确。有 SERVogrip 伺服电机落纱系统，不需要管纱底部的卷绕，从而减少管 纱清洁工作，减少细纱断头。有自动落纱、自动运输及自动装载等。G 33 细纱 机纺纱速度在 25 000 r／min 以上，纺纱支数范围 5．5 s～160 s，每台机器 1 200 锭，锭距分 70 mm 及 75 mm 两种，钢领直径为 36mm、38 mm、40 mm、42 mm、45 mm、48 mm 及 51mm，纱管长度为 180 mm 一 280 mm。 C、丰田 R×20 细纱机RX 20 环锭细纱机对纺纱几何尺寸进行了改进，即积极升降、平稳落纱(ScD)提高了纺纱质量。最大锭速 25 000 r／min， 全机 l 008 锭，生产纱支范围 6 s～120 s，锭距分 70 mm 及 75 mm 两种，为三 罗拉双区牵伸体系。丰田纺纱几何形状的改进包括纺纱张力的最佳选择，使纱线 得到最佳伸长。在高速运转时减少纱线断头。选用最佳的前罗拉包围角以防止纱 线产生许多毛羽，保证纱线获得最佳捻度，提高纺纱质量。下罗拉为铬合金，耐 用、稳定。 D、青泽 RM 350 型环锭细纱机RM 350 环锭细纱机的特点是产量高、费用少，全机锭数 1 488 锭，传动设计精确，纺纱质量、产量稳定。机器 传动效率很高，运转稳定性好。青泽公司自己生产的细纱锭子锭盘直径小，使锭 子速度在一定的或稍高的功率输入条件下获得较高的锭速， 可使用较小直径的钢 领及较细的纱管，纺纱成形几何尺寸好，机器配有自动落纱，可减少停台时间， 增加机器运转效率。选择变化的锭速传动体系，锭速的改变及管理通过自动控制 体系， 经过在纱的整个卷绕过程中定位控制及断头率控制来实现对整个纺纱过程 中锭速变化的控制。4?E、国产 FA-506 棉纺环锭细纱机 FA-506 型细纱机 1、主传动采用双速电机，同步齿型带、有效降低噪音，低速启动后定时切换高速或采用变频 调速供用户选用。 2、采用可正反装凸轮，高速络筒机退绕不脱圈。 3、风箱结 构合理，风机及门型滤网拆装方便，并有回花盒。 4、车头车尾采用特殊设计的 密封与门锁元件， 整机密封性好。 其功能特点是目前成纱质量好， 自动化程度高， 便于管理的环锭细纱机，可适于纯棉或化纤的纯纺和混纺的细纱机。图 1-1 FA-506 型环锭细纱机5?1.2几种细纱机生产结构型新产品环锭细纱机生产的纱线新产品可以分为原料型新产品和结构型新产品。原料型 新产品就是一种或多种不同功能的新纤维进行纯纺或混纺生产的纱线新产品，这一 直是纺织工作者研究的重点。结构型新产品是通过细纱机机构改造或增加装置，改 变纱线成纱机理而形成的不同形态和结构的新产品。本文主要通过几种结构型新产 品生产技术的分析研究，就该类新产品发展方向提出建议。 紧密纺:紧密纺是在传统环锭细纱机前罗拉前加一个集束区， 可减小甚至消除加 捻三角区，使纤维聚集紧密，排列均匀顺直，边缘纤维减少，因而减少成纱毛羽， 改善成纱条干均匀度和提高成纱强力。 目前紧密纺聚集纤维有气流和机械两种方式。 在紧密纺加捻成纱的过程中，纤维较顺直平行，结构良好，纤维的内外转移减少， 须条表层纤维和两侧边缘纤维受到控制，纤维头端易被捻合到纱体内部，因此紧密 纺纱线条干均匀，强力提高，毛羽减少，而且耐摩擦性提高。另外，在后续加工中 可以省去烧毛、上蜡，减少织物起球，提高织机的效率，改善织物的印染效果。对 环锭细纱机进行紧密纺技术改造较复杂，要求较高，因此其改造和生产成本高。同 时紧密纺对粗纱的条干和均匀度要求较高。紧密纺产品密实、均匀，光泽好，适宜 传统高档织物用，但并不能替代普通环锭纺纱，起绒织物用纱及一些特殊风格产品 用纱仍需在普通细纱机上完成。 赛络纺:赛络纺(Sirospun)是在传统环锭细纱机上纺出类似于股线结构纱线的 一种纺纱方法。赛络纺是将两根保持一定间距的粗纱平行喂入细纱机同一牵伸区， 牵伸后，由前罗拉输出两根单纱须条，两根单纱须条上各有少量捻回，最终汇合在 一起，进一步加捻成类似股线的赛络纱。赛络纺的实质是对两根单纱须条合股进行 同向加捻，因此在单纱须条加捻段中，纤维的转移没有普通细纱加捻那么强烈，纤 维较顺直，空间螺旋线状纤维少，纤维头端外伸机会少，纱体表面光滑。当两根须 条汇合进行同向加捻时，合股加捻的捻度增加较快，纤维螺旋线的倾斜度增加，股 线强力增大，由于其加捻机理有别于一般双股线，所以赛络纺纱纤维排列整齐，毛 羽较少，结构紧密，光泽和耐磨性均较好。赛络纺两根粗纱可以是不同纤维，也可 以是相同的纤维或是两根相同混纺比例的纤维，用这种纱织成的织物用单一染料染 两种纤维或两种纤维用不同颜色的染料双染，织物可呈现一种丰满活泼的风格，有 较强的立体感，在高档纺织品中广泛使用。在环锭细纱机上生产赛络纺应注意以下 几个问题：(1)由于采用双粗纱喂入，粗纱架要进行增容改万方数据造，粗纱采用较6?小的卷装，粗纱定量减小；另外需采用双槽导纱器。(2)要生产类似股线风格较细的 纱线，除了粗纱采用小定量外，细纱机应采用较大的牵伸倍数，因此对细纱机牵伸 机构要求较高。 (3)由于双粗纱喂人， 为了防止一根断头， 而另一根继续生产的现象， 应加强值车管理，减少看台或在导纱钩到前罗拉间安装断头显示装置。 赛络菲尔纺:赛络菲尔纺(Sirofil)是由赛络纺发展而来，在传统环锭细纱机上 喂入的两根粗纱中，用一根长丝(无论是否有弹性)取代一根粗纱，直接从前钳口后 面喂人，和经过牵伸的短纤须条在前罗拉钳口同时输出，两者间距比赛络纺要小些， 由同一个锭子加捻，形成了有双股线结构的赛络菲尔纱。赛络菲尔纱和普通包芯纱 的区别是长丝和短纤呈股线结构，短纤没有把长丝完全包覆住，因此又称为包缠纺 纱。与常规的细纱相比，赛络菲尔纱和赛络纱一样是直接从细纱机上纺制出具有类 似股线结构和性能的纱线，有利于缩短工艺道数，提高生产效率，降低生产成本。 目前，这种纺纱技术在毛纺生产中得到了较普遍的应用，在棉纺上正在尝试使用。 缆型纺:在传统细纱工序中，一般都是由一根粗纱经牵伸成为一根细纱；缆型纺 则不同，当经牵伸后的须条从细纱机前钳口输出时，有一个分割轮将其分割成两股 以上的纤维束，纤维束在纺纱加捻力的作用下，围绕自身的捻心回转，获得少量捻 度，这些带有一定捻度的纤维束向下移动汇交于一点，并围绕整根纱线的捻心积极 回转，最后形成一种具有特殊风格，与传统纱线结构完全不同的新型纱线，这种纺 纱方法即缆型纺纱。缆型纺解决了针织面料在外力摩擦的作用下容易起毛起球的问 题。缆型纺纱线与传统单纱和赛络纱相比，纱线强力高，耐磨性好，毛羽少，织成 的织物纹路清晰，不易起球。缆型纺的优点是纱线在织造过程中断头少，开口清晰， 修补工时少，提高了织造效率。另外缆型纺对原料要求低，适合纺粗的纱线。1.31.3.1 加捻卷绕过程细纱的加捻过程1.细纱的加捻：纱条的加捻，其实质就是利用须条横截面间产生相对角位移，使原 来伸直平行的纤维与纱轴发生倾斜来改变须条结构。纱条由扁平状形成近似的圆柱 形。 2.细纱的卷绕：细纱的加捻与卷绕是同时进行的。由于钢丝圈在跑道上受到摩擦阻 力与空气阻力，使钢圈速度滞后于锭子速度，两者的速度差便产生了卷绕。 3、不考虑捻缩，绕纱速度等于前罗拉输出须条速度：7?v f? = pd?x?(? n? s? - n? t? )? v? t? nt? = n? s? pd?x?公式（2-1）? 公式（2?2）可见，刚丝圈的转速或对纱条所加的捻度随卷绕直径的变化而变化。在卷绕大 直径时钢丝圈转速快，在卷绕小直径时转速慢，这种大小直径转速差 1.5％左右， 从而使纱管捻度相差 1.5％左右。但在后序的轴向退绕时，将自行补偿这差异而不 影响成纱捻度。 1.3.2 细纱捻系数与捻向的选择 1．细纱捻系数的选择 捻系数越大，细纱捻度越大，细纱强力越高，细纱断头越少，但手感发硬，细 纱产量越低。细纱捻系数应根据产品用途及细纱的质量要求而定。 经纱与纬纱：经纱因在织造过程中承受张力与摩擦，强力要求高，捻系数需大 些；纬纱在织造过程中承受张力较小，过大的数易出现纬缩疵点，捻系数应小些。 一般同特数相比经纱比纬纱高 10-15%。 针织用纱的捻系数低于机织用纱，一般与接近于纬纱的捻系数。因为一般针织 物要柔软。细纱的越细时，则捻系数应偏小。因纱细时，纤维根数少，强力低。 一般捻系数在 330-400。 2． 细纱捻向的选择： 一般选用 Z 捻，在化纤混纺时， 为了使织获得不同的风格， 常使用不同的捻向。1.41.4.1 作用：是钢领的跑道? 1.4.2 对钢领的要求： 钢领的截面形状要适合钢丝圈的高速回转；钢领跑道表面要有较高的硬度和研磨性能，以延长寿命； 跑道表面要进行适当的处理，以获得稳定的摩擦性能。 1.4.3 钢领的分类：8?平面钢领 钢领 锥面钢领：如 ZM?6 型 1.4.4 高速钢领与普通钢领的比较普通钢领：如 PG2 型 高速钢领：如 PG1／2 型高速钢领的内跑道与钢丝圈的接触位置高、接触面长（平稳运行） ； 高速钢领的边宽较狭小，如 PG2 型为 4，PG1／2 型为 2.5； 高速钢领的颈壁较薄，如 PG2 型为 0.9，PG1／2 型为 0.45。1.51.5.1 作用： 完成加捻； 调整气圈张力与形态 1.5.2 对钢丝圈的要求 其几何形状应与钢领跑道形状正确配合； 与钢领有足够大的接触面积； 富有弹性而不变形。 1.5.3 钢丝圈的圈形：有四种钢丝圈第一种为 C 型，用?C 表示，如?G 和 GS 型； 第二种为椭圆形，用ＥＬ表示，如 O、GO、FO； 第三种为平背椭圆形，用 FE 表示，如 CO、ＦＵ； 第四种为矩形，用Ｒ表示，如 7506。 1.5.4 钢丝圈的号数及其系列 （1）钢丝圈的号数：100 钢丝圈的重量克数。 重于１号的依次为 1、2、30…30，号数越大，钢丝圈越重； 轻于１号的依次为 1/0、2/0…30/0，2/0 比 1/0?轻。 （2）部分钢丝圈的号数与重量见下表9?表 2-3 号数 G型 O型 GS 30 48.6 47.6 … … … … 4 8.42 8.42 8.42 3 7.78 7.78 7.78 2不同钢丝圈的重量 1 5.83 5.83 6.48 1/0 5.18 5.18 5.83 2/0 4.53 4.54 5.18 3/0 4.05 3.89 4.86 … … … … 0.45 0.32 30/06.82 6.82 6.82钢丝圈的走熟期：钢丝圈上车后与钢领磨合时间。在走熟期内，钢丝圈飞圈多， 断头多。 走熟期时间的长短与钢丝圈型等因素有关。 1.5.5 导纱钩 1.5.6 隔纱板10?2. 细纱机的牵伸机构及牵伸工艺2.1 牵伸罗拉1.牵伸罗拉和上皮辊组成罗拉钳口，握持纱条进行牵伸。对牵伸罗拉的主要要求是： （1）罗拉直径应与所纺纤维的长度、罗拉加压量、罗拉的轴承型式相适应，有足够 的抗弯和抗扭刚度； （2）具有正确的沟槽齿形和符合要求的表面光洁度，能充分握持又不损伤纤维； （3）罗拉通常用 20 号钢加工，表面经渗炭淬火；或是 45 号钢经高频淬火；也有罗 拉表面镀铬或经其它表面处理。罗拉应具有较高的制造精度，有互换性，尽量减少 因罗拉偏心、弯曲等机械因素引起的纱条不匀； （4）表面要具备一定的硬度(硬度大于 HRC78)，中心层坚韧，既耐磨又能校正弯曲。 前后两列罗拉一般为沟槽罗拉，传动下皮圈的中罗拉为滚花罗拉。前后罗拉断面齿 形如下图。图 2-1 沟槽齿形罗拉11?图 2-2 滚花齿形罗拉3、胶圈 4、销子 5、集合器 集合器的作用在于收缩纱条的宽度，减少飞花和边纤维的散失，减少绕皮辊、绕罗 拉现象，使须条在较紧密状态下加捻，使成纱紧密、光洁、毛羽少、强力高。 6、隔距块2.2 牵伸机构的加压装置加压装置的类型有： （1）重力加压 （2）磁性加压 重锤加压和磁性加压曾在老型机上使用，随着化纤纺纱和重加压发展的要求而趋淘 汰。 （3）弹簧加压 （4）气动加压 牵伸工艺与纱条不匀 细纱不匀包括长片段不匀、短片断不匀。12?长片段不匀（重量不匀） ：100m 片段间的重量不匀 短片断不匀（条干不匀） ： 2.5~5cm 片段间的重量不匀 细纱是纺部的最后成品。粗纱、棉条，甚至棉卷的不匀都会影响刀细纱的不匀。 细纱不匀是由随机不匀、喂入粗纱工艺流程的附加不匀及细纱机工艺流程的附加不 匀三部分组成。由于第一种不匀取决于纱条的细度，第二种不匀取决于粗纱工序所 加工的粗纱的质量。因此要降低细纱的不匀，在细纱工序就要降低细纱的附加不匀， 由于细纱的附加不匀 Cs 主要是由牵伸部分产生的，因此 Cs 又称牵伸不匀。下面将从 各牵伸区的牵伸工艺配置情况来分析怎样提高细纱的均匀度。13?3. 细纱机的成形机构3.1 细纱卷绕过程管纱的成形要求卷绕紧密、层次清楚、不相纠缠，有利于后道工序高速退绕。 管纱的卷装尺寸或容量除直接纬纱受梭子内腔尺寸限制外，应尽量增大容量，以减 少细纱工序落纱和后道工序退绕时的换管次数，提高设备利用率和劳动生产率。细 纱管纱都采用圆锥形交叉卷绕形式(又称短动程升降卷绕)，如图 2-3 所示，截头圆 锥形的大直径，即管身的最大直径 dmax(通常比钢领直径约小 3mn)，小直径 do 就是 筒管的直径。每层纱的绕纱高度 h 一般为 46～56mm，管纱的成形角 r／2 为o? o 。为了完成管纱的全程卷绕，每次卷绕一层纱后钢领板要有一个很小的 12? .5? — 14?升距 m(俗称为级升)。在管底卷绕时，为了增加管纱的容量，每层纱的绕纱高度和 级升均较管身部分卷绕时小。从空管卷绕开始，绕纱高度和级升由小逐层增大，直 至管底卷绕完成，才转为常数 h 和 m，即管底阶段卷绕时，h1&h2&h3&…&hn=h， m1&m2&m3&…&mn=m。为使相邻的纱层次分清，不相重叠纠缠，防止退绕时脱圈，一 般钢领板向上卷绕时纱圈密些，称为卷绕层，钢领板向下卷绕时纱圈稀些，称为束 缚层。这样在两层密绕纱层间有一层稀绕纱层隔开。因此，要完成纱圈的圆锥形卷 绕，钢领板的运动应满足以下要求：图?3?1? 管纱的成型?(1)短动程升降，一般上升慢、下降快；14?(2)钢领板每次升降后要改变方向，还应有级升；? (3)管底成形阶段绕纱高度和级升由小逐层增大。3.2FA506 型细纱机的成形机构3.2.1 钢领板的短动程升降和成形凸轮 细纱卷绕时钢领板沿纱管轴向升降的动程为 h，为了形成卷绕层与束缚层，其 上升和下降的速度是不等的。在 FA506 型细纱机上，当钢领直径为 35mm、38mm 时， 升降动程 h 为 46mm 选用的凸轮升降速比为 1：3，常用于纺直接纬纱；当钢领直径 为 42mm、45mm 时，升降动程为 56mm，选用的凸轮升降速比为 1：2，常用于纺经纱。 钢领板在升降中，由于卷绕同一层纱各处直径不等，为保证等圈距圆锥形卷绕，钢 领板的升降速度 VR 需与卷绕直径 dX 成反比，即 VR= Δ 式中：Δ——卷绕圈距； VF——前罗拉表面速度。 FA506 型细纱机的升降卷绕机构如图 2—4 所示。成形凸轮 1 在车头轮系传动下 匀速回转，推动成形摆臂 2 作上下摆动，通过摆臂左端轮 3 上的链条 3?拖动固装在 上分配轴 4 上的轮 5，使上分配轴 4 作正反向往返转动，固装在上分配轴 4 上的左、 右钢领板牵吊轮 6 经牵吊杆、牵吊滑轮 29、牵吊带 30 牵吊钢领板横臂 31，使 31 上 的尼龙转子 32 沿立柱 33 上下滚动，机台两侧的钢领板 34 以立柱 33 为升降轨道作 短动程升降运动。15?图?3?2?FA?506?成型机构 23 为小电动机，24 为链轮，25 为平衡凸轮，26 为平衡小链轮，27 为扇形链轮，28 为链条3.2.2 导纱板短动程升降 上分配轴右侧轮 6 旁的轮 7(两者是一体)，通过链条 7'，去拖动固装在下分配 轴 8 上的轮 9， 使下分配轴 8 作正反向往返转动。固装在轴 8 上的轮 10 通过链条 10' 去拖动活套在上分配轴 4 上的轮 11，而轮 11 和左、右两侧的导纱板牵吊轮 12 是一 整体，所以下分配轴 8 的正反向往复转动传递到轮 12，再由轮 12 经牵吊杆、牵吊 滑轮 35、牵吊带 36 去牵吊导纱板横臂 37，再分别牵吊机器两侧的导纱板升降杆 38， 使导纱板 39 作短动程升降运动。 3.2.3 钢领板和导纱板的级升运动 钢领板和导纱板的级升运动是由级升轮 18(也称锯齿牙或撑头牙)控制的，其级 升运动是在成形摆臂 2 向上摆动时带动小摆臂 15 向上摆动，15 右端顶着推杆 16 上 升，使推杆 16 上端的撑爪 17 撑动级升轮 18。当成形摆臂 2 向下摆动时，撑爪 17 就在级升轮 18 上滑过。所以在成形摆臂 2 升降摆动中，级升轮 18 间歇转动，通过 蜗杆 19 和蜗轮 20 传动卷绕链轮 21 间歇转过一个角度，再通过链条 21'使链轮 22 间歇转动。链轮 22 与链轮 3 为一整体，这样就使链轮 3 间歇卷取链条 3'的一小段 而产生了钢领板和导纱板的级升运动。因此，每次链条缩短的长度或钢领板的级升16?距取决于级升轮 18 的齿数和撑爪每次撑过的齿数。 为了压缩小纱气圈高度以降低小纱张力，导纱钩采用变动程升降，即从管纱始 纺开始，导纱钩的升降动程和级升量逐渐增大到正常值，如图 2—3 所示。为此在轮 10 与 11 之间装有位叉机构， 位叉 13 叉在链条 10'的一个横销 14 上 ， 在小纱始纺时， 迫使链条 10'曲成折线，此时轮 12 的正反向往复转动也造成位叉 13 的来回摆动， 减少了轮 11、12 往复转动的角度。由于级升运动将曲折的链条逐步拉直，在管纱成 形三分之一时链条上的横销 14 与位叉 13 脱离，位叉不再起作用。这时，轮 10 带动 轮 11、12 牵吊导纱板作正常升降与级升运动。 3.2.4 管底成形机构 FA506 型细纱机的管底成形机构采用凸钉式，如图 2—4 所示。在轮 5 上装有管 底成形凸钉，在凸钉处轮 5 的半径较大。图 3-3 钢领板 导纱钩升降轨迹当卷绕管底时与凸钉接触的链条 3'随成形摆臂 2 上下运动相同距离时，因轮 5 的转动半径较大而使上分配轴 4 上的轮 6 作较小的往复转动，从而使钢领板升降动 程较卷绕管身时为小。在管底卷绕时，链条 3'逐层缩短同样一小段长度，由于轮 5 的转动半径较大，所以钢领板逐层级升较管身卷绕时为小。当链条 3'逐层缩短，待 轮 5 间隙转动使凸钉脱离与管身的接触时，钢领板的每次升降动程和级升才达到正 常值，完成了管底的卷绕。17?4. 环锭细纱机钢领板级升的分析与控制4.1 简述在棉纺环锭细纱机上，加捻卷绕元件— — 钢领钢丝圈的支承体是钢领板，它 相对筒管所做的运动规律是短动程垂直升降，且在每次升降后都要向上提升一十檀 当小的高度 m，这种逐级提升运动方式称为级升运动，逐级提升的高度 111 称为彀 升距。实际上生产中常将这两个概念笼统地台并简称为 级升 不论是国产早期老机 (1291、A512、A513 等)、现代新机(FA506、FA507、F1518、EJMl28 等)，还是国外 代表当今国际先进水平的细纱机(瑞士立达的 C30、德国青泽的 4ZI、日本丰田的 RX240S 等)上，钢领扳都具有级升运动，这就自然地提出了问题：(1)为什么娶级升。 (2)级升太小如何确定。(3)级升来源于哪里。(4)级升发生在什么部位。(5)级升是 怎样调控的。为了便于认识级升原理，下面就以 FA506 型纽纱机为鲥，对上述几个 问题展开分析探讨。4.2 级升原因国内外各种细纱机上，管纱成形卷绕均是采用圆锥形交叉卷绕形式，优点是细 纱易于从圆锥形表面上轴向退绕，缺点是由于退绕时直径变化较为剧烈，在退绕速 度较大(&800m／min)时易脱圈，同时搬运储存时如被沾污剜影响细纱长度较长，完 成这种形式卷绕的卷绕运动是两个方向的独立分运动的台成运动，其中卷绕径向是 卷绕圄转运动，钢丝圈滞后于筒管的转速差就是单位时问内的卷绕圈数；卷绕轴向 是卷绕导纱运动，钢领板在成形凸轮的控制下，按一定规律作短动程升降和级升 。 假若仅短动程升降丽不级升，则必然会出现后果：(1)铜领板的短升降动程一般为 46mm，个别机蜜(FA506)可调大到 51mm，这个动程仅占筒管卷绕全程 l6O～200mm 的 l／3～1／4，即不能完成全程卷绕。(2)随着不断地短动程升降，纱层逐渐增多，随 之卷装直径也不断增大，但最大卷装直径是受钢领内径限制的，一般比钢领内径小 3mm。 即在不能从轴向增大卷装容量时，也不能从径向增大卷装容量。(3)将本应是 圆锥形卷绕而转变成为圆拄形卷绕，不但后工序不能轴向退绕，而且卷装两端易脱 圈或滑塌而造成坏纱。由此可见，正是由于卷绕的短动程性，在没有级升运动配台 时才产生了种种不良后果，只有使钢领板级升才迎刃而解了问题。钢领板在短动程18?升降的同时间断性地级升，才能不但是圆锥形卷绕，而且在保持管身直径不变的条 件下完成全程卷绕。4.3 级升位置我们知道，钢领板每次升降后其起始卷绕位置(最太卷绕直径处)向上级升一 次，那那么，钢领板究竟是在哪个部位动作级升的呢?目前，细纱机的级升位置点主 要有两个，如下图所示：级升位置上升结束前级升,代表机型是 A512 型细纱机，在钢领板短动程升降的上升过程 中．到达最高点(最小卷绕直径 d 处)之前就开始级升，到最高点时级升结束 在成形 杠杆下降钢领板上升过程中 成形杠杆的右端上升 当它碰到撵杆时就顶着撑杆一起 上升，推动撑爪使棘轮转动 n 齿产生级升。 下降结束前级升,代表机型是 A513、FA 系列的细纱机在钢领板短动程升降的下 降过程中，到达最低点(最大卷绕直径 D 处)之前就开始级升，到最低点时级升结束， 在成形杠杆向上摆动时，带动小杠杆向上摆动，小杠杆顶着撑杆上升，撑杆上有撑 爪，撑动棘轮转动产生级升。19?从理论上讲，级升距 m 使钢领板短动程(46mm)将发生变化，A512 型细纱机上是 下降距不变，上升距增大为 46mm }A513 系列细纱机上是上升距不变．下降距减小为 46 一 m。与此同时也对圈距△ 有影响，但影响也仍然是相当小的.4.4级升总结级升是级升运动和级升距的台称或简称，虽是两个截然不同的概念。但生产中 对其称呼往往不注意区分。级升运动是钢领板的基本运动之一，钢颁板在成形凸轮 (1：3 或 1：2)控制下按一定规律短动程(46 或 51ram)连续升降的同时，还必须有一 定大小级升距的间断性级升运动，才能对筒管完成全程(180mm 左右)卷绕。至于在 哪个部位级升。则是由级升机构结构决定的，以变更级升轮的转角 0=2 × 经级升 机构的传动(缩短 牵吊链条)来实现的，仅用一个多齿的缀升轮，并仅改变每次撑过的齿敦来完成 级升距的变化，是今后级升研究发展的方向。级升轮(撵头牙、成形牙)结构是棘轮， 它是控制钢领板每次级升距，以完成全程卷绕的变换齿轮，它可以控制臂纱的最大 卷绕直径，一般控制为比锕顿内径小 3～5mm。20?5. 工艺计算分析（罗拉直径φ25×φ25×φ25）5.1 锭子转速计算（单张力盘） （图 5-1）n 马达=1460 转/分（低速 960 转/分），D1（Z1），D2（Z2），D3=φ250 毫米， D4=φ22 毫米， 本机锭子传动采用单张力盘 Z 捻（常供） 、S 捻（选供）滚盘传动， 高弹力尼龙平皮带传动、B 型尼龙平胶带传动，本计算按锭盘 D4=φ22 列表，D4=φ22图?5?1?当 D4=φ24 时，锭速表值×0.92，当 D4=φ20.5 时，锭速表值×1.07。 5．1．1 无变频器时锭速计算δ=0.8（锭带厚度） (?D3?+ d )?? D? 1? (? 250?+ 0? .? 8? )? D? 1? D? 1? = 1460?? = 16060? (转 /?分)? n 锭=n 马达×? （D? ? 4?+ d） ? D?2? (? 22?+ 0? .? 8? )?D? 2? D? 2? 5．1．2 有变频器时锭速计算 电机每赫兹转速为：.2（转/赫兹） ( D3?+?d )?? D? 1? (? 250?+ 0? .? 8? )? 200? = n? = 11? ? n? n 锭=n 马达× 马达 ? 马达 （D? ? 4?+ d） ? D? 2? (? 22?+ 0? .? 8? )? 200? 式中：D1=φ200；D2=φ200；D3=φ250；D4=φ22 锭子每赫兹转速为：11×29.2=321.2（转/赫兹）21?5.2 捻度计算（图 5-2） （Z6=104T、Z7=48T、Z8=28T、Z9=28T、Z10=20T、 Z11=26 ）T不计传动锭带打滑和细纱捻缩时的捻度计算：? （D? 3?+ d） （ /? D? 4?+ d） Z? 1? ZA? ZC? Z?6? Z?8? pdF? ? ? ? ? ? Z?2? ZB? Z?6? Z?7? Z?9? 1000?T =( D? 3?+ d?)?Z?2?? ZB?? Z?6?? Z?7?? Z?9?? 1000? (?D?4?+ d )?Z? 1?? ZA?? ZC?? Z?6?? Z?8?? p ? dF? (? 250?+ 0? .? 8? )?? 96?? ZB?? 48?? 1000? = (? 22?+ 0? .? 8? )?? 32?? ZA?? ZC?? p ? 25? =ZB =?20168? .? 11439? (? 捻?/?米)? ZA?? ZC? 捻度对牙：ZB/ZA=88/32，82/38，75/45，68/52，60/60，52/68，45/75，38/82， 32/88 捻度变换牙：ZC=31、32、33、34、35、36、37、38、3922?5.3卷绕齿轮 ZFZG 计算，如图 5-3FA506 型细纱机根据用户所选用的钢领直径不同，配备的升降凸轮也不同。 钢领直径φ35、φ38，凸轮升降比为 1 ：3，卷绕螺距 h 为纱线直径 de 的 4 倍 左右，升降动程为 46 毫米,通常用于纬纱机； 钢领直径φ42、φ45，凸轮升降比为 1 ：2，卷绕螺距 h 为纱线直径 de 的 4 倍 左右，升降动程为 56 毫米，通常用于经纱机机。 5.3.1 凸轮 1 ：2 卷绕齿轮 ZF ZG 计算，H 为钢领板升降动程：56；d 为纱管直径；D 为满管直径 ； dF 为前罗拉直径： φ25 钢领板每升降一次前罗拉吐出纱纱长度? pdF?? Z? 17?? Z? 15?? ZG?? Z? 11? ? Z?6?? Z?8? L= Z? 16?? Z? 14?? ZF?? Z? 10?? Z?7?? Z?9? p 25 ??35?? 25?? ZG ? 26?? 104?? 28? =? 1? ? 25?? ZF?? 20?? 48?? 28? =7742.72G/ZF 钢领板每一升降纱管绕纱长度( D +?d?)? p A? 3? ? ? 2? h? 2? L＇=?=3(D2-d2)π/8hSinγ L 应等于 L＇ （略去捻缩ζ影响） ∴ 7742.72 ZG/ZF=3(D2-d2)π/8hSinγ ZF/ZG=6572hSinγ/(D2-d2) 选卷绕螺距 h 为纱线直径 de 的 4 倍左右 .? 25?/? Nm? = 5?/? 1? .? 715? Ne? = 3? .? 818?/? Ne? ＝?0? .? 158? tex? h＝?4 ? 1? Nm—公制支数； Ne—英制支数；tex—棉纱线密度。5.4 钢领板级升牙计算蜗轮 Zm 为 40 牙，棘轮 Zn 每撑 n 牙级升为 y1，如图 5-4 所示。 y1=?n? 1 140? n? ? ? ? 130? p = 10? .? 9956? Zn? Zm? 130? Zn?23?图?5?4另：卷绕密度为 P，钢领板每一次升降绕纱重量 G、绕纱体积 V、绕纱长度 L， Ne 为英支支数，纱的直径 de，卷绕螺距为 h. 5．4．1 采用 1：2 凸轮时，不同纺纱线密度，钢领直径及筒管直径，经计算所需撑 n 牙的选择： de=? 1? .? 25?/? 1? .? 715?Ne? -=L/1.715Ne 如图 5-5?D?+ d? A? 1? ? p? ? ? (? 1?+ ) 2 h? 2? D?+ d? A? 1? 1? 1? G =? ? p? ? ? (? 1?+ ) ? ? (? 克)? 2? h? 2? 1? .? 715?Ne? 1000? D?+ d? V = ? p ? S?(? S? 为涂色部分面积? )? 2? L =?h= 4de=? 5?/? 1? .? 715? Ne?GS=A×y1×Sinγ? 3 1? .? 715? Ne? 1? P = G?/?V? = [? ? ? ]?/?y1sinγ? 2? 5? 1? .? 715?Ne?y1?= 0? .? 00948? tex?（ /? ? Sin? g? ? P? ）5．4．2采用 1：3 凸轮时，不同纺纱线密度，钢领直径及筒管直径，经计算所需撑 n 牙的选择：24?D?+ d? A? 1? ? p? ? ? (? 1?+ )? 2 h? 3? D?+ d? A? 1? 1? 1? G =? ? p? ? ? (? 1?+ )?? ? ? (? 克)? 2? h? 3? 1? .? 715? Ne? 1000? D?+ d? V = ? p ? S?(? S? 为涂色部分面积? )? 2?如图 5-4?L =?S=A×y1×Sinγ? 4 1? .? 715? Ne? 1? P = G?/?V? = [? ? ? ]?/?y1sinγ? 3? 5? 1? .? 715?Ne?y1?= 0? .? 00843? tex?（ /? ? Sin? g? ? P? ）不同纺纱线密度，钢领直径及筒管直径所用 棘牙选择 钢领直径(mm) 卷绕直径 D(mm) 筒管直径 d(mm) 锥 tex 97．2 58．3 36．4 32．4 27．8 24．3 20．8 18．2 16．2 13．9 13．0 9．7 角γ Ne 6 10 16 18 21 24 28 32 36 42 45 60 43/3 48/3 60/3 43/2 70/3 75/3 55/2 55/2 60/2 65/2 70/2 43/1 45/3 60/3 60/3 45/2 70/3 50/2 55/2 60/2 65/2 65/2 75/2 φ42 φ39 φ17 11°7′ φ42 φ39 φ18 10°37′ φ45 φ42 φ19 11°36′ φ45 φ42 φ20 11°7′Zn/n (凸轮 1 ：2) 43/3 50/3 43/2 45/2 48/2 50/2 55/2 60/2 65/2 70/2 72/2 43/1 48/3 60/3 43/2 70/3 75/3 55/2 66/2 60/2 65/2 70/2 75/225?6. 级升机构方案确定与有关计算6.1 方案确定为了保证钢丝圈每转一转就给牵伸后的须条加上一个拈回，由于钢丝圈和纲领 的摩擦阻力，使钢丝圈的转速滞后于锭子转速，使之产生卷绕；使钢领板和叶子板 受此机构的控制按一定的规律上下运动，将须条绕成一定形状的管纱；控制钢领板 的短动程升降，同时使钢领板每做一次升降后抬高一个距离，从而使细纱从下部逐 渐绕到纱管的上部。 为了达到生产使用目的，我设计了这个机构——细纱机环锭三自动级升机构。 此三自动级升机构主要有：a: 蜗轮蜗杆减速机构、b：链轮、c：棘轮、d：棘 爪、e：牵引电磁铁、f：微型电动机、g：行程开关（接近式开关）。 示意图如下:钢 领 板分配轴成型凸轮26?此机构的主要作用是：钢领板短动程升降；钢领板级升；传动导纱板随钢领板 升降和级升。 其过程如下： a.钢领板和导纱板的升降: 凸轮 1 匀速回转，摆杆 2 上下摆动，链轮 3、5 使分配轴 4 正反转，轴 4 上的二 只链轮 6 带动横臂 13 沿立柱 35 移动，使钢领板升降。轴 4 上轮 7 通过链条传动下 分配轴 8 上轮 9、10，轮 10 传动活套在轴 4 上的轮 11、12，轮 12 带动横臂 14 移动， 使导纱板 33 作升降。轮 7、9、10、11 可缩小转角输出。 b.钢领板（导纱板）级升 摆杆 2 上摆时，传动小摆杆 15 上摆，推杆 16 上升，传动棘爪 17，推动棘轮 18 回转一角度，通过蜗杆 20、蜗轮 22 传动级升轮 21 卷进一段链条，导致分配轴 4 回 转一角度，由轮 6、7 传动钢领板和导纱板产生级升。摆杆下摆，小摆杆 15 和推杆 16 向下，棘爪滑过退回原位，准备下一次动作。管纱装满落纱时，限位开关使电磁 铁动作，打开棘爪 17，启动小马达 19，传动蜗杆、蜗轮，轮 21 退出链条，钢领板 下降到最低位。 c.分配轴 4 的平衡 轴 4 一侧承受钢领板和导纱板重量的作用，另一侧必须有平衡力，以减轻成形 凸轮和转子之间的传动力，保持传动平稳轻快，延长使用寿命。采用弹性扭杆平衡 装置，链轮 24（或两端各装一链轮）拖动平衡凸轮 25、小链轮 26、链条 27 拖动扇 形板 28，扇形板装置装于扭杆 29 上，扭杆另一端固定。调节螺钉 37 可调节扭杆初 始扭角，设定平衡力和传动力。 其传动路线为：27?286.2 主要零部件的设计与校核计算6.2.1蜗杆轴的校核1）选择轴的材料 选取 45 钢调质，硬度 230HBS 强度极限?s b =640MPa 屈服极限?s s =355MPa 弯曲疲 劳 极 限?s -1 =275MPa 剪 切 疲 劳 极 限?t -1 =155MPa ， 对 称 循 环 应 力 时 的 许 用 应 力[s -1 ]?=60MPa2) 轴的结构如下:该轴的各段直径和长度的确定如下： a·轴的各段直径的确定： 自左向右 第一段轴： d?I?- P =16mm 第二段轴： d?P?-PI =20mm 第三段轴： d?Ⅲ-?Ⅳ =20mm 第四段轴：d Ⅳ-Ⅴ =22mm 第五段轴：d Ⅳ-Ⅴ =20 b·轴的各段长度确定： 第一段轴： L? I? - P =30mm 第二段轴： L? P?- PI =76mm29?第三段轴： L? Ⅲ -? Ⅳ =65mm 第四段轴：L Ⅳ-Ⅴ =48mm 第五段轴：L Ⅳ-Ⅴ =41mm C·轴上零件的周向定位： 输入轴与带轮的周向定位采用平键联接 按 d?I?- P =17mm 由表 15-20 查得：选用普通平 键 c5 ? 10 （GB1095-79） 键的截面尺寸 b ? h=5 ? 5 键槽用键槽铣刀加工， 长为 10mm， 同时为了保证 V 带轮彀与轴有良好的对中性，故选用其配合为 H7/k6，滚动轴承与 轴的周向定位是借过渡配合来保证的。 d·轴肩处过渡圆角 轴肩Ⅳ处过渡圆角为 0.5mm，其余为 2mm 3)蜗杆轴的最小直径 由图可知轴的最小直径为 d?I?- P =16mm 4）按弯扭合成校核轴的强度 轴的两端倒角为 2 ? 45?0?30?A·绘出轴的计算简图。如图(a)所示（齿轮 z=61 受力大，满足要求即可） B·作用在齿轮上的力： 2T? ? F?t? =? 1? =1169N d? 1? F?r? = F?t? tan a =826N C·计算支反力 垂直面内??M?v?2?=0F?Nv?1?（L1+L2）-F?r? L2=0 则 F?Nv?1?=30.1N??M?v? 1?=031?F?Nv?2?（L1+L2）-F?r? L1 =0 得 F?Nv?2?=652.3N 水平面内??M?H?2?=0F?NH?1?（L1+L2）-F?t? L2=0 F?NH?1?=83N??M?H?1?=0F?NH?2?（L1+L2）-F?t? L1=0 F?NH?2?=1108N D·作弯矩图 垂直面内弯矩图 如图（b）?Mv? 1?= F?Nv? 1?L1=5458N·mm 水平面内弯矩图 如图（c）?M?H?1?= F?NH?1?L1=14958 N·mm2? 合成弯矩最大处 M=? 5458 2? + 14958? =20586N·mm=20.586kN·md? 转矩 T= F?t? ·? ==12859N·mm=12.859 kN·m 2?则 Mc=? M 2? + (? aT?2?)?=23.78N·m 取 a =0.6 则弯矩最大处?s ca = 78?? 10?3? Mc? 23.? =? =41.539MPa w? 0? .? 1? ? 20?3? 少于许用应力 [s -1 ]?=60MPa故安全 6.2.2 涡轮轴的校核： 1)选择轴的材料 选取 45 钢调质，硬度 230HBS 强度极限?s b =640MPa 屈服极限?s s =355MPa 弯曲疲 劳 极 限?s -1 =275MPa 剪 切 疲 劳 极 限?t -1 =155MPa ， 对 称 循 环 应 力 时 的 许 用 应 力[s -1 ]?=60MPa2)轴的结构如下图：32?该轴的各段直径和长度的确定如下： a·轴的各段直径的确定： 自左向右 第一段轴： d?I?- P =25mm 第二段轴： d?P?-PI =25mm 第三段轴： d?Ⅲ-?Ⅳ =30mm 第四段轴：d Ⅳ-Ⅴ =20mm b·轴的各段长度确定： 第一段轴： L? I? - P =44mm 第二段轴： L? P?- PI =63mm 第三段轴： L? Ⅲ -? Ⅳ =45mm 第四段轴：L Ⅳ-Ⅴ =24mm C·轴上零件的周向定位： P 轴与齿轮的周向定位采用花键与平键联接 按 d?P?-PI =20mm 由表 15-21 查得：选用 平键 8x28x36 键槽用键槽铣刀加工，长为 142mm，同时为了保证齿轮轮轮彀与轴有 良好的对中性，故选用其配合为 H7/g6，滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来 保证的，此处轴的直径公差为 m6 D·轴肩处过渡圆角 轴肩Ⅱ处过渡圆角为 0mm，其余为 2mm 3)涡轮轴的最小直径 由图可知轴的最小直径为 d?I?- P =25mm 4）按弯扭合成校核轴的强度33?轴的两端倒角为 2 ? 45?0?A·绘出轴的计算简图。如图（a）所示（涡轮 z=61 受力大，满足要求即可） B·作用在齿轮上的力： 2T? ? F?t? =? 2? =1586.3N d? 1? F?r? = F?t? tan a =630N C·计算支反力 垂直面内??M?v?2?=0F?Nv?1?（L1+L2）-F?r? L2=0 则 F?Nv?1?=482N??M?v? 1?=034?F?Nv?2?（L1+L2）-F?r? L1=0 得 F?Nv?2?=96.1N 水平面内??M?H?2?=0F?NH?1?（L1+L2）-F?t? L2=0 F?NH?1?=1537.9N??M?H?1?=0F?NH?2?（L1+L2）-F?t? L1=0 F?NH?2?=142N D·作弯矩图 垂直面内弯矩图 如图（b）?Mv? 1?= F?Nv? 1?L1=12028N·mm 水平面内弯矩图 如图（c）?M?H? = F?NH?1?L1=33073.9N·mm 合成弯矩最大处 M=? 12028 2? + 33073? .? 9?2? =40136N·mm=40.136kN·md? 转矩 T= F?t? ·? =/2=23794.5 N·mm=23.7945 kN·m 2?则 Mc=? M 2? + (? aT?2?)?=43.4 N·m 取 a =0.6 则弯矩最大处?s ca = 故安全 136?? 10?3? Mc? 40.? =? =50.17MPa w? 0? .? 1? ? 20?3? 少于许用应力 [s -1 ]?=60MPa6.2.3涡轮蜗杆副的选择与设计计算a.选择蜗杆传动类型 根据 GB/T1 的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。 b.选择材料 考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆采用 45 钢;因希望效率高些,耐磨35?性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为 45～55HRC。 蜗轮用铸锡磷青铜 ZCuSn10P1, 金属模铸造。为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯用灰铸铁 HT100 制造。 c.按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲 劳强度。由教材【1】P254 式(11—12),传动中心距Z E?Z P? 2? a ??3? KT? )? 2?(?[s H? ]?(1)确定作用在蜗杆上的转矩?T2 =1402.6 Nm (2)确定载荷系数 K 因工作载荷有轻微冲击,故由教材【1】P253 取载荷分布不均系数 K b =1;由教材 P253 表 11—5 选取使用系数?K A = 1.0?由于转速不高,冲击不大,可取动载系数?K?v? = 1.? 05?;则 由教材 P252K = K A K b K v = 1.0 ?1 ? 1.05 ? 1.05?(3)确定弹性影响系数 Z E1?因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故 Z E =160?MRa 2? 。 (4)确定接触系数 Z Rd? 先假设蜗杆分度圆直径?d?1?和传动中心距 a 的比值? 1? =2 从教材 P253 图 11—18 中 a?可查得 Z R =2.9。 (5)确定许用接触应力 [s H ] 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜 ZCuSn10P1,金属模铸造, 蜗杆螺旋齿面硬度&45HRC, ? 可从从教材 【1】 P254 表 11—7 查得蜗轮的基本许用应力 [s H ] =268?MR a 。 由教材 【1】 P254 应力循环次数?N? = 60 jn?轮?L?h? = 60?*?1?*?80?*? （360?*?8?*?8?*?2? ） = 2?.? 212?? 10?8?寿命系数?K?HN =8?10?7? = 0? .? 679? 2? .? 212?*? 10?8?'?[s H?]? = 0?.?679?*?268?= 182?Mpa? 则 [s H ] = K?HN? *?36?(6)计算中心距?160?*?2? .? 9? 2? a?&= 3 1? .? 05?*?374360?*?(? )? = 80? .? 263? mm? 182?(6)取中心距 a=84mm,因 i=12,故从教材 【1】 P245 表 11—2 中取模数 m=6.3mm, 蜗 d? 1? 杆分度圆直径?d? =0.75 从教材【1】P253 图 11—18 中可查得接触系数 1?=42mm 这时? a? ? ? Z R =2.9 因为 Z R = Z R ,因此以上计算结果可用。 d.蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (1) 蜗杆 轴向尺距?R a? = p m = 3.14 ? 6.3 = 19.792?直径系数?q?=?10 ;* 齿顶圆直径?d a1 = d1? + 2 ha? m = 63 + 2 ? 1 ? 6.3 = 75.6? 46mm?* 齿根圆直径 d f 1 = d1? - 2 ( ha? m + c )?= 47.25 ? 22mm?50mm? 蜗杆齿宽 B1&=(9.5+0.09?Z? 2?)m+25=112mm蜗杆轴向齿厚?S a? = (2) 蜗轮p m? 3.14 ? 6.3?2 = 2?= 9.896?mm；分度圆导程角?g = 21? 48?05? ;o'?&?蜗轮齿数 48;变位系数?C 2?= -0.4286126mm? 蜗轮分度圆直径?d 2 = mz2? = 6.3 ? 48 = 302.4 ?mm 30mm? ? mm 蜗轮齿根圆直径?d f 2 = d 2 - 2 h f? 2? = 281.25* 132mm 涡轮齿顶圆直径?d a1 = d1? + 2 ha? m = 63 + 2 ? 1 ? 6.3 = 75.6? mm具体数据如下： （参考文献【2】29 图和文献【3】P238 的经验公式） d3=（1.6--1.8）d 99--112mm e=2--3mmmm n=2--3mm 取 100mm l=（1.2--1.8）d D? e2? &=?d? a2? +m B&=0.67?d?a1? C=1.7m ? 10mm 75--112mm 取 90mm 321.3mm 50.6mm 取 50mm 10.71mm 取 10mm a=b=2m d4=（1.2--1.5）m d6=(0.075--0.12)ds R1=0.5（d1+2.4m） 12.6mm? 7.56--9.45mm 取 8mm 5.625--9mm 取 8mm 45.36mm?37?l? 1?=（2--3）d4 d5=d2-2.4m-2a B2&=0.67?d?a1?16--24mm 取 20mm 262mm 50.06mm 取 50mmR2=0.5（d1-2m） D0=0.5（d5-2b+d3）31.5mm 168.4mm由以后的设计知：其中 d=62mm蜗杆要是独立的，即与蜗杆轴分开，为两个零件。由参考文献【1】P270 图蜗轮采 用齿圈式，青铜轮缘与铸造铁心采用 H7/s6 配合，并加台肩和螺钉固定，螺钉选 6 个 e、校核齿根弯曲疲劳强度s F? =?1? .? 53? KT2? Y? Y? s F? ]? Fa?2? b ?[ d? d?2?m? 1?当量齿数?Z? n?2 =Z?2? 61? = = 76? .? 25? 3? o cos? g (cos?21? 48? '? 05? &?)?3?根据?X?2 = -0? .? 4286? ,?Z? .? 25? 从教材【1】P255 图 11—19 中可查得齿形系数? n?2? = 76? Y? .? 55? Fa?2 =?2? 螺旋角系数?Y?b? = 1?21?o 48?' 05?&? = 1?= 0?.? ?o 140?g? 从教材 P25 知许用弯曲应力 [s F? ] = [s F? ]? · K FN? 从教材【1】P256 表 11—8 查得由 ZCuSn10P1 制造的蜗轮的基本许用弯曲应力[s F ]??=56 MPa?由教材 P255 寿命系数?K?Fn =?9?6? 6? 10? 10? = 9? = 0? .? 5489? 8? N? 2.212?*? 10?s?F = 56?*?0? .? 5489?= 30? .? 74? Mpa?sF =1? .? 53?*? 1? .? 05?*?374360? *?2? .? 55?*?0? .? 8443?= 10? .? 79? Mpa?&56Mpa 可见弯曲强度是满足的。 63?*?302? .? 4?*?63?38?f、验算效率h) h =?(0? .? 95? ～　 0? .? 96?tan?g (g + jv?)? tan?o '? &? 已知 g =?21? ;?j v? = arctan f? V? 48? 05? v? ;? f? v? 与相对滑动速度? s? 有关。?V? s =pd? n? 1? 1?60?*? 1000cos? g=3? .? 14?*?63?*?960? = 3? .? 41? m? s? o '? &? 60?*? 1000?*?cos21? 48? 05?o '? 从教材 P【1】264 表 11—18 中用插值法查得? f? 1? 30? 代入式中得 v? =0.0264,? fV =?h =0.884,大于原估计值,因此不用重算。g、精度等级公差和表面粗糙度的确定 考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动,属于通用机械减速器,从 GB/T10089— 1988 圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择 7 级精度,则隙种类为 f,标注为 8f GB/T10089— 1988。然后由参考文献【3】P187 查得蜗杆的齿厚公差为?Ts1? =71μm, 蜗轮的齿厚公 差为?Ts 2? =130μm;蜗杆的齿面和顶圆的表面粗糙度均为 1.6μm, 蜗轮的齿面和顶圆 的表面粗糙度为 1.6μm 和 3.2μm。39?7. 结论本次课题所研究设计的是细纱机的环锭设备普通级升装置机构，其与细纱的卷 绕、成形等工序密切相关会直接影响到产品质量和工厂的生产效率。 本设计采用的是相对比较传统一点的机构，结构相对较为简单，随着成形凸轮 的转动，大摆臂带动钢领板和叶子板上升的同时也带动小摆臂，从而给撑杆一个向 上的轴向力，继而推动挚子推动棘轮按一定的规律转动，从而实现钢领板和叶子板 的级升运动。 这种机构设计相对简单，安装较为方便，生产成本低廉，比较适合于小型企业 用的机器，然而随着社会纺机设备技术的更新换代，这种机构的各种弊端也凸显出 来，比如 1）易烧坏微型电动机。其主要原因是牵引电磁铁，牵引杆位置不当，牵 引电磁故障，连杆机构销钉脱落，电气故障而不能抬起撑爪，使微型电动机在纲领 板快速下降时过载而烧坏 2）有时造成管纱成型不良，其主要原因是牵引电磁铁掉 电失放撑爪时，由于电磁铁的剩磁问题及牵引杆有时被飞花隔置，使牵引杆不能复 位即撑爪没有回位， 有时也可能因为机构本身不能防倒而造成整台车管纱成型不良。 3）调车时有不安全因素，调车时必须一手摇纲领板，一手打起撑爪，交叉作业，非 常容易伤手，电器也易击伤人。4）工艺调整不方便，当变更纺纱支数时，需更换不 同齿数的棘轮，棘轮品种较多，更换时易产生错误，造成整台车成纱报废，而且有 的细纱更换棘轮非常不方便。5）有造成火灾的隐患，由于微电机的过载，及牵引电 磁铁产生的火花，均可能引起火灾。 随着全球经济危机过去，全球经济复苏的到来，相信我们中国的各行各业都会 更加快速的发展起来，尤其是我们以前、甚至当今都引以为豪的纺织产业也会很快 的恢复过来，届时，我们的纺织机械也会很快的复兴，在国家宏观调控下，我们的 民族企业必定会自力更生，积极创新，努力开拓，从而使我们的纺织机械走向世界 的前列，引领全球。 诚然，我们国家自主研究设计的细纱机机在国际上排名不是太响亮，甚至不如 别人淘汰的产品，但是我们不灰心丧气，我们有信心、有条件、更有能力使我们的 纺织工业在某些方面大踏步的向前迈进，挤进世界前头，让我们努力吧！40?参考文献[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 周荣主编.纺纱机械.北京:中国纺织出版社，1999.10 陈人哲.纺织机械设计原理.上册(第二版).北京:中国纺织出版社，1996 陈浦.纺纱工艺学.上海:上海交通大学出版社，1994 濮良贵，纪名刚主编.机械设计（第七版）. 北京:高等教育出版社,2001. 孙桓，陈作模，葛文杰主编. 机械原理（第七版）. 北京:高等教育出版社,2006. 邹慧君主编.机械运动方案设计手册.上海:上海交通大学出版社，1994. 杨基厚主编.机构运动学与动力学.北京：机械工业出版社,1986. 杨锁延主编.现代纺纱技术. 北京:中国纺织出版社,2003 孙卫国主编. 纺纱技术. 北京:中国纺织出版社,2005[10] 家智主编.纺纱工艺与设备. 北京:中国纺织出版社,2004 [11] 港纺协会主编.纺纱技术手册.香港:金箭科技出版社,1990 [12] 联合编写组编.机械设计手册(上).北京:机械工业出版社.1990 [13] 联合编写组编.机械设计手册(中).北京:机械工业出版社.1990 [14] 联合编写组编.机械设计手册(下).北京:机械工业出版社.1990 [15] HappeyF. Contempoary textile engineeing. ACADEMIC press.1982 [16] 中国放置总会教育部组织编写.棉纺设备. 北京:中国纺织出版社,2004 [17] 黄大宇，梅瑛主编.机械设计课程设计.长春：吉林大学出版社.2006 [18] 大连理工大学工程画教研室编.机械制图（第四版）.北京.高等教育出版社.200441?致谢经过将近的毕业设计，我终于完成了自己的设计，整个设计过程简直就是错与 对的拼杀，合理与不合理的较量，反复的查资料，反复的改。从中学到了很多的关 于机械设计的知识，这些都是在平时的理论课中不能学到的。还将过去所学的一些 机械方面的知识系统化，使自己在机械设计方面的应用能力得到了很大的加强。 除了知识外，也体会到作为设计人员在设计过程中必须严肃、认真，并且要有 极好的耐心来对待每一个设计的细节。在设计过程中，我碰到好多问题，这些都是 平时上理论课中不会碰到，或是碰到了也因为不用而不去深究的问题，但是在设计 中，这些就成了必须解决的问题，如果不问老师或是和同学讨论，把它搞清楚，在 设计中就会出错，甚至整个方案都必须全部重新开始。比如轴上各段直径的确定， 以及各个尺寸的确定，以前虽然做过作业，但是毕竟没有放到非常实际的应用环境 中去，毕竟考虑的还不是很多，而且对所学的那些原理性的东西掌握的还不是很透 彻。但是经过老师的讲解，和自己的更加深入的思考之后，对很多的知识，知其然 还知其所以然。 刚刚开始时真的是感觉大脑一片空白，不知从何处下手，在画图的过程中，感 觉似乎是每一条线都要有一定的依据，尺寸的确定并不是随心所欲，不断地会冒出 一些细节问题，都必须通过计算查表确定。 设计实际上还是比较累的，每天在电脑 前画图或是计算的确需要很大的毅力。从这里我才真的体会到了做工程的还是非常 的不容易的，通过这次课程设计我或许提前体会到了自己以后的职业生活吧。 感觉到自己还学到了很多的其他的计算机方面的知识，经过训练能够非常熟练 的使用 Word 和 AUTOcad。那些分析和解决问题的方法与能力.在整个过程中,我发现 像我们这些学生最最缺少的是经验,没有感性的认识。 在整个设计过程中,我遇到了许多困难,一次又一次的修改，这都暴露出了前期 我在这方面的知识欠缺和经验不足，我非常苦恼，后来在工厂老师傅的指点下,我找 到了问题所在之处,并解决之。回到学校之后，拿去让樊瑞老师指导，本以为十分完 美的设计更是出现了这样那样的错误，令我十分窘迫，后来在樊老师的指导下以及 同学们的帮助下，我把那些错误，统统改了过来，其中更是遇到了很多问题，更是 在你们的帮助下才得以解决。42?在此，我郑重的向你们说声谢谢！谢谢你们无私的指导和帮助！43?
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