压电陶瓷电子提花机系统应用研究

摘要

纺织机械技术装备是我国纺织工业的物质技术基础，是纺织科技的重要载体，纺织机械技术装备的发展关系到我国纺织工业的总体水平和竞争力。近十几年来，作为纺织机械的重点之一电子提花机有了较大的发展。我国国内电子提花机企业，通过科技攻关、技术引进、消化吸收及合作生产，技术水平有了很大提高，能够满足国内中低档和少部分高档产品的需要。但是与国际先进技术水平仍有较大差距，国内企业任重而道远。 本课题主要任务是将压电陶瓷双晶片驱动器应用到电子提花领域，开发一套适合压电陶瓷双晶片驱动的选针机构和控制电路，并在这个基础上进行了选针参数的测试。 本文首先介绍电子提花机国内外的发展现状，指出了目前电磁阀选针元件存在的问题。接着介绍了压电驱动器的特点，其响应频率快、驱动电流小、不发热等物理特性，决定了它作为电子提花选针元件的可能性，对国内外的压电陶瓷双晶片进行了实际测试，其驱动力和位移符合电子提花选针的设计要求。在此基础上设计了压电陶瓷选针机构，并开出了模具。然后设计了压电陶瓷选针控制系统，并对压电陶瓷的驱动电源的一些关键元件进行校核计算，针对压电陶瓷的驱动特点，对功率放大元件的热阻进行计算，最终通过对各部分的连接组合完成了一套压电陶瓷电子提花控制系统。最后在自制的电子提花选针试验台上进行测试，使用日本的Photron FASTCAM-Super 10K and 10KC高速影像仪进行一些提花参数的测量，试验结果表明压电陶瓷双晶片动作基本稳定，作用原理基本符合我们当初的设计要求。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

§1.1目前纺织机械的发展前景

§1.2国内外提花技术的研究现状

§1.3目前电子提花控制元件发展现状

§1.4目前电子提花机控制元件存在的问题及本课题研究意义

§1.5基于压电陶瓷电子提花机的开发设想

§1.6本章小结

第二章压电陶瓷原理与测试

§2.1压电陶瓷片的压电效应和性能参数

2.1.1压电陶瓷片的压电效应

2.1.2压电陶瓷的压电方程

2.1.3压电陶瓷片参数

2.1.4压电振子等效电路及谐振特性

§2.2压电陶瓷双晶片测试结果与分析

§2.3本章小结

第三章压电陶瓷双晶片选针机构设计

§3.1压电选针机构结构原理

§3.2选针机构设计及弹性竖针受力分析

3.2.1选针机构设计选型

3.2.2弹性竖针的有限元模型分析

3.2.3选针机构实体设计及开模

§3.3提花机开口机构原理

3.3.1梭口

3.3.2开口过程中经纱张力的形成

§3.4电子提花机的开口机构设计

3.4.1电子提花机开口机构的整体布局

3.4.2偏心轮连杆机构的设计

3.4.3偏心轮连杆受力分析

3.4.4电子提花机选针机构的设计

3.4.5电子提花机机构三维设计的探讨

§3.5本章小结

第四章压电陶瓷驱动器控制电路设计

§4.1电子提花机控制技术概述

§4.2直流稳压电源设计

4.2.1 +100v、+95v两路直流稳压电源设计

4.2.2 5v、12v稳压电源设计

§4.3单片机及其外围电路

4.3.1单片机复位时钟电路及JTAG接口电路

4.3.2单片机存储扩展

§4.4高压放大电路设计

§4.5RS232串行通信模块

§4.6织机控制与提花机同步匹配

§4.7本章小节

第五章测试装备及测试结果分析

第六章总结与展望

§6.1论文总结

§6.2研究展望

致谢

参考文献

附录一压电陶瓷选针工作过程高速摄影图

附录二PCB板图：

附录三部分调试程序：