一种高速针刺机针刺装置的制作方法

1.本发明涉及一种针刺装置，特别涉及一种高速针刺机针刺装置。


背景技术：

2.针刺法是加工非织造材料的重要工艺，针刺法利用棱边带有钩刺的针对蓬松的纤网进行反复针刺，刺针上的钩刺带住纤网表面和里层的一些纤维随刺针穿过纤网层，使纤维在运动过程中相互缠结，同时由于摩擦力的作用和纤维的上下位移对纤网产生一定的挤压，使纤网受到压缩，最终形成具有一定厚度和一定强力的针刺非织造材料。因此，作为针刺机的关键部件，针刺装置在单位时间内的针刺频率越高，配合越快的进料速度，则制造成品的速度越快，生产效率越高。
3.目前的技术中，常见的提高生产效率的手段是增加针刺面积，具体做法是增加针板宽度，在针板上设置更多刺针，则针刺装置重量大幅增加，刺针往复运动的稳定性会受影响。另一种方法是提高进料速度和针刺装置的刺针运动速度。针刺法进行时，纤网在送料机上匀速前行，刺针上下往复运动穿过纤网，由于刺针的回针会使纤网的纤维产生位移，所以不能无限制的提高进料速度，用以防止纤网表层在刺针回针时被拉扯位移而使成品表面产生痕迹，影响成品表面光洁度。目前技术常用的针刺装置内部结构为偏心轮连杆传动结构，该种针刺装置最高达到 1800 次/分的针刺频率和1 ～ 10 米/分钟的生产速度。
4.综上所述，研究开发一种新型的用于高速针刺机的针刺装置，解决纤网进料速度的限制，同步提高刺针上下往复速度和纤网进料速度，以改善非织造材料的生产效率，对本领域技术发展具有重要的意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种同步提高刺针上下往复速度和纤网进料速度的高速针刺机针刺装置，突破纤网进料速度的限制，改善非织造材料的生产效率，解决背景技术中所述的问题。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高速针刺机针刺装置，包括壳体、驱动部件和设有若干刺针的针板，该装置还包括传动部件和复位部件，所述针板通过复位部件连接壳体内壁面，所述壳体表面设有若干用于通行刺针的刺针通道，所述驱动部件通过传动部件带动壳体以壳体中轴线为中心旋转，所述驱动部件通过传动部件带动刺针往复通行于刺针通道形成刺针伸出状态和刺针回缩状态。
7.作为优选，所述传动部件包括凸轮、长轴和短轴，凸轮设于长轴上，凸轮与长轴同轴心，凸轮最小向径不大于刺针回缩状态时针板与长轴轴心的最小直线距离，所述驱动部件包括第一电机和第二电机，第一电机通过长轴连接凸轮，第二电机通过短轴连接壳体。
8.作为优选，该高速针刺机针刺装置还包括机架，所述传动部件包括行程限位件和固定轴，行程限位件通过固定轴固接机架，行程限位件端部设有圆弧段。
9.作为优选，所述复位部件包括连接块、固定杆、移动杆和弹簧，连接块内设一端开口的凹腔，固定杆固接壳体内壁面，移动杆固接凹腔封闭端，弹簧套设于固定杆和移动杆外。
10.作为优选，该高速针刺机针刺装置还包括针刺平台，针刺平台设于壳体下方，针刺平台上设有若干盲孔，每个盲孔对应一个刺针通道。
11.作为优选，所述针刺平台为圆柱体，若干盲孔均匀分布于圆柱体表面，所述驱动部件包括第三电机，第三电机连接针刺平台，用于使针刺平台以圆柱体中轴为中心旋转。
12.作为优选，所述盲孔孔径大于刺针通道孔径。
13.作为优选，所述刺针垂直于针板，刺针和刺针通道均与壳体内壁面呈锐角或钝角的夹角，刺针朝向于壳体旋转方向。
14.本发明的有益效果是：本发明的一种高速针刺机针刺装置，通过合理的结构设计，使刺针在刺入刺出纤网时会随着纤网进行一段短时间内的同方向的位移，可以防止纤网表层在刺针回缩时被刺针直上直下的拉扯运动而使成品表面产生痕迹，保证成品表面的光洁度，因此可以突破纤网送料速度的限制，使用高速将纤网送料至该装置内，提高成品生产效率。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
16.图1是本发明实施例1的结构示意图；图2是本发明刺针通道的结构示意图；图3是本发明实施例2的结构示意图；图4是本发明针刺平台的结构示意图；图5是本发明盲孔的结构示意图；图6是本发明实施例3的结构示意图；图7是本发明行程限位件的结构示意图；图8是本发明实施例4的结构示意图。
17.图中：1、壳体，2、驱动部件，3、针板，4、传动部件，5、复位部件，6、针刺平台，7、机架，101、刺针通道，201、第一电机，202、第二电机，203、第三电机，301、刺针，401、凸轮，402、长轴，403、短轴，404、行程限位件，405、固定轴，501、连接块，502、固定杆，503、移动杆，504、弹簧，601、盲孔。
具体实施方式
18.下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
19.在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等
均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
20.实施例1：如图1所示的一种高速针刺机针刺装置，包括壳体1、驱动部件2、设有若干刺针301的针板3，以及传动部件4和复位部件5，针板3通过复位部件5连接壳体1内壁面。
21.如图2所示，壳体1表面设有多个用于通行刺针的刺针通道101。驱动部件2通过传动部件4带动壳体1以壳体1中轴线为中心旋转，驱动部件2通过传动部件4带动刺针301往复通行于刺针通道101形成刺针伸出状态和刺针回缩状态。
22.通过上述技术方案，将纤网以高速送入壳体1下方，壳体1以与纤网前行的同方向旋转，通过传动部件4的带动，壳体1内壁面的一个针板3上的刺针301被下压进入伸出行程，刺入纤网，然后刺透纤网继而达到伸出的最大行程位置，之后，随着传动部件4的继续带动，针板3上的刺针301受到压力逐渐减小，在复位部件5的复位作用下，针板3上的刺针301向上进入回缩行程，直至从纤网中抽出并回缩至壳体1内，回到刺针301的初始位置，而随着壳体1和凸轮401的进一步相对旋转，下一个针板3开始重复上述步骤。在壳体1的旋转作用下，刺针301在刺入刺出纤网时会随着纤网进行一段短时同方向的位移，很好的防止纤网表层在刺针回缩时被刺针直上直下的拉扯运动而使成品表面产生痕迹，保证成品表面的光洁度，因此可以突破纤网送料速度的限制，可以用高速将纤网送料至装置内，提高成品生产效率。
23.实施例2：如图3所示的一种高速针刺机针刺装置，包括壳体1、驱动部件2、设有若干刺针301的针板3、传动部件4、复位部件5、针刺平台6和机架7。
24.壳体1为两端封闭的圆筒体，在圆筒体表面设有多个均匀分布且垂直贯穿圆筒体壁面的细孔，形成用于通行刺针的刺针通道101，刺针通道101分为六组，与下述针板3形成对应关系，每组内的刺针通道101都与相对的该组针板3上的刺针301一一对应。
25.六组数量的针板3通过每个针板3两端端部所固接的复位部件5连接壳体1内壁面，六组针板3以壳体1的圆筒体中轴线为中心均匀分布于壳体1内壁面，针板3上的刺针301与针板表面垂直，且与壳体内壁面垂直。需要指出的是，该实施例选用六组数量的刺针通道和针板仅为示例，技术人员可以根据实际生产需要调整刺针通道和针板的数量。
26.每个针板3上的刺针301朝向壳体1内壁面，每个刺针301对应一个圆筒体壁面上的细孔，细孔孔径大于刺针301直径，以使刺针301可不受任何阻碍的在刺针通道101内通行。
27.传动部件4包括凸轮401、长轴402和短轴403，两个凸轮401设于长轴402两侧部，凸轮401与长轴402同轴心。凸轮401最小向径不大于刺针回缩状态时针板3与长轴402轴心的最小直线距离，在刺针回缩状态时，凸轮401不会对针板3的位置产生干涉，保证了刺针回缩的到位。而凸轮401最大向径决定了刺针301的最大行程，刺针301在凸轮401的作用下，随着凸轮401的一段轮廓线产生位移，在凸轮401最大向径处时，对应的刺针301位移至最大行程处。
28.驱动部件包括第一电机201和第二电机202，第一电机201通过长轴402连接凸轮401，第二电机202通过短轴403连接壳体1。
29.复位部件5包括连接块501、固定杆502、移动杆503和弹簧504，连接块501内设一端开口的凹腔，固定杆502固接壳体1内壁面，移动杆503固接凹腔封闭端，弹簧504套设于固定杆502和移动杆503外。
30.在上述部件的相互作用下，驱动部件2通过传动部件4带动壳体1以壳体1中轴线为中心旋转，驱动部件2通过传动部件4带动刺针301往复通行于刺针通道101形成刺针伸出状态和刺针回缩状态。
31.针刺平台6设于壳体1正下方，为了保证刺针301有效穿透纤网并在穿透纤网后不会损伤刺针头部，在针刺平台6上设有多个均匀分布的盲孔601，每个盲孔601均对应一个刺针通道101，刺针301穿透纤网后进入伸出行程的最后一段，刺针301头部伸入盲孔601，之后刺针301进入回缩行程。
32.如图4所示，为了进一步提高装置生产效率，针刺平台6为圆柱体，盲孔601在圆柱体表面均匀分布分成六组，以使每组内的每个盲孔601都能与相对的该组针板3上的刺针301以及刺针通道101一一对应。驱动部件还包括第三电机203，第三电机203连接针刺平台6并驱动针刺平台6以与壳体1相匹配的转速进行旋转，形成以下运动方式：如壳体1以一定速度进行逆时针旋转，则针刺平台6以另一匹配速度进行顺时针旋转，使得一组刺针通道101和一组盲孔601处于上下相对的位置后，随着壳体1和针刺平台6的继续旋转，这组刺针通道101和这组盲孔601位置改变而不再上下相对，下一组刺针通道101和下一组盲孔601随着壳体1和针刺平台6的继续旋转进入上下相对的位置。
33.如图5所示，为了保证在刺针通道101和盲孔601的位置改变时，刺针301能顺利且不受干涉的通行于刺针通道101和盲孔601，将盲孔601的孔径设为大于刺针通道101的孔径，这样，当刺针301在回缩行程时，刺针301头部仍有比以刺针平台旋转切向线速度计算时间更长的缓冲时间完全从盲孔601所脱出。
34.本实施例的装置工作过程为：将纤网以高速送入壳体1与针刺平台6之间，壳体1以逆时针方向旋转，凸轮401以顺时针方向旋转，针刺平台6以顺时针方向旋转，随着壳体1和凸轮401的相对旋转，壳体1内壁面的一个针板3开始受到凸轮401的外廓传递的压力，针板3上的刺针301被下压进入伸出行程，刺入纤网，当凸轮401最大向径处接触该针板3时，该针板3上的刺针301达成伸出的最大行程位置，刺透纤网，同时在针刺平台6的同步旋转下，刺针301头部短暂伸入针刺平台6表面的盲孔601，随着壳体1和凸轮401的继续相对旋转，针板3上的刺针301受到压力逐渐减小，在复位部件5中弹簧的弹力作用下，针板3上的刺针301向上进入回缩行程，直至从纤网中抽出并回缩至壳体1内，回到刺针301的初始位置，而随着壳体1和凸轮401的进一步相对旋转，下一个针板3开始重复上述步骤。因为纤网在高速前向运动时，刺入刺出纤网的刺针301在壳体1旋转的带动下也与纤网一起进行一段短时同方向的位移，所以可以很好的防止纤网表层在刺针回缩时被刺针直上直下的拉扯运动而使成品表面产生痕迹，保证成品表面的光洁度，提高成品生产效率。
35.实施例3：一种高速针刺机针刺装置，技术方案与实施例2相同，其不同之处在于：如图6所示，传动部件4包括行程限位件404和固定轴405，行程限位件404固接固定轴405，固定轴405固接机架，驱动部件不包括第一电机201，即行程限位件404与机架7的相对位置固定，行程限位件404不需要进行旋转运动。
36.如图7所示，行程限位件404底端端部设有一段圆弧，圆弧最高点与针板3顶面的最小直线距离为一设定数值，该数值大于零。圆弧最低点决定了刺针301的最大行程，随着壳体1的旋转，针板3顶面在行程限位件404圆弧端的作用下形成先向下在向上的运动轨迹，带动刺针301进行往复直线运动，在圆弧最低点时，对应的刺针301位移至最大行程处。
37.本实施例的装置工作过程为：将纤网以高速送入壳体1与针刺平台6之间，壳体1以逆时针方向旋转，针刺平台6以顺时针方向旋转，随着壳体1的旋转，壳体1内壁面的一个针板3开始受到行程限位件404端部的压力，针板3上的刺针301被下压进入伸出行程，刺入纤网，随着壳体1的进一步旋转，该针板3接触行程限位件404端部圆弧最低点时，该针板3上的刺针301达成伸出的最大行程位置，刺透纤网，同时在针刺平台6的同步旋转下，刺针301头部短暂伸入针刺平台6表面的盲孔601，随着壳体1继续旋转，针板3上的刺针301受到压力逐渐减小，在复位部件5中弹簧的弹力作用下，针板3上的刺针301向上进入回缩行程，直至从纤网中抽出并回缩至壳体1内，回到刺针301的初始位置，而随着壳体1进一步旋转，下一个针板3开始重复上述步骤。
38.实施例4：一种高速针刺机针刺装置，技术方案与实施例2相同，其不同之处在于：如图8所示，在壳体1的圆筒体表面设有多个均匀分布且以一定角度贯穿圆筒体壁面的细孔，形成用于通行刺针的刺针通道101，刺针通道101与壳体1内壁面的夹角使得刺针通道101朝向于壳体1的旋转方向。相应的，针板3以及针板3上的刺针301也与壳体1内壁面形成与上述角度相同的夹角，以保证刺针301无阻碍的往复通行于刺针通道101。相应的，针刺平台6上的盲孔601也与针刺平台表面呈上述夹角，以使刺针301无阻碍的往复通行于盲孔601，并且为了保证在刺针通道101和盲孔601的位置改变时，刺针301能顺利且不受干涉的通行于刺针通道101和盲孔601，盲孔601的孔径应更加大于刺针通道101的孔径（高于实施例2两者的孔径差距）。
39.本实施例的装置工作过程为：将纤网以高速送入壳体1与针刺平台6之间，壳体1以逆时针方向旋转，凸轮401以顺时针方向旋转，针刺平台6以顺时针方向旋转，随着壳体1和凸轮401的相对旋转，壳体1内壁面的一个针板3开始受到凸轮401的外廓传递的压力，针板3上的刺针301被下压进入伸出行程，刺入纤网，当凸轮401最大向径处接触该针板3时，该针板3上的刺针301达成伸出的最大行程位置，刺透纤网，同时在针刺平台6的同步旋转下，刺针301头部短暂伸入针刺平台6表面的盲孔601，随着壳体1和凸轮401的继续相对旋转，针板3上的刺针301受到压力逐渐减小，在复位部件5中弹簧的弹力作用下，针板3上的刺针301向上进入回缩行程，直至从纤网中抽出并回缩至壳体1内，回到刺针301的初始位置，而随着壳体1和凸轮401的进一步相对旋转，下一个针板3开始重复上述步骤。纤网在高速前向运动时，刺入刺出纤网的刺针301在壳体1旋转的带动下也与纤网一起进行一段短时同方向的位移，并且刺针是以朝向于纤网运动方向的角度刺入刺出纤网，也就是以近似追尾方式不断针刺纤网，因此可以更好的防止纤网表层在刺针回缩时被刺针直上直下的拉扯运动而使成品表面产生痕迹，保证成品表面的光洁度，提高成品生产效率。
40.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。