一種織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置，包括試驗裝置機械部件、工作狀態模擬部件、搖軸兩側運動測量裝置、搖軸正中間部位外管壁上的受力測量裝置和特性測試裝置，采用不同數量的傳動機構和電機改變搖軸的驅動方式，采用不同長度的平衡塊模擬織物的不同門幅，采用不同厚度的橡膠條模擬織機載荷大小，并通過變頻器改變搖軸的轉速。本實用新型可以定量地研究不同的搖軸驅動方式、載荷大小的變化、不同筘幅織物等因素對搖軸系統兩側運動不同步的影響，最終直接得到搖軸兩側隨主軸旋轉角度變化的位移、加速度和應力曲線，可以對搖軸系統傳動方式的改進和新設計提供依據，減少因反復扭曲而引起的搖軸中部疲勞斷裂故障。
【專利說明】一種織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于噴氣織機領域，涉及一種織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置，用于測量搖軸主動側和被動側運動狀態，從而研究影響搖軸兩側不同步運動的影響因素。
【背景技術】
[0002]搖軸-軸承系統由搖軸擺動部件、支承搖軸的滾動軸承、曲柄搖桿機構、搖桿軸等另部件組成。打緯機構的工作部件是鋼筘，作用在鋼筘上的力通過筘座、筘座腳傳遞到搖軸，搖軸軸承受著打緯機構的全部作用力和力矩。搖軸是織機打緯機構的主要部件，搖軸是一個長度為2000-4000毫米的部件，搖軸繞軸線作往復擺動，在搖軸帶動筘座擺向織口時，鋼筘將緯紗打入織口。噴氣織機在高速運轉時，搖軸擺動系統盡管擺角約為24°，然而搖軸產生強烈的扭彎，在高載高速的噴射織機上很多次發生搖軸扭斷，打緯機構工作的可靠性和使用壽命與搖軸驅動方式密切相關。噴氣織機的轉速越來越高，載荷越來越重和寬幅織機越來越多，搖軸-軸承系統的工作環境趨向惡劣，系統運轉中出現了嚴重的大部件斷裂故障，因此有必要研究搖軸的驅動方式，了解系統搖軸兩側的運行狀態，測量搖軸兩側運動不同步是必須要做的基礎工作。
[0003]打緯機構的工作部件鋼筘同時完成打緯和引緯兩個動作，由于鋼筘受到緯紗的反作用力，又受到輔助噴嘴的噴氣風的作用力，這些力在時間和空間上都是多變的。在打緯時亥IJ，緯紗對鋼筘的脈動式沖擊引起搖軸結構的振動；在非打緯時刻，高速的連桿機構運動會產生動力平衡失穩,引起彎扭聯合振動,振動產生極大的破壞力。
[0004]織機筘幅2.8米，則搖軸長度超3米。在打緯機構運動中，鋼筘將緯紗打入織口，一分鐘打緯達上千次，在打緯過程中，鋼筘以搖軸的中軸線為軸心線往復擺動，搖軸在工作時不斷地彎曲和扭轉。在高速運轉時，筘座擺動系統產生不平衡載荷，主動側和被動側的運動不同步，主動側動作在前，被動側動作在后，而搖軸的載荷是周期性變化的，結果搖軸在承受載荷時產生反復彎扭振動，引起搖軸中部疲勞斷裂。
[0005]其故障原因不是搖軸的靜態強度不夠，不是搖軸抗彎剛度不夠，而是系統動態性能差，織機運轉頻率與搖軸-軸承系統的初階共振頻率之比有點高，主動側運動領先被動側運動滯后，在織機主軸一回轉中，滯后的被動側必須趕上主動側，搖軸被動側處于反復的滯后趕超狀態，搖軸反復動態扭曲產生疲勞，第一階彎扭模態在搖軸中間位置的變形最大。為了讓織機高速運轉，搖軸是承受打緯力的主要部件，打緯力作用在織口，承載線沿筘幅是一條幾米長的線，在幾米長的線上打緯力沒有同時到達，打緯力矩先后通過各筘座腳作用在搖軸上，因此必須了解搖軸擺動系統的動態特性和動剛度。搖軸擺動系統結構復雜，單純計算不可能得到系統的動態特性，最好的方法是通過測試測量系統的動特性。
實用新型內容
[0006]為了滿足上述需求，本實用新型旨在提供一種織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置，可以定量地研究不同的搖軸驅動方式、載荷大小的變化、不同筘幅織物等因素對搖軸-軸承系統兩側運動不同步的影響。
[0007]為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型通過以下技術方案實現:
[0008]一種織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置，包括試驗裝置機械部件、工作狀態模擬部件、搖軸兩側運動測量裝置、搖軸正中間部位外管壁上的受力測量裝置和特性測試裝置；
[0009]所述的試驗裝置機械部件包括一箱體，所述箱體內設置有一搖軸，所述搖軸上設置有筘座腳，所述筘座腳上放置有平衡塊，所述搖軸緊固在搖桿軸上，所述搖軸的兩端均通過搖軸法蘭和搖桿軸法蘭與所述搖桿軸聯結，所述搖桿軸的兩端分別支承在所述箱體左右兩側箱壁上軸承座的滾珠軸承上，所述搖軸的下方平行設置有一主軸，所述主軸通過連接器和軸承座設置在所述箱體左右兩側的箱壁上，至少有一側的所述搖桿軸通過一曲柄搖桿機構與同側的所述主軸連接，所述主軸在主動側通過一離合器與一電機連接，所述電機連接一變頻器，所述主軸還通過一齒輪副連接一編碼器；
[0010]所述的工作狀態模擬裝置包括一用于模擬經緯紗組成的織口的橡膠條，所述橡膠條安置在所述平衡塊的正前方，所述橡膠條的兩端固定在所述箱體左右兩側的延伸臂上；
[0011]所述的搖軸兩側運動測量裝置包括兩塊測量板，兩塊所述測量板分別設置在所述搖軸的兩端，所述測量板通過螺栓緊固在所述搖軸法蘭與所述搖桿軸法蘭的連接部位，所述測量板上吸附有一加速度傳感器，所述測量板與一位移傳感器接觸；所述的搖軸正中間部位外管壁上的受力測量裝置包括一組橋式應變片，所述橋式應變片粘貼在所述搖軸正中間部位的外管壁上；
[0012]所述的特性測試裝置包括一信號分析儀，所述橋式應變片、所述位移傳感器和所述加速度傳感器分別通過各自對應的電橋信號處理器、變送器和載荷放大器與所述信號分析儀的輸入端連接，所述信號分析儀的輸入端還與所述編碼器連接，所述信號分析儀的輸出端與顯示屏相連接。
[0013]進一步的，所述曲柄搖桿機構包括搖桿、牽手和曲柄，所述搖桿的輸出端與所述搖桿軸、所述搖軸連接，所述搖桿的輸入端經牽手與所述曲柄的輸出端連接，所述曲柄的輸入端與所述主軸連接。
[0014]進一步的，所述平衡塊與所述筘座腳之間設置有平衡塊底板。
[0015]進一步的，所述橡膠條安置在所述平衡塊的正前方，其高度位于所述平衡塊的中部，所述橡膠條沿筘幅分布平行于所述搖軸的軸心線，所述橡膠條距離所述平衡塊前死心1-5毫米。
[0016]進一步的，所述橋式應變片粘貼方向與所述搖軸軸心線呈45°夾角。
[0017]進一步的，所述電橋信號處理器內包括一內置放大器和一內置變送器，所述內置放大器與所述橋式應變片電源輸入端連接，為其供電，所述橋式應變片的信號輸出端通過所述內置變送器與所述信號分析儀的輸入端連接。
[0018]本實用新型的有益效果是:
[0019]本實用新型制作專用的搖軸-軸承系統兩側運動不同步試驗裝置，可以定量地研究不同的搖軸驅動方式、載荷大小的變化、不同筘幅織物等因素對搖軸系統兩側運動不同步的影響，直接得到兩側運動的數據和曲線，可以對搖軸系統傳動方式的改進和新設計提供依據，減少因反復扭曲而引起的搖軸中部疲勞斷裂故障。
[0020]上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明。本實用新型的【具體實施方式】由以下實施例及其附圖詳細給出。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1為本實用新型單電機雙側曲柄搖桿機構驅動搖軸的試驗裝置的結構示意圖；
[0023]圖2為本實用新型橡膠條位置的正面示意圖；
[0024]圖3為本實用新型橡膠條位置的側面示意圖；
[0025]圖4為本實用新型測量板、位移傳感器和應變片安裝位置的正面示意圖；
[0026]圖5為本實用新型測量板和位移傳感器安裝位置的側面示意圖；
[0027]圖6為本實用新型測量板、加速度傳感器和應變片安裝位置的正面示意圖；
[0028]圖7為本實用新型測量板和加速度傳感器安裝位置的側面示意圖；
[0029]圖8為本實用新型特性測試裝置的結構示意圖；
[0030]圖9為本實用新型電橋信號處理器的結構示意圖；
[0031]圖10為本實用新型單電機單側曲柄搖桿機構驅動搖軸的試驗裝置的結構示意圖；
[0032]圖11為本實用新型雙電機雙側曲柄搖桿機構驅動搖軸的試驗裝置的結構示意圖；
[0033]圖12為本實用新型長平衡塊的安裝位置示意圖；
[0034]圖13為本實用新型短平衡塊的安裝位置示意圖；
[0035]圖14為本實用新型橡膠條的第一種厚度示意圖；
[0036]圖15為本實用新型橡膠條的第二種厚度示意圖；
[0037]圖16為本實用新型橡膠條的第三種厚度示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本實用新型。
[0039]一種織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置，包括試驗裝置機械部件、工作狀態模擬部件、搖軸兩側運動測量裝置、搖軸正中間部位外管壁上的受力測量裝置和特性測試裝置。
[0040]參見圖1所示，所述的試驗裝置機械部件包括一箱體1，所述箱體I內設置有一搖軸2，所述搖軸2上設置有筘座腳3，所述筘座腳3上放置有平衡塊4，所述搖軸2緊固在搖桿軸5上，所述搖軸2的兩端均通過搖軸法蘭和搖桿軸法蘭與所述搖桿軸5聯結，所述搖桿軸5的兩端分別支承在所述箱體I左右兩側箱壁軸承座上的滾珠軸承6上，所述搖軸2的下方平行設置有一主軸7，所述主軸7通過連接器8和軸承設置在所述箱體I左右兩側箱壁的軸承座上，至少有一側的所述搖桿軸5通過一曲柄搖桿機構與同側的所述主軸7連接，所述曲柄搖桿機構包括搖桿24、牽手25和曲柄26，所述搖桿24的輸出端與所述搖桿軸5、所述搖軸2連接，所述搖桿24的輸入端經牽手25與所述曲柄26的輸出端連接，所述曲柄26的輸入端與所述主軸7連接，所述主軸7在主動側通過一離合器9與一電機10連接，所述電機10連接一變頻器11，所述主軸7還通過一齒輪副12連接一編碼器13 ；
[0041]所述電機10由所述變頻器11控制轉速，所述電機10經所述離合器9驅動主動側的所述曲柄搖桿機構的所述曲柄26，同時驅動所述主軸7，所述主軸7驅動被動側的所述曲柄搖桿機構的所述曲柄26。所述曲柄26的轉動經四桿機構轉換成所述搖桿24的擺動，所述搖桿24的擺動帶動所述搖桿軸5和所述搖軸2的擺動。
[0042]參見圖3所示，所述平衡塊4與所述筘座腳3之間設置有平衡塊底板27，所述平衡塊底板27上可根據實驗要求安放長短不同的所述平衡塊4，來模擬織物的不同門幅。
[0043]參見圖2、圖3所示，所述的工作狀態模擬裝置包括一用于模擬經緯紗組成的織口的橡膠條14，所述橡膠條14安置在所述平衡塊4的正前方，所述橡膠條14的兩端固定在所述箱體I左右兩側的延伸臂上，所述橡膠條14安置在所述平衡塊4的正前方，其高度位于所述平衡塊4的中部，所述橡膠條14沿筘幅分布平行于所述搖軸2的軸心線，所述橡膠條14距離所述平衡塊4前死心1-5毫米，每次所述平衡塊4擺動都能碰到所述橡膠條14，模擬打緯動作。
[0044]參見圖4、圖5所示,所述的搖軸兩側運動測量裝置包括兩塊測量板15,兩塊所述測量板15分別設置在所述搖軸2的兩端，所述測量板15通過螺栓緊固在所述搖軸法蘭與所述搖桿軸法蘭的連接部位，所述測量板15與一測量所述搖軸2兩側運動的位移傳感器17直接接觸，在所述搖軸2擺動時所述位移傳感器17始終保持與所述測量板15的接觸。
[0045]參見圖6、圖7所示，所述測量板15上還吸附有一加速度傳感器16，所述加速度傳感器16測量所述搖軸2兩側的位移曲線。
[0046]參見圖4、圖6所示,所述的搖軸正中間部位外管壁上的受力測量裝置包括一組橋式應變片18，所述橋式應變片18粘貼在所述搖軸2正中間部位的外管壁上，所述橋式應變片18粘貼方向與所述搖軸2軸心線呈45°夾角，所述應變片組18測量所述搖軸2擺動時所述搖軸2的扭曲應力。
[0047]參見圖8所示，所述的特性測試裝置包括一信號分析儀22，所述橋式應變片18、所述位移傳感器17和所述加速度傳感器16分別通過各自對應的電橋信號處理器19、變送器20和載荷放大器21與所述信號分析儀22的輸入端連接，所述信號分析儀22的輸入端還與所述編碼器13連接，所述信號分析儀22的輸出端與顯示屏23相連接。
[0048]所述編碼器13為時序信號產生裝置，測量記錄的時間由所述編碼器13產生時序，織機所述主軸7回轉，通過所述齒輪副12帶動所述編碼器13回轉，回轉角度經所述編碼器13轉換成數字信號，提供測量時序，即測量曲線的X坐標，另一路信號記錄運動信號即測量曲線的Y坐標，所述顯示屏23顯示出隨所述主軸7回轉角度變化的位移、加速度和應力曲線。
[0049]參見圖9所示，所述電橋信號處理器19內包括一內置放大器28和一內置變送器29，所述內置放大器28與所述橋式應變片18電源輸入端連接，為其供電，所述橋式應變片18的信號輸出端通過所述內置變送器29與所述信號分析儀22的輸入端連接。
[0050]參見圖1、圖10、圖11所示，通過改變設置在試驗搖軸兩側的曲柄搖桿機構和電機的數量，本實用新型的織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置可分為單電機雙側曲柄雙搖桿機構驅動搖軸的試驗裝置、單電機單側曲柄搖桿機構驅動搖軸的試驗裝置和雙電機雙側曲柄雙搖桿機構驅動搖軸的試驗裝置。
[0051]利用本實用新型的織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的方法，包括以下步驟:
[0052]I)參見圖10、圖1所示，比較單電機單側曲柄搖桿機構驅動搖軸和單電機雙側曲柄雙搖桿機構驅動搖軸兩種傳動方式，試驗測量搖軸兩側運動的不同步和搖軸中間部位外管壁上受力狀態；
[0053]搖軸兩側運動不同步的后果是搖軸被動側的運動始終跟不上主動側的運動，被動側的運動始終在趕超主動側，與主動側運動相比被動側的運動是一會兒快一會兒慢，運動的結果是搖軸來回扭，當載荷持續增大時，發生搖軸扭斷，搖軸扭斷的斷面呈現為疲勞斷
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[0054]單側曲柄搖桿機構驅動搖軸，力的傳遞從搖軸的主動側經搖軸傳遞到被動側，傳遞過程化費時間，搖軸長度大于2.8米同時受載荷延遲了力的傳遞。
[0055]2)參見圖1、圖11所示，比較單電機雙側曲柄搖桿機構驅動搖軸和雙電機雙側曲柄雙搖桿機構驅動搖軸兩種傳動方式，試驗測量搖軸兩側運動的不同步和搖軸中間部位外管壁上受力狀態；
[0056]單電機雙側雙曲柄搖桿機構驅動搖軸，被動側的運動經主動側帶動主軸，再由主軸傳動被動側的曲柄搖桿機構，因此還是存在滯后。用雙電機方式，兩電機起動保持同步，主動側和被動側的曲柄搖桿機構就能保持很好的同步。
[0057]3)參見圖12、圖13所示，利用長短不同的平衡塊，模擬織物的不同門幅，試驗不同長短的平衡塊對兩側運動的不同步的影響，短平衡塊受力變小，但被動側的滯后現象更嚴重。
[0058]4)參見圖14、圖15、圖16所示，利用橡膠條的厚度不同改變平衡塊的阻滯力，模擬織機載荷大小，試驗不同的阻滯力對兩側運動的不同步和搖軸中間部位外管壁上受力狀態的影響。
[0059]5)利用變頻器改變搖軸的轉速，試驗轉速對兩側運動的不同步和搖軸中間部位外管壁上受力狀態的影響。
[0060]上述實施例只是為了說明本實用新型的技術構思及特點，其目的是在于讓本領域內的普通技術人員能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡是根據本實用新型內容的實質所作出的等效的變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置，其特征在于:包括試驗裝置機械部件、工作狀態模擬部件、搖軸兩側運動測量裝置、搖軸正中間部位外管壁上的受力測量裝置和特性測試裝置； 所述的試驗裝置機械部件包括一箱體(I )，所述箱體(I)內設置有一搖軸(2)，所述搖軸(2 )上設置有筘座腳(3 )，所述筘座腳(3 )上放置有平衡塊(4 )，所述搖軸(2 )的兩端均通過搖軸法蘭和搖桿軸法蘭與所述搖桿軸(5)連接，所述搖桿軸(5)的兩端分別支承在所述箱體(I)左右兩側箱壁軸承座上的滾珠軸承(6)上，所述搖軸(2)的下方平行設置有一主軸(7)，所述主軸(7)通過連接器(8)和軸承座設置在所述箱體(I)左右兩側的箱壁上，至少有一側的所述搖桿軸(5)通過一曲柄搖桿機構與同側的所述主軸(7)連接，所述主軸(7)在主動側通過一離合器(9 )與一電機(10 )連接，所述電機(10 )連接一變頻器(11)，所述主軸(7)還通過一齒輪副(12)連接一編碼器(13)； 所述的工作狀態模擬裝置包括一用于模擬經緯紗組成的織口的橡膠條(14)，所述橡膠條(14)安置在所述平衡塊(4)的正前方，所述橡膠條(14)的兩端固定在所述箱體(I)左右兩側的延伸臂上； 所述的搖軸兩側運動測量裝置包括兩塊測量板(15)，兩塊所述測量板(15)分別設置在所述搖軸(2)的兩端，所述測量板(15)通過螺栓緊固在所述搖軸法蘭與所述搖桿軸法蘭的連接部位，所述測量板(15)上吸附有一加速度傳感器(16)，所述測量板(15)與一位移傳感器(17)接觸；所述的搖軸正中間部位外管壁上的受力測量裝置包括一組橋式應變片(18)，所述橋式應變片(18)粘貼在所述搖軸(2)正中間部位的外管壁上； 所述的特性測試裝置包括一信號分析儀(22)，所述橋式應變片(18)、所述位移傳感器(17)和所述加速度傳感器(16)分別通過各自對應的電橋信號處理器(19)、變送器(20)和載荷放大器(21)與所述信號分析儀(22)的輸入端連接，所述信號分析儀(22)的輸入端還與所述編碼器(13)連接，所述信號分析儀(22)的輸出端與顯示屏(23)相連接。
2.根據權利要求1所述的織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置，其特征在于:所述曲柄搖桿機構包括搖桿(24 )、牽手(25 )和曲柄(26 )，所述搖桿(24 )的輸出端與所述搖桿軸(5)、所述搖軸(2)連接，所述搖桿(24)的輸入端經牽手(25)與所述曲柄(26)的輸出端連接，所述曲柄(26 )的輸入端與所述主軸(7 )連接。
3.根據權利要求1所述的織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置，其特征在于:所述平衡塊(4 )與所述筘座腳(3 )之間設置有平衡塊底板(27 )。
4.根據權利要求1所述的織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置，其特征在于:所述橡膠條(14)安置在所述平衡塊(4)的正前方，其高度位于所述平衡塊(4)的中部，所述橡膠條(14)沿筘幅分布平行于所述搖軸(2)的軸心線，所述橡膠條(14)距離所述平衡塊(4)前死心1-5毫米。
5.根據權利要求1所述的織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置，其特征在于:所述橋式應變片(18 )粘貼方向與所述搖軸(2 )軸心線呈45°夾角。
6.根據權利要求1所述的織機搖軸軸承系統兩側不同步試驗的裝置，其特征在于:所述電橋信號處理器(19)內包括一內置放大器(28)和一內置變送器(29)，所述內置放大器(28)與所述橋式應變片(18)電源輸入端連接，為其供電，所述橋式應變片(18)的信號輸出端通過所述內置變送器(29)與所述信號分析儀(22)的輸入端連接。
【文檔編號】G01M13/02GK204255641SQ201420713079
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月25日 優先權日:2014年11月25日
【發明者】周玉峰, 祝章琛 申請人:吳江萬工機電設備有限公司