搖軸擺動系統不平衡測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種搖軸擺動系統不平衡測量裝置，包括測量機底座，所述測量機底座上設置有兩個軸承座及軸承蓋，所述的軸承座上分別連接有搖桿軸，所述的搖桿軸通過搖桿軸法蘭連接于搖軸的一端，所述搖軸上連接有筘座腳，筘座腳上連接有鋼筘，所述一側的搖桿軸依次通過搖桿、牽手、曲柄和離合器與電機相連，所述曲柄連接有一編碼器。本實用新型對于不同筘幅、不同結構型式、不同直徑的搖軸，不同載荷大小、不同速度等各種條件，可定量地測定搖軸擺動系統的不平衡，直接得到數據和曲線，對搖軸平衡系統的結構改進和新設計提供依據。
【專利說明】
搖軸擺動系統不平衡測量裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種搖軸擺動系統不平衡測量裝置。
【背景技術】
[0002]搖軸擺動系統由搖軸擺動部件、滾動軸承、曲柄搖桿機構等另部件組成。打瑋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，搖軸擺動系統承受著打瑋機構的全部作用力和力矩。噴氣織機在高速運轉時，搖軸擺動系統盡管擺動角度約25°，然而搖軸產生強烈的扭彎，打瑋機構工作的可靠性和使用壽命與搖軸動平衡及其平衡的結構型式密切相關。噴氣織機的轉速越來越高，載荷越來越重和寬幅織機使用越來越多，搖軸-軸承系統的動態不平衡量按轉速平方遞增，系統的工作環境趨向惡劣。搖軸擺動系統不平衡量究竟是多少，對搖軸擺動系統的設計改進是最基本參數，因此有必要測量搖軸不平衡量。
[0003]在高速運動時連桿打瑋機構動不平衡，動不平衡的質量產生沖擊力和沖擊力矩。與搖軸連成一體的鋼筘是打瑋機構的工作部件，搖軸系統的質量分布完全不平衡。織機轉速越來越高，動不平衡變得嚴重，于是在搖軸安裝鋼筘的相反方向增加平衡塊，以求達到動態平衡，但平衡塊增加了搖軸的質量。因此理想的搖軸結構要求既平衡，又不增加質量。
[0004]高速轉子帶來動不平衡，一般平衡方法指轉子的平衡。現在對象是擺動的搖軸，搖軸擺動部件是一個轉動慣量極不對稱的部件，擺動部件的轉動慣量集中在搖軸中心線的單偵U，搖軸擺動部件的慣性力矩不平衡和周期性變化是搖軸反復扭轉和扭振的成因。因此，需要一種高速擺動軸的平衡方法。
[0005]搖軸擺動系統結構復雜，單純計算不可能得到系統的特性值，最好的方法是測量系統的動態特性。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種搖軸擺動系統不平衡測量裝置，對于不同筘幅、不同結構型式、不同直徑的搖軸，不同載荷大小、不同速度等各種條件，可定量地測定搖軸擺動系統的不平衡，直接得到數據和曲線，對搖軸平衡系統的結構改進和新設計提供依據。
[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]—種搖軸擺動系統不平衡測量裝置，包括測量機底座，所述測量機底座上設置有兩個軸承座及軸承蓋，所述的軸承座上分別連接有搖桿軸，所述的搖桿軸通過搖桿軸法蘭連接于搖軸的一端，所述搖軸上連接有筘座腳，筘座腳上連接有鋼筘，所述一側的搖桿軸依次通過搖桿、牽手、曲柄和離合器與電機相連，所述曲柄連接有一編碼器；
[0009]所述的兩個軸承座側面分別連接有加速度傳感器，所述測量機底座側面連接有另一個加速度傳感器，所述軸承蓋位于軸心上方分別設置有一壓力傳感器和兩個渦流傳感器，所述的兩個渦流傳感器位于軸心斜上方兩側互成90度，所述壓力傳感器位于軸心正上方；
[0010]所述的渦流傳感器分別連接有一前置器，所述壓力傳感器連接有變送器，所述的加速度傳感器分別連接有一載荷放大器，所述的前置器、變送器、載荷放大器和編碼器連接到一信號分析儀。
[0011]進一步的，所述平衡搖軸的一階振型需要三個校正面，第一校正面選在所述搖軸正中間，第二校正面、第三校正面選在所述搖桿軸法蘭上。
[0012]進一步的，所述搖軸正中間連接有帶半圓槽的平衡荷重塊，所述的搖桿軸法蘭一側分別連接有矩形荷重塊。
[0013]優選的，在搖軸平衡作業時，電機轉速取900-1000轉/分。
[0014]進一步的，還包括時序信號產生裝置，測量記錄的時間由編碼器產生時序，電機回轉，通過齒輪副帶動編碼器回轉，回轉角度經編碼器轉換成角度，編碼角度經轉換成數字信號，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曲線的Y坐標，顯示屏顯示隨電機軸回轉角度變化的軸心軌跡或加速度曲線。
[0015]一種搖軸擺動系統的平衡方法，在搖軸上選取一階振型需要的三個校正面，第一校正面選在所述搖軸正中間，第二校正面、第三校正面選在所述搖桿軸法蘭上。
[0016]本實用新型的有益效果是:
[0017]1、本實用新型對于不同筘幅、不同結構型式、不同直徑的搖軸，不同載荷大小、不同速度等各種條件，可定量地測定搖軸擺動系統的不平衡，直接得到數據和曲線，對搖軸平衡系統的結構改進和新設計提供依據。
[0018]2、搖軸的平衡采用撓性擺軸的平衡方法，從頻率比和主要故障可以推出，對搖軸產生影響的是一階振型。平衡一階振型需要三個校正面。第一校正面選用帶半圓槽的平衡荷重塊，安裝在搖軸中間部位。第二、三校正面選用矩形荷重塊，安裝在在搖桿軸法蘭上。
[0019]3、二只壓電式加速度傳感器設置在左右兩軸承座上，測量垂直于鋼筘的水平方向軸承座上的振動。
[0020]4、兩個渦流傳感器探頭互成90度，用于測量軸承外環軸心偏移的軌跡，軸心軌跡用在評價擺動機械的機械狀態。滾珠軸承的軸心軌跡可以評價如不平衡、搖軸彎曲的幅度，同時軸心軌跡表明軸承的偏移位置或軸的徑向位置，指示搖軸的彎曲和軸承的磨損。若搖軸軸心線不對中，軸心線與中心線不在一條直線上，存在搖軸彎曲的方位角，最大方位角出現在曲柄哪個角度，方位角變化曲線說明搖軸運行是否穩定。
[0021]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如后。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。
【附圖說明】
[0022]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:
[0023]圖1為搖軸擺動系統不平衡測量裝置整體結構示意圖；
[0024]圖2為搖軸機構示意圖；
[0025]圖3為平衡荷重塊主視圖；
[0026]圖4為一種平衡荷重塊左視圖；；
[0027]圖5為另一種平衡荷重塊左視圖；
[0028]圖6為矩形荷重塊結構示意圖；
[0029]圖7為圖7右視圖；
[0030]圖8為加速度傳感器連接關系示意圖；
[0031]圖9為軸承蓋結構示意圖；
[0032]圖10為信號分析儀連接關系示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本實用新型。
[0034]搖軸是織機打瑋機構的主要部件，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，擺動角度約25°，在搖軸帶動筘座擺向織口時，鋼筘將瑋紗打入織口，一分鐘打瑋達上千次，在打瑋過程中，搖軸不斷地彎曲和扭轉。打瑋的工作部件是鋼筘，作用在鋼筘上的力通過筘座、筘座腳傳遞到搖軸。噴氣織機在高速運轉時，搖軸擺動系統盡管擺動角度約25°，然而搖軸產生強烈的扭彎，打瑋機構工作的可靠性和使用壽命與搖軸平衡結構型式密切相關。
[0035]高速織機轉速達1000轉/分，搖軸繞軸線擺動，若搖軸質量分布均勻，則搖軸運轉平穩。但與搖軸連成一體的鋼筘是打瑋機構的工作部件，對于跟隨搖軸一起擺動的系統的質量分布完全不平衡，搖軸擺動部件是一個轉動慣量極不對稱的部件，擺動部件的轉動慣量集中在搖軸中心線的單側。噴氣織機轉速越來越高，載荷越來越重和寬幅織機使用得越來越多，不平衡的質量產生動不平衡力，且搖軸-軸承系統的動態不平衡量按轉速平方遞增，系統的工作環境趨向惡劣，動不平衡變得嚴重，定量測量搖軸擺動系統不平衡是一項基礎工作。
[0036]參照圖1、圖2所示，一種搖軸擺動系統不平衡測量裝置，包括測量機底座I，所述測量機底座I上設置有兩個軸承座2及軸承蓋3，所述的軸承座2上分別連接有搖桿軸4，所述的搖桿軸4通過搖桿軸法蘭5連接于搖軸6的兩端，所述搖軸6上連接有筘座腳7，筘座腳7上連接有鋼筘8，所述一側的搖桿軸4依次通過搖桿9、牽手10、曲柄11和離合器13與電機14相連，所述曲柄11通過齒輪副12連接有一編碼器15。電機14先帶動一四連桿機構的曲柄11，曲柄11的轉動經四桿機構轉換成搖桿6的擺動，搖桿9的擺動經搖桿軸4帶著搖軸6的擺動。
[0037]搖軸6是一種應用最多的呈管狀結構的搖軸6，搖軸6直徑120毫米，長度大于2800毫米。搖軸6兩邊支承在滾珠軸承上，搖軸6和兩滾珠軸承承受打瑋動作的沖擊力和力矩。
[0038]管子結構式搖軸聯結著打瑋部件，把瑋紗打入織口的是鋼筘8，打瑋部件包括鋼筘8和安裝鋼筘的筘座腳7、筘座等另件，筘座腳7焊接在搖軸6上，由筘座腳7、筘座與鋼筘8組成的質量偏離搖軸擺動軸線，筘座腳7、筘座與鋼筘8的組合結構形成了搖軸的不平衡結構。
[0039]搖軸擺動系統不平衡測量裝置和平衡方法:
[0040]搖軸擺動系統的不平衡包括兩個部分，搖軸擺動慣性力和曲柄搖桿機構的慣性力。搖軸不平衡結構的主要部分是筘座腳7、筘座與鋼筘8組成的質量，這部分質量遠大于曲柄搖桿機構的質量和慣性力。[0041 ] 搖軸擺動系統的第一階振動頻率約52-56HZ，搖軸的擺動頻率約15-17 HZ，頻率比約0.3。若搖軸動撓曲量很小，可視為剛性轉子，但搖軸在運行中的主要故障是搖軸中部彎曲、甚至中部斷裂和連接電機一側的滾珠軸承多有損壞等，這表明搖軸的動撓曲量已不可忽視。因此搖軸的平衡采用撓性擺軸的平衡方法，從頻率比和主要故障可以推出，對搖軸產生影響的是一階振型。平衡一階振型需要三個校正面。
[0042]參照圖3至圖7所示，所述平衡搖軸6的一階振型需要三個校正面，第一校正面選在所述搖軸6正中間，第二校正面、第三校正面選在所述搖桿軸法蘭5上。第一校正面選用帶半圓槽的平衡荷重塊24，安裝在搖軸6中間部位。第二校正面、第三校正面選用矩形荷重塊25，安裝在搖桿軸法蘭5—側。
[0043]在搖軸平衡作業時，因為不平衡是隨轉速升高而增加的，有必要選取平衡作業的轉速。電機轉速取900-1000轉/分，實際轉速高于1000轉/分，就選1000轉/分;實際轉速低于900轉/分，就選900轉/分。因此在搖軸平衡作業時，電機轉速取900-1000轉/分。
[0044]評定搖軸的不平衡狀態:
[0045]搖軸6的振動烈度。振動烈度與一臺機器的振動烈度與機器的尺寸、剛度、支承條件、運轉速度等有關，在測量機上測量的振動值要與織機機架上測量的振動值比較。測量振動用的是壓電式加速度傳感器16。
[0046]參照圖8、圖9所示，所述的兩個軸承座2側面連接有加速度傳感器16，所述測量機底座I側面連接有加速度傳感器16，所述的兩個軸承蓋3位于軸心上方分別設置有一壓力傳感器18和兩個渦流傳感器19，所述的兩個渦流傳感器19位于軸心斜上方兩側互成90度，所述壓力傳感器18位于軸心正上方。
[0047]測量搖軸軸心軌跡
[0048]渦流傳感器19動態地測量轉軸或擺軸的軸心偏移，傳感器探頭與被測滾珠軸承外環不接觸，探頭能感知探頭與外環間的間隙的變化，高分辨率測出軸承外環與探頭之間的相對位移變化。渦流傳感器廣泛用于擺軸的振動監測。兩個渦流傳感器19探頭互成90°，用于測量軸承外環軸心偏移的軌跡，軸心軌跡用在評價擺動機械的機械狀態。滾珠軸承的軸心軌跡可以評價如不平衡、搖軸6彎曲的幅度，同時軸心軌跡表明軸承的偏移位置或軸的徑向位置，指示搖軸6的彎曲和軸承的磨損。若搖軸軸心線不對中，軸心線與中心線不在一條直線上，存在搖軸彎曲的方位角，最大方位角出現在曲柄哪個角度，方位角變化曲線說明搖軸運彳丁是否穩定。
[0049]探頭安裝在軸承蓋上，以便探察軸承外環的變形。滾動元件在軸承旋轉時，滾動元件與軸承有缺陷的地方相碰撞時，外環會產生微小變形。搖軸軸承受著打瑋機構的全部作用力、力矩，力傳感器安置在軸承蓋的正上方
[0050]參照圖10所示，所述的渦流傳感器19分別連接有一前置器20，所述壓力傳感器18連接有變送器21，所述的加速度傳感器16分別連接有一載荷放大器22，所述的前置器20、變送器21、載荷放大器22和編碼器15連接到一信號分析儀23。
[0051]還包括時序信號產生裝置，測量記錄的時間由編碼器產生時序，電機回轉，通過齒輪副帶動編碼器回轉，回轉角度經編碼器轉換成角度，編碼角度經轉換成數字信號，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曲線的Y坐標，顯示屏顯示隨電機軸回轉角度變化的軸心軌跡或加速度曲線。
[0052]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種搖軸擺動系統不平衡測量裝置，其特征在于:包括測量機底座(I)，所述測量機底座(I)兩側設置有兩個軸承座(2)及軸承蓋(3)，所述的兩個軸承座(2)上分別連接有一搖桿軸(4)，所述的兩個搖桿軸(4)通過搖桿軸法蘭(5)連接于搖軸(6)的一端，所述搖軸(6)上連接有筘座腳(7)，筘座腳(7)上連接有鋼筘(8)，所述一側的搖桿軸(4)依次通過搖桿(9)、牽手(10)、曲柄(11)和離合器(13)與電機(14)相連，所述曲柄(11)連接有一編碼器(15); 所述的兩個軸承座(2)側面分別連接有一加速度傳感器(16)，所述測量機底座(I)側面連接有另一個加速度傳感器(16)，所述的兩個軸承蓋(3)位于軸心上方分別設置有一壓力傳感器(18)和兩個渦流傳感器(19)，所述的兩個渦流傳感器(19)位于軸心斜上方兩側互成90度，所述壓力傳感器(18)位于軸心正上方； 所述的渦流傳感器(19)分別連接有一前置器(20)，所述壓力傳感器(18)連接有變送器(21)，所述的加速度傳感器(16)分別連接有一載荷放大器(22)，所述的前置器(20)、變送器(21)、載荷放大器(22)和編碼器(15)連接到一信號分析儀(23)。2.根據權利要求1所述的搖軸擺動系統不平衡測量裝置，其特征在于:所述平衡搖軸(6)的一階振型需要三個校正面，第一校正面選在所述搖軸(6)正中間，第二校正面、第三校正面選在所述搖桿軸法蘭(5)上。3.根據權利要求2所述的搖軸擺動系統不平衡測量裝置，其特征在于:所述搖軸(6)正中間連接有帶半圓槽的平衡荷重塊(24)，所述的搖桿軸法蘭(5)—側分別連接有矩形荷重塊(25)。4.根據權利要求1所述的搖軸擺動系統不平衡測量裝置，其特征在于:在搖軸平衡作業時，電機轉速取900-1000轉/分。
【文檔編號】G01M1/38GK205483405SQ201521085900
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月24日
【發明人】周玉峰, 祝章琛
【申請人】吳江萬工機電設備有限公司