一種織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置及其方法，包括試驗裝置機械部件、工作狀態(tài)模擬部件以及箱體受力、搖軸傳動力矩和主軸回轉(zhuǎn)不勻測量裝置，通過采用四種不同結(jié)構(gòu)或不同支撐方式的搖軸分別構(gòu)建了四種不同型式的搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通過采用不同厚度的橡膠條模擬織機載荷大小，還通過變頻器改變搖軸的轉(zhuǎn)速，分別測量不同情況下的搖軸傳動力矩、箱體受力和主軸回轉(zhuǎn)不勻的情況。本發(fā)明可以定量地研究載荷大小的變化、轉(zhuǎn)速等因素對不同形式、不同支承方式的平衡結(jié)構(gòu)的搖軸傳動力矩、箱體受力和主軸回轉(zhuǎn)不勻所產(chǎn)生的影響，通過測量點上的測量裝置直接得到數(shù)據(jù)和曲線，對搖軸平衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和新設(shè)計提供依據(jù)。
【專利說明】一種織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于噴氣織機領(lǐng)域，涉及一種織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置及其方法，用于測量結(jié)構(gòu)不同的搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的搖軸傳動力矩、主軸回轉(zhuǎn)不勻和箱體受到的沖擊力。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由搖軸擺動部件、滾動軸承、曲柄搖桿機構(gòu)、牽手軸瓦等另部件組成。打緯機構(gòu)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，搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)承受著打緯機構(gòu)的全部作用力和力矩。噴氣織機在高速運轉(zhuǎn)時，搖軸擺動系統(tǒng)盡管擺動角度約25°，然而搖軸產(chǎn)生強烈的扭彎，打緯機構(gòu)工作的可靠性和使用壽命與搖軸平衡結(jié)構(gòu)型式密切相關(guān)。噴氣織機的轉(zhuǎn)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(tǒng)的動態(tài)不平衡量按轉(zhuǎn)速平方遞增，系統(tǒng)的工作環(huán)境趨向惡劣，搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)的設(shè)計改進(jìn)變得非常重要，因此有必要研究各種型式的搖軸平衡結(jié)構(gòu)，測量搖軸回轉(zhuǎn)不勻、受力和力矩是必須要做的基礎(chǔ)工作。
[0004]連桿打緯機構(gòu)在高速運動時不平衡，不平衡的質(zhì)量產(chǎn)生沖擊力和沖擊力矩，與搖軸連成一體的鋼筘是打緯機構(gòu)的工作部件，質(zhì)量分布完全不平衡?？棛C轉(zhuǎn)速越來越高，動不平衡變得嚴(yán)重，于是在搖軸安裝鋼筘的相反方向增加平衡塊，以求達(dá)到動態(tài)平衡，但增加了搖軸的質(zhì)量。搖軸的運動形式是擺動，其扭矩的作用方向和數(shù)值在不斷變換。搖軸擺動部件又是一個轉(zhuǎn)動慣量極不對稱的部件，擺動部件的轉(zhuǎn)動慣量集中在搖軸中心線的上側(cè)，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(fù)扭轉(zhuǎn)和扭振的成因。搖軸擺動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單純計算不可能得到系統(tǒng)的特性，最好的方法是通過測試測量系統(tǒng)的動特性。通過實測曲線，從數(shù)量上掌握轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動慣量的不對稱與動平衡狀態(tài)的關(guān)系。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了滿足上述需求，本發(fā)明旨在提供一種織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置及其方法，定量地研究不同型式不同直徑的搖軸、各種平衡結(jié)構(gòu)的搖軸、載荷大小的變化、不同轉(zhuǎn)動速度等因素對搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的主軸回轉(zhuǎn)不勻、箱體受力和搖軸傳動力矩的影響。
[0006]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置，包括試驗裝置機械部件、工作狀態(tài)模擬部件、箱體受力測量裝置、搖軸傳動力矩測量裝置和主軸回轉(zhuǎn)不勻測量裝置；
所述的試驗裝置機械部件包括左右兩個箱體，左右兩個所述箱體間設(shè)置有一試驗搖軸和主軸，所述試驗搖軸上設(shè)置有筘座腳，所述筘座腳上放置有筘座，所述筘座上放置有鋼筘，所述試驗搖軸兩端分別支承在左右兩個所述箱體箱壁軸承座的滾珠軸承上，所述主軸平行于所述試驗搖軸，所述主軸的兩端支承在左右兩個所述箱體箱壁軸承座的軸承上，所述試驗搖軸兩端分別通過設(shè)置在左右兩個所述箱體內(nèi)部的曲柄搖桿機構(gòu)與所述主軸同側(cè)端連接，所述主軸的右端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；
所述的工作狀態(tài)模擬部件包括若干平衡配置塊和用于模擬經(jīng)緯紗組成的織口的橡膠條，所述平衡配置塊設(shè)置在所述試驗搖軸上，所述橡膠條安置在所述鋼筘正前方，所述橡膠條的兩端固定在左右兩個所述箱體的延伸臂上；
所述的搖軸傳動力矩測量裝置包括扭矩傳感器和扭矩探測板，所述扭矩傳感器設(shè)置在所述試驗搖軸上的主動側(cè)，隨所述試驗搖軸同步擺動；所述的箱體受力測量裝置包括第一壓電式力傳感器、第二壓電式力傳感器和載荷放大器，所述第一壓電式力傳感器粘貼在所述右側(cè)箱體的前側(cè)面上，所述第一壓電式力傳感器的位置對準(zhǔn)并平行于所述試驗搖軸的中心線，且靠近所述右側(cè)箱體的內(nèi)側(cè)面，所述第二壓電式力傳感器粘貼在所述右側(cè)箱體上方凹槽的上平面，所述第二壓電式力傳感器的位置對準(zhǔn)該凹槽上方，且靠近所述右側(cè)箱體的內(nèi)側(cè)面；所述的主軸回轉(zhuǎn)不勻測量裝置包括所述編碼器和脈沖間距分析識別器；
所述扭矩傳感器通過所述扭矩探測板連接到信號分析儀的信號輸入端，所述第一、第二壓電式力傳感器通過所述載荷放大器連接到所述信號分析儀的信號輸入端，所述編碼器通過所述脈沖間距分析識別器連接到所述信號分析儀的信號輸入端，所述信號分析儀的信號輸出端與顯示屏連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述曲柄搖桿機構(gòu)包括搖桿、牽手和曲柄，所述搖桿的輸出端與所述試驗搖軸連接，所述搖桿的輸入端經(jīng)牽手與所述曲柄的輸出端連接，所述曲柄輸入端連接在一曲拐軸上，所述曲拐軸通過連接器與所述主軸連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述筘座與所述筘座腳之間設(shè)置有筘座底板。
[0009]進(jìn)一步的，所述橡膠條厚1.5毫米，高5毫米，所述橡膠條安置在所述鋼筘正前方，沿筘幅分布平行于所述試驗搖軸的軸心線，高度位于筘片筘槽的位置，所述橡膠條安置在距所述筘片筘槽前死心1-5毫米的位置上。
[0010]進(jìn)一步的，所述扭矩傳感器位于扭矩測量儀殼體內(nèi)，所述扭矩測量儀殼體上方設(shè)有一個用于與所述扭矩探測板連接的接線盒，所述扭矩測量儀殼體的兩側(cè)設(shè)有用于設(shè)置在所述試驗搖軸上的聯(lián)接軸。
[0011]進(jìn)一步的，所述試驗搖軸為管狀結(jié)構(gòu)且管徑為Φ120的搖軸，所述試驗搖軸兩端均通過法蘭與搖桿軸連接，所述試驗搖軸兩端分別通過所述搖桿軸與左右的所述曲柄搖桿機構(gòu)連接；所述平衡配置塊為方形質(zhì)量塊，所述方形質(zhì)量塊通過螺栓緊固在所述試驗搖軸擺動軸線的下方。
[0012]進(jìn)一步的，所述試驗搖軸為管狀結(jié)構(gòu)且管徑為Φ120的搖軸，且位于主動側(cè)的所述搖桿軸采用花鍵結(jié)構(gòu)與主動側(cè)的所述曲柄搖桿機構(gòu)的所述搖桿聯(lián)結(jié)，所述花鍵結(jié)構(gòu)用于精確鎖定所述曲柄搖桿機構(gòu)與所述筘座腳的夾角。
[0013]進(jìn)一步的，所述試驗搖軸為實心圓通軸式且軸徑為Φ60-80的搖軸，所述試驗搖軸兩端分別通過連軸器與左右的所述曲柄搖桿機構(gòu)連接；所述平衡配置塊為方形質(zhì)量塊，所述方形質(zhì)量塊套設(shè)在所述試驗搖軸擺動軸線的下方，或所述平衡配置塊為偏心的圓柱質(zhì)量塊，所述圓柱質(zhì)量塊套設(shè)在所述試驗搖軸上，所述圓柱質(zhì)量塊的大部分質(zhì)量集中在所述試驗搖軸擺動軸線的下方。
[0014]進(jìn)一步的，所述試驗搖軸為多支承實心短圓軸式且軸徑為Φ60-80的搖軸，包括若干根Φ60-80實心短軸,每個所述實心短軸均通過軸承設(shè)置在短軸支承座上,所述短軸支承座設(shè)置在機架上，最兩端的所述實心短軸分別通過連軸器與左右的所述曲柄搖桿機構(gòu)連接；所述平衡配置塊為擺動塊，每個所述擺動塊通過短軸托架聯(lián)結(jié)在相鄰的兩個所述實心短軸之間，每個所述擺動塊上設(shè)置有兩個筘座腳，所述筘座腳垂直于所述實心短軸的擺動軸線，所述擺動塊中心線平行于所述實心短軸的擺動軸線，并位于所述實心短軸擺動軸線的下方，所述擺動塊中心線與所述鋼筘的筘面成180°夾角，每個所述擺動塊均沿筘幅排列，每個所述擺動塊的中心線連成一條直線。
[0015]一種織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的方法，包括以下步驟:
步驟I)選擇四種不同結(jié)構(gòu)的試驗搖軸，構(gòu)建四種型式的搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；所述四種不同結(jié)構(gòu)的試驗搖軸分別為管狀結(jié)構(gòu)且管徑為Φ120的搖軸、實心圓通軸式且軸徑為Φ60-80的搖軸、多支承實心圓短軸式且軸徑為Φ60-80的搖軸以及搖桿軸帶有花鍵結(jié)構(gòu)的管狀搖軸，這四種試驗搖軸分別構(gòu)成了四種不同型式的搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；
步驟2)確定搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的測量點，安裝傳感器，并進(jìn)行測量；
(1)在試驗搖軸的主動側(cè)安裝扭矩傳感器，扭矩傳感器用于測量試驗搖軸在工作時的力矩；
(2)在右側(cè)箱體的前側(cè)面和上方的凹槽分別安置第一、第二壓電式力傳感器，用于測量試驗搖軸在工作時對箱體在水平和垂直方向的沖擊力；
(3)在經(jīng)主軸傳動的編碼器上連接一個脈沖間距分析識別器，編碼器輸出一路信號到脈沖間距分析識別器，測量主軸每回轉(zhuǎn)一周中脈沖間距的波動，表征回轉(zhuǎn)不勻；
步驟3)改變橡膠條的厚度，重復(fù)進(jìn)行步驟2的測量；
利用橡膠條的厚度不同改變鋼筘的阻滯力，試驗不同的阻滯力對搖軸傳動力矩、主軸回轉(zhuǎn)不勻和箱體受力的影響；
步驟4)改變變頻器的轉(zhuǎn)速，重復(fù)進(jìn)行步驟2的測試；
利用變頻器改變搖軸的轉(zhuǎn)速，試驗不同轉(zhuǎn)速對對搖軸傳動力矩、主軸回轉(zhuǎn)不勻和箱體受力的影響；
步驟5)編碼器產(chǎn)生測量時序，各測量裝置經(jīng)信號分析儀繪制搖軸扭矩和箱體受力的測量曲線；
織機主軸回轉(zhuǎn)，通過齒輪副帶動編碼器回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)角度經(jīng)所述編碼器轉(zhuǎn)換成模擬信號再經(jīng)信號分析儀轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，提供測量時序，即測量曲線的X坐標(biāo)，另一路信號記錄運動信號，即測量曲線的Y坐標(biāo)，顯示屏顯示出隨主軸回轉(zhuǎn)角度變化的搖軸傳動力矩和箱體受力的測量曲線。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明制作了一種專用的搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗裝置，可以定量地研究載荷大小的變化、轉(zhuǎn)速等因素對不同結(jié)構(gòu)形式、不同支承方式的平衡結(jié)構(gòu)的搖軸傳動力矩、箱體受到的沖擊力以及主軸回轉(zhuǎn)不勻的影響，通過測量點上的測量裝置直接得到數(shù)據(jù)和曲線，對搖軸平衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和新設(shè)計提供依據(jù)。
[0017]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明。本發(fā)明的【具體實施方式】由以下實施例及其附圖詳細(xì)給出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明試驗裝置機械部件的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明工作狀態(tài)模擬部件的安裝位置正視圖；
圖3為本發(fā)明工作狀態(tài)模擬部件的安裝位置左視圖；
圖4為本發(fā)明扭矩傳感器的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明扭矩傳感器和扭矩探測板連接關(guān)系示意圖；
圖6為本發(fā)明第一壓電式力傳感器在右側(cè)箱體上的安裝位置正視圖；
圖7為本發(fā)明第一壓電式力傳感器在右側(cè)箱體上的安裝位置左視圖；
圖8為本發(fā)明第二壓電式力傳感器在右側(cè)箱體上的安裝位置正視圖；
圖9為本發(fā)明第二壓電式力傳感器在右側(cè)箱體上的安裝位置左視圖；
圖10為本發(fā)明測量裝置的連接關(guān)系示意圖；
圖11為平衡較好的搖軸的工作狀態(tài)的扭矩測量曲線；
圖12為管狀結(jié)構(gòu)式搖軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖13為實心圓通軸式搖軸的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖14為實心圓通軸式搖軸的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖15為多支承實心圓短軸式搖軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖16為本發(fā)明右搖桿軸與右搖桿的連接關(guān)系示意圖；
圖17為圖16中A-A處花鍵結(jié)構(gòu)的截面圖；
圖18為本發(fā)明橡膠條的第一種厚度示意圖；
圖19為本發(fā)明橡膠條的第二種厚度示意圖；
圖20為本發(fā)明橡膠條的第三種厚度示意圖。

【具體實施方式】
[0019]下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0020]一種織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置，包括試驗裝置機械部件、工作狀態(tài)模擬部件、箱體受力測量裝置、搖軸傳動力矩測量裝置和主軸回轉(zhuǎn)不勻測量裝置。
[0021]參見圖1、圖3所示，所述的試驗裝置機械部件包括左右兩個箱體1，左右兩個所述箱體1間設(shè)置有一試驗搖軸2和主軸3，所述試驗搖軸2上設(shè)置有筘座腳4，所述筘座腳4上放置有筘座5,所述筘座5與所述筘座腳4之間設(shè)置有筘座底板26,所述筘座5上放置有鋼筘6，所述試驗搖軸2兩端分別支承在左右兩個所述箱體1箱壁軸承座的滾珠軸承7上，所述主軸3平行于所述試驗搖軸2，所述主軸3的兩端支承在左右兩個所述箱體1箱壁軸承座的軸承上，所述試驗搖軸2兩端分別通過設(shè)置在左右兩個所述箱體1內(nèi)部的曲柄搖桿機構(gòu)與所述主軸3同側(cè)端連接，所述主軸3的右端通過一離合器8與一電機9連接，所述電機9連接一變頻器10，所述主軸3還通過一齒輪副11連接一編碼器12。
[0022]所述曲柄搖桿機構(gòu)包括搖桿22、牽手23和曲柄24，所述搖桿22的輸出端與所述試驗搖軸2連接，所述搖桿22的輸入端經(jīng)牽手23與所述曲柄24的輸出端連接，所述曲柄24輸入端連接在一曲拐軸上，所述曲拐軸通過連接器25與所述主軸7連接。所述電機9經(jīng)所述離合器8驅(qū)動所述曲柄搖桿機構(gòu)的所述曲柄24，所述電機9由所述變頻器10控制轉(zhuǎn)速。所述曲柄24的轉(zhuǎn)動經(jīng)四桿機構(gòu)轉(zhuǎn)換成所述搖桿22的擺動，所述搖桿22的擺動帶動所述試驗搖軸2的擺動。
[0023]參見圖2、圖3所示，所述的工作狀態(tài)模擬部件包括若干平衡配置塊和用于模擬經(jīng)緯紗組成的織口的橡膠條13。所述平衡配置塊的作用是平衡筘座腳、筘座和鋼筘的組合質(zhì)量，所述平衡配置塊設(shè)置在所述試驗搖軸2上，且數(shù)量可變。所述橡膠條13厚1.5毫米，高5毫米，所述橡膠條13安置在所述鋼筘6正前方，沿筘幅分布平行于所述試驗搖軸2的軸心線，高度位于筘片筘槽27的位置，所述橡膠條13安置在距所述筘片筘槽27前死心1-5毫米的位置上，所述橡膠條13的兩端固定在左右兩個所述箱體I的延伸臂上。
[0024]所述的搖軸傳動力矩測量裝置包括扭矩傳感器14和扭矩探測板15。參見圖1所示，所述扭矩傳感器14設(shè)置在所述試驗搖軸2上的主動側(cè)，隨所述試驗搖軸2同步擺動。
[0025]參見圖4所示，所述扭矩傳感器14位于扭矩測量儀殼體28內(nèi)，所述扭矩測量儀殼體28上方設(shè)有一個用于連接電源和連接所述扭矩探測板15的接線盒29，所述扭矩測量儀殼體28的兩側(cè)設(shè)有用于設(shè)置在所述試驗搖軸2上的聯(lián)接軸30。
[0026]參見圖5所示，所述扭矩探測板15內(nèi)包括電源模塊31、放大器32、V/F轉(zhuǎn)換器33和調(diào)解器34，所述扭矩傳感器14內(nèi)粘貼有用于感受所述試驗搖軸2扭矩的應(yīng)變橋35，所述電源模塊31通過所述接線盒29為所述應(yīng)變橋35供電，所述應(yīng)變橋35的信號輸出端通過所述接線盒29與所述放大器32的輸入端連接，所述放大器32的輸出端依次通過所述V/F轉(zhuǎn)換器33和所述調(diào)解器34與所述信號分析儀20的信號輸入端連接。
[0027]所述扭矩探測板15具有采樣、分析數(shù)據(jù)并輸出扭矩數(shù)值等功能。試驗搖軸上扭矩變化轉(zhuǎn)化成所述應(yīng)變橋35的電信號輸出，所述應(yīng)變橋35的信號輸出進(jìn)入所述扭矩探測板15，所述扭矩探測板15采集信號，放大信號，信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換、比較和解調(diào)，從所述扭矩探測板15上輸出扭矩數(shù)值至所屬信號分析儀20。
[0028]打緯運動對織機的機架產(chǎn)生很大沖擊，機架由左右箱體和四根橫檔組成。所述的箱體受力測量裝置包括第一壓電式力傳感器16、第二壓電式力傳感器17和載荷放大器18。
[0029]參見圖6、圖7所示，所述第一壓電式力傳感器16用來測量搖軸在工作時對所述箱體I水平方向的沖擊力。所述第一壓電式力傳感器16粘貼在所述右側(cè)箱體I的前側(cè)面上，所述第一壓電式力傳感器16的位置對準(zhǔn)并平行于所述試驗搖軸2的中心線，且靠近所述右側(cè)箱體I的內(nèi)側(cè)面，因為支承所述搖軸2的滾珠軸承7就安置在靠近所述箱體I內(nèi)側(cè)面的軸承座上，軸承座直接緊固在所述右側(cè)的箱體I上。
[0030]參見圖8、圖9所示，所述第二壓電式力傳感器17用來測量搖軸在工作時對所述箱體I垂直方向的沖擊力。所述第二壓電式力傳感器17粘貼在所述右側(cè)箱體I上方凹槽的上平面，所述第二壓電式力傳感器17的位置對準(zhǔn)該凹槽上方，且靠近所述右側(cè)箱體I的內(nèi)側(cè)面，因為支承所述搖軸2的滾珠軸承7就安置在靠近所述箱體I內(nèi)側(cè)面的軸承座上，軸承座直接緊固在所述右側(cè)的箱體I上。
[0031]參見圖10所示，所述的主軸回轉(zhuǎn)不勻測量裝置包括所述編碼器12和脈沖間距分析識別器19。所述編碼器12輸出一路信號到所述脈沖間距分析識別器19，所述編碼器12輸出織機主軸3的實時轉(zhuǎn)動信息，分辨率為1°，就是所述主軸3回轉(zhuǎn)一周，所述編碼器12輸出360個脈沖，由于結(jié)構(gòu)的不平衡，每個脈沖的間距是不相等，結(jié)構(gòu)不平衡量越大，脈沖間距的偏移越大。因此經(jīng)所述脈沖間距分析識別器19識別所述主軸3回轉(zhuǎn)一周中脈沖間距的波動，表征所述主軸3回轉(zhuǎn)不均。
[0032]參見圖10所示，所述扭矩傳感器14通過所述扭矩探測板15連接到信號分析儀20的信號輸入端，所述第一、第二壓電式力傳感器17通過所述載荷放大器18連接到所述信號分析儀20的信號輸入端，所述編碼器12通過所述脈沖間距分析識別器19連接到所述信號分析儀20的信號輸入端，所述信號分析儀20的信號輸出端與顯示屏21連接。
[0033]參見圖10所示，測量記錄的時間由所述編碼器12產(chǎn)生時序，織機主軸3回轉(zhuǎn)，通過所述齒輪副11帶動所述編碼器12回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)角度經(jīng)所述編碼器12轉(zhuǎn)換成模擬信號再經(jīng)信號分析儀轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，提供測量時序，即測量曲線的X坐標(biāo)，另一路信號記錄運動信號即測量曲線的Y坐標(biāo)，所述顯示屏21顯示出隨主軸3回轉(zhuǎn)角度變化的搖軸傳動力矩和箱體受力的測量曲線。
[0034]參見圖11所示，圖11表示平衡較好的搖軸工作狀態(tài)的扭矩測量曲線，由圖可見搖軸的扭矩正向峰值120Nm，反向峰值約130Nm，測量曲線表明扭矩正反方向的平衡。
[0035]無論是管狀結(jié)構(gòu)式搖軸或?qū)嵭膱A軸式搖軸，搖軸上都聯(lián)結(jié)有筘座腳、筘座和鋼筘，由筘座腳、筘座和鋼筘組成的質(zhì)量偏離搖軸擺動軸線，筘座腳、筘座和鋼筘的組合結(jié)構(gòu)形成了搖軸不平衡結(jié)構(gòu)。
[0036]采用以下四種不同結(jié)構(gòu)的試驗搖軸分別構(gòu)建了四種不同型式的搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng):
(1)參見圖12所示，所述試驗搖軸2為管狀結(jié)構(gòu)且管徑為Φ120的搖軸，長度大2800毫米。所述試驗搖軸2兩端均通過法蘭與搖桿軸36連接，所述試驗搖軸2兩端分別通過所述搖桿軸36與左右的所述曲柄搖桿機構(gòu)連接；所述平衡配置塊為方形質(zhì)量塊37，若干塊所述方形質(zhì)量塊37通過螺栓緊固在所述試驗搖軸2擺動軸線的下方，所述方形質(zhì)量塊37平衡了搖軸上方筘座腳、筘座和鋼筘組成的質(zhì)量。
[0037](2)參見圖13所示，所述試驗搖軸2為實心圓通軸式且軸徑為Φ60-80的搖軸，所述試驗搖軸2兩端分別通過連軸器38與左右的所述曲柄搖桿機構(gòu)連接；所述平衡配置塊為方形質(zhì)量塊37，若干塊所述方形質(zhì)量塊37套設(shè)在所述試驗搖軸2擺動軸線的下方，以平衡搖軸上方的不平衡質(zhì)量；參見圖14所示，或所述平衡配置塊為偏心的圓柱質(zhì)量塊39，若干塊所述圓柱質(zhì)量塊39套設(shè)在所述試驗搖軸2上，所述圓柱質(zhì)量塊39的大部分質(zhì)量集中在所述試驗搖軸2擺動軸線的下方。
[0038](3)參見圖15所示，所述試驗搖軸2為多支承實心短圓軸式且軸徑為Φ60-80的搖軸，包括若干根Φ60-80實心短軸40，每個所述實心短軸40均通過軸承設(shè)置在短軸支承座41上，所述短軸支承座41設(shè)置在機架上，最兩端的所述實心短軸40分別通過連軸器38與左右的所述曲柄搖桿機構(gòu)連接；所述平衡配置塊為擺動塊42，每個所述擺動塊42通過短軸托架43聯(lián)結(jié)在相鄰的兩個所述實心短軸40之間，每個所述擺動塊42上設(shè)置有兩個筘座腳4，所述筘座腳4垂直于所述實心短軸40的擺動軸線，所述擺動塊42中心線平行于所述實心短軸40的擺動軸線，并位于所述實心短軸40擺動軸線的下方，所述擺動塊42中心線與所述鋼筘6的筘面成180°夾角，每個所述擺動塊42均沿筘幅排列，每個所述擺動塊42的中心線連成一條直線。
[0039](4)參見圖16、17所示，所述試驗搖軸2為管狀結(jié)構(gòu)且管徑為Φ120的搖軸，所述試驗搖軸2兩端均通過法蘭與搖桿軸36連接，所述試驗搖軸2兩端分別通過所述搖桿軸36與左右的所述曲柄搖桿機構(gòu)連接，且位于主動側(cè)的所述搖桿軸36采用花鍵結(jié)構(gòu)與主動側(cè)的所述曲柄搖桿機構(gòu)的所述搖桿22聯(lián)結(jié)，所述花鍵結(jié)構(gòu)用于精確鎖定所述曲柄搖桿機構(gòu)與所述筘座腳4的夾角，所述平衡配置塊為方形質(zhì)量塊37，所述方形質(zhì)量塊37通過螺絲緊固在所述試驗搖軸2擺動軸線的下方。使用花鍵可承受較大的力和扭力矩，達(dá)到精確定位，使用花鍵側(cè)面定位，保證鋼筘與搖桿之間的夾角的正確角度。搖桿軸是擺動軸，受力過大時若用平鍵易產(chǎn)生滾鍵現(xiàn)象，特別是擺動軸在正反轉(zhuǎn)受力的狀態(tài)下。
[0040]一種織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的方法，包括以下步驟:
步驟I)選擇四種不同結(jié)構(gòu)的試驗搖軸，構(gòu)建四種型式的搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；參見圖12、13、14、15、16、17所示，所述四種不同結(jié)構(gòu)的試驗搖軸分別為管狀結(jié)構(gòu)且管徑為Φ120的搖軸、實心圓通軸式且軸徑為Φ60-80的搖軸、多支承實心圓短軸式且軸徑為Φ60-80的搖軸以及搖桿軸帶有花鍵結(jié)構(gòu)的管狀搖軸，這四種試驗搖軸分別構(gòu)成了四種不同型式的搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；
步驟2)確定搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的測量點，安裝傳感器，并進(jìn)行測量；
(1)參見圖1所示，在試驗搖軸的主動側(cè)安裝扭矩傳感器，扭矩傳感器用于測量試驗搖軸在工作時的力矩；
(2)參見圖6、7所示，在右側(cè)箱體的前側(cè)面和上方的凹槽分別安置第一、第二壓電式力傳感器，用于測量試驗搖軸在工作時對箱體在水平和垂直方向的沖擊力；
(3)參見圖8、9所示，在經(jīng)主軸傳動的編碼器上連接一個脈沖間距分析識別器，編碼器輸出一路信號到脈沖間距分析識別器，測量主軸每回轉(zhuǎn)一周中脈沖間距的波動，表征回轉(zhuǎn)不勻；
步驟3)改變橡膠條的厚度，重復(fù)進(jìn)行步驟2的測量；
參見圖18、19、20所示，利用橡膠條的厚度不同改變鋼筘的阻滯力，試驗不同的阻滯力對搖軸傳動力矩、主軸回轉(zhuǎn)不勻和箱體受力的影響；
步驟4)改變變頻器的轉(zhuǎn)速，重復(fù)進(jìn)行步驟2的測試；
利用變頻器改變搖軸的轉(zhuǎn)速，試驗不同轉(zhuǎn)速對對搖軸傳動力矩、主軸回轉(zhuǎn)不勻和箱體受力的影響；
步驟5)編碼器產(chǎn)生測量時序，各測量裝置經(jīng)信號分析儀繪制搖軸扭矩和箱體受力的測量曲線；
參見圖10所示，織機主軸回轉(zhuǎn)，通過齒輪副帶動編碼器回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)角度經(jīng)所述編碼器轉(zhuǎn)換成模擬信號再經(jīng)信號分析儀轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，提供測量時序，即測量曲線的X坐標(biāo)，另一路信號記錄運動信號，即測量曲線的Y坐標(biāo)，顯示屏顯示出隨主軸回轉(zhuǎn)角度變化的搖軸傳動力矩和箱體受力的測量曲線。
[0041]上述實施例只是為了說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡是根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的實質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置，其特征在于:包括試驗裝置機械部件、工作狀態(tài)模擬部件、箱體受力測量裝置、搖軸傳動力矩測量裝置和主軸回轉(zhuǎn)不勻測量裝置； 所述的試驗裝置機械部件包括左右兩個箱體(I)，左右兩個所述箱體(I)間設(shè)置有一試驗搖軸(2 )和主軸(3 )，所述試驗搖軸(2 )上設(shè)置有筘座腳(4)，所述筘座腳(4)上放置有筘座(5 )，所述筘座(5 )上放置有鋼筘(6 )，所述試驗搖軸(2 )兩端分別支承在左右兩個所述箱體(I)箱壁軸承座的滾珠軸承(7)上，所述主軸(3)平行于所述試驗搖軸(2)，所述主軸(3 )的兩端支承在左右兩個所述箱體(I)箱壁軸承座的軸承上，所述試驗搖軸(2 )兩端分別通過設(shè)置在左右兩個所述箱體(I)內(nèi)部的曲柄搖桿機構(gòu)與所述主軸(3)同側(cè)端連接，所述主軸(3 )的右端通過一離合器(8 )與一電機(9 )連接，所述電機(9 )連接一變頻器(10 )，所述主軸(3 )還通過一齒輪副(11)連接一編碼器(12 ); 所述的工作狀態(tài)模擬部件包括若干平衡配置塊和用于模擬經(jīng)緯紗組成的織口的橡膠條(13 )，所述平衡配置塊設(shè)置在所述試驗搖軸(2 )上，所述橡膠條(13 )安置在所述鋼筘(6 )正前方，所述橡膠條(13)的兩端固定在左右兩個所述箱體(I)的延伸臂上； 所述的搖軸傳動力矩測量裝置包括扭矩傳感器(14)和扭矩探測板(15)，所述扭矩傳感器(14)設(shè)置在所述試驗搖軸(2)上的主動側(cè)，隨所述試驗搖軸(2)同步擺動；所述的箱體受力測量裝置包括第一壓電式力傳感器(16)、第二壓電式力傳感器(17)和載荷放大器(18)，所述第一壓電式力傳感器(16)粘貼在所述右側(cè)箱體(I)的前側(cè)面上，所述第一壓電式力傳感器(16)的位置對準(zhǔn)并平行于所述試驗搖軸(2)的中心線，且靠近所述右側(cè)箱體(I)的內(nèi)側(cè)面，所述第二壓電式力傳感器(17)粘貼在所述右側(cè)箱體(I)上方凹槽的上平面，所述第二壓電式力傳感器(17)的位置對準(zhǔn)該凹槽上方，且靠近所述右側(cè)箱體(I)的內(nèi)側(cè)面；所述的主軸回轉(zhuǎn)不勻測量裝置包括所述編碼器(12)和脈沖間距分析識別器(19)； 所述扭矩傳感器(14)通過所述扭矩探測板(15)連接到信號分析儀(20)的信號輸入端，所述第一、第二壓電式力傳感器(17)通過所述載荷放大器(18)連接到所述信號分析儀(20)的信號輸入端，所述編碼器(12)通過所述脈沖間距分析識別器(19)連接到所述信號分析儀(20)的信號輸入端，所述信號分析儀(20)的信號輸出端與顯示屏(21)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置，其特征在于:所述曲柄搖桿機構(gòu)包括搖桿(22)、牽手(23)和曲柄(24)，所述搖桿(22)的輸出端與所述試驗搖軸(2)連接，所述搖桿(22)的輸入端經(jīng)牽手(23)與所述曲柄(24)的輸出端連接，所述曲柄(24)輸入端連接在一曲拐軸上，所述曲拐軸通過連接器(25 )與所述主軸(7 )連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置，其特征在于:所述筘座(5)與所述筘座腳(4)之間設(shè)置有筘座底板(26)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置，其特征在于:所述橡膠條(13)厚1.5毫米，高5毫米，所述橡膠條(13)安置在所述鋼筘(6)正前方，沿筘幅分布平行于所述試驗搖軸(2)的軸心線，高度位于筘片筘槽(27)的位置，所述橡膠條(13)安置在距所述筘片筘槽(27)前死心1-5毫米的位置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置，其特征在于:所述扭矩傳感器(14)位于扭矩測量儀殼體(28)內(nèi)，所述扭矩測量儀殼體(28)上方設(shè)有一個用于連接電源和連接所述扭矩探測板(15)的接線盒(29)，所述扭矩測量儀殼體(28)的兩側(cè)設(shè)有用于設(shè)置在所述試驗搖軸(2)上的聯(lián)接軸(30);所述扭矩探測板(15)內(nèi)包括電源模塊(31)、放大器(32)、V/F轉(zhuǎn)換器(33)和調(diào)解器(34)，所述扭矩傳感器(14)內(nèi)粘貼有用于感受所述試驗搖軸(2)扭矩的應(yīng)變橋(35)，所述電源模塊(31)通過所述接線盒(29)為所述應(yīng)變橋(35)供電，所述應(yīng)變橋(35)的信號輸出端通過所述接線盒(29)與所述放大器(32)的輸入端連接，所述放大器(32)的輸出端依次通過所述V/F轉(zhuǎn)換器(33)和所述調(diào)解器(34)與所述信號分析儀(20)的信號輸入端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置，其特征在于:所述試驗搖軸(2)為管狀結(jié)構(gòu)且管徑為Φ120的搖軸，所述試驗搖軸(2)兩端均通過法蘭與搖桿軸(36)連接，所述試驗搖軸(2)兩端分別通過所述搖桿軸(36)與左右的所述曲柄搖桿機構(gòu)連接；所述平衡配置塊為方形質(zhì)量塊(37)，所述方形質(zhì)量塊(37)通過螺栓緊固在所述試驗搖軸(2)擺動軸線的下方。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置，其特征在于:所述試驗搖軸(2)為實心圓通軸式且軸徑為Φ60-80的搖軸，所述試驗搖軸(2)兩端分別通過連軸器(38)與左右的所述曲柄搖桿機構(gòu)連接；所述平衡配置塊為方形質(zhì)量塊(37)，所述方形質(zhì)量塊(37)套設(shè)在所述試驗搖軸(2)擺動軸線的下方，或所述平衡配置塊為偏心的圓柱質(zhì)量塊(39)，所述圓柱質(zhì)量塊(39)套設(shè)在所述試驗搖軸(2)上，所述圓柱質(zhì)量塊(39)的大部分質(zhì)量集中在所述試驗搖軸(2)擺動軸線的下方。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置，其特征在于:所述試驗搖軸(2)為多支承實心短圓軸式且軸徑為Φ60-80的搖軸，包括若干根Φ60-80實心短軸(40)，每個所述實心短軸(40)均通過軸承設(shè)置在短軸支承座(41)上，所述短軸支承座(41)設(shè)置在機架上，最兩端的所述實心短軸(40)分別通過連軸器(38)與左右的所述曲柄搖桿機構(gòu)連接；所述平衡配置塊為擺動塊(42)，每個所述擺動塊(42)通過短軸托架(43)聯(lián)結(jié)在相鄰的兩個所述實心短軸(40)之間，每個所述擺動塊(42)上設(shè)置有兩個筘座腳(4)，所述筘座腳(4)垂直于所述實心短軸(40)的擺動軸線，所述擺動塊(42)中心線平行于所述實心短軸(40)的擺動軸線，并位于所述實心短軸(40)擺動軸線的下方，所述擺動塊(42)中心線與所述鋼筘(6)的筘面成180°夾角，每個所述擺動塊(42)均沿筘幅排列，每個所述擺動塊(42)的中心線連成一條直線。
9.根據(jù)權(quán)利要求6中任一項所述的織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的裝置，其特征在于:位于主動側(cè)的所述搖桿軸(36)采用花鍵結(jié)構(gòu)與主動側(cè)的所述曲柄搖桿機構(gòu)所述搖桿(22)聯(lián)結(jié)，所述花鍵結(jié)構(gòu)用于精確鎖定所述曲柄搖桿機構(gòu)與所述筘座腳(4)的夾角。
10.一種織機搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I)選擇四種不同結(jié)構(gòu)的試驗搖軸，構(gòu)建四種型式的搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)； 所述四種不同結(jié)構(gòu)的試驗搖軸分別為管狀結(jié)構(gòu)且管徑為Φ120的搖軸、實心圓通軸式且軸徑為Φ 60-80的搖軸、多支承實心圓短軸式且軸徑為Φ 60-80的搖軸以及搖桿軸帶有花鍵結(jié)構(gòu)的管狀搖軸，這四種試驗搖軸分別構(gòu)成了四種不同型式的搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)； 步驟2)確定搖軸軸承平衡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受力試驗的測量點，安裝傳感器，并進(jìn)行測量； (I)在試驗搖軸的主動側(cè)安裝扭矩傳感器，扭矩傳感器用于測量試驗搖軸在工作時的力矩； (2)在右側(cè)箱體的前側(cè)面和上方的凹槽分別安置第一、第二壓電式力傳感器，用于測量試驗搖軸在工作時對箱體在水平和垂直方向的沖擊力； (3)在經(jīng)主軸傳動的編碼器上連接一個脈沖間距分析識別器，編碼器輸出一路信號到脈沖間距分析識別器，測量主軸每回轉(zhuǎn)一周中脈沖間距的波動，表征回轉(zhuǎn)不勻； 步驟3)改變橡膠條的厚度，重復(fù)進(jìn)行步驟2的測量； 利用橡膠條的厚度不同改變鋼筘的阻滯力，試驗不同的阻滯力對搖軸傳動力矩、主軸回轉(zhuǎn)不勻和箱體受力的影響； 步驟4)改變變頻器的轉(zhuǎn)速，重復(fù)進(jìn)行步驟2的測試； 利用變頻器改變搖軸的轉(zhuǎn)速，試驗不同轉(zhuǎn)速對對搖軸傳動力矩、主軸回轉(zhuǎn)不勻和箱體受力的影響； 步驟5)編碼器產(chǎn)生測量時序，各測量裝置經(jīng)信號分析儀繪制搖軸扭矩和箱體受力的測量曲線； 織機主軸回轉(zhuǎn)，通過齒輪副帶動編碼器回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)角度經(jīng)所述編碼器轉(zhuǎn)換成模擬信號再經(jīng)信號分析儀轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，提供測量時序，即測量曲線的X坐標(biāo)，另一路信號記錄運動信號，即測量曲線的Y坐標(biāo)，顯示屏顯示出隨主軸回轉(zhuǎn)角度變化的搖軸扭矩和箱體受力的測量曲線。
【文檔編號】G01M13/00GK104390775SQ201410756011
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】周玉峰, 祝章琛 申請人:吳江萬工機電設(shè)備有限公司