一種針桿在線振動和彎曲測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種挑線機構的針桿檢測裝置，應用在模板縫紉機的測量技術中，具體涉及一種針桿在線振動和彎曲測量裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)縫紉機高速化發(fā)展的趨勢明朗，不斷提速造成縫紉機各機構運動桿件的磨損加劇，帶來縫紉機更多的故障。在縫紉機的刺料機構中，針桿作往復運動，針桿在最低和最高位置都有一段準靜止階段，運動中的針桿橫向振動很大。
[0003]刺料機構安裝在模板縫紉機上軸與針桿之間，是模板縫紉機振動和噪聲的主要來源。刺料機構把上軸的回轉運動轉換成針桿的往復運動，模板縫紉機把刺料機構和挑線機構的曲柄結合成一整體，挑線桿的大幅振動嚴重干擾針桿的運動，加劇針桿的振動。
[0004]針桿作往復運動，在針桿運動的設計上沒有限制針桿的轉動，而是通過滑塊在滑槽的往復運動經(jīng)滑塊銷達到限制針桿轉動的目的，這樣造成滑槽、滑塊銷和針桿的扭曲。且縫紉線穿過機針的針眼，縫紉線張力作用方向與針桿運動方向空間相交，因此針桿運動的特點是存在彎曲振動、扭曲振動，在運動方向和垂直于運動方向都存在振動，這些振動是多余的和有害的。
[0005]四桿刺料機構的針桿振動特別強，尤其是針桿的橫向振動，機針在縫料上刺出的不是一個點，而是一個圓，表明機針在刺料時的軌跡是一不規(guī)則的圓。如今高速工業(yè)機轉速高，刺料機構在使用中最大的問題是振動大，面線張力過大和機針的振動引起針跡歪斜和故障。在針桿運動的橫向產生大幅度振動，因此需要測量針桿的橫向振動和彎曲，測量在上軸回轉到哪個角度出現(xiàn)針桿最大的彎曲、最大的振動，測量數(shù)據(jù)是一項重要的基礎工作。
[0006]可以通過應變片組測量得到針桿的動態(tài)彎曲，通過加速度傳感器測得針桿的振動狀態(tài)，從針桿的變形量和振動量的實測數(shù)據(jù)就能正確了解針桿的受力和變形狀態(tài)，用數(shù)據(jù)判斷刺料工作過程是否正常。

【發(fā)明內容】

[0007]為了滿足上述需求，本發(fā)明旨在提供一種針桿在線振動和彎曲測量裝置，通過測量得到針桿運行中的動態(tài)數(shù)據(jù)，為高速縫紉機的刺料機構設計改進提供根據(jù)，盡可能減少針桿運動中多余的扭曲和彎曲。
[0008]為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn):
一種針桿在線振動和彎曲測量裝置，包括彎曲傳感器、扭曲傳感器、彎扭傳感器、信號采集放大器、第一加速度傳感器、第二加速度傳感器、第一載荷放大器、第二載荷放大器、編碼器、控制板和信號分析儀；所述第一加速度傳感器和所述第二加速度傳感器分別設置在針桿上的第一測量座和第二測量座上，所述彎曲傳感器和所述扭曲傳感器分別設置在所述針桿的圓筒外壁上，所述彎扭傳感器設置在滑槽的外側壁上，所述編碼器設置在縫紉機上軸的齒輪副上； 所述彎曲傳感器、所述扭曲傳感器和所述彎扭傳感器均通過所述信號采集放大器與所述信號分析儀連接；所述第一加速度傳感器、所述第二加速度傳感器分別通過所述第一載荷放大器、所述第二載荷放大器與所述信號分析儀連接；所述編碼器連接所述控制板，所述控制板一路直接與所述信號分析儀連接，另一路經(jīng)所述信號采集放大器與所述信號分析儀連接，所述信號分析儀與一顯示屏連接。
[0009]進一步的，所述彎曲傳感器粘貼所述針桿的圓筒外壁的一側，并位于所述滑塊銷與所述下套筒之間；所述彎曲傳感器由一片第一銅片以及粘貼在所述第一銅片上的四片第一應變片組成，所述四片第一應變片的粘貼方向與所述針桿軸心線平行。
[0010]進一步的，所述扭曲傳感器粘貼所述針桿的圓筒外壁的另一側，并位于所述滑塊銷與所述下套筒之間；所述扭曲傳感器由一片第二銅片以及粘貼在所述第二銅片上的四片第二應變片組成，所述四片第二應變片的粘貼方向與所述針桿軸心線成45°夾角。
[0011]進一步的，所述彎扭傳感器粘貼在所述滑槽的外側壁上，所述彎扭傳感器由一片第三銅片以及粘貼在所述第三銅片上的八片第三應變片組成，其中四片所述第三應變片的粘貼方向與所述滑塊運動方向平行，測量滑槽的彎曲變形，另四片所述第三應變片的粘貼方向與所述滑塊運動方向成45°夾角，測量滑槽的扭曲變形。
[0012]進一步的，所述第一測量座由第一軸套和“一”字型支板組成，所述第一軸套套設在所述針桿的圓筒外壁上，并位于所述滑塊銷與所述下套筒之間；所述“一”字型支板的外側板面與所述針桿軸心線平行，所述“一”字型支板的內側板面與所述第一測量座固定連接，所述第一加速度傳感器吸附在所述“一”字型支板的外側板面上。
[0013]進一步的，所述第二測量座由第二軸套和一橫置的“T”字型支板組成，所述第二軸套套設在所述針桿的圓筒外壁上，并位于所述滑塊銷與所述下套筒之間；所述“T”字型支板的左支板的傳感器安裝面與所述針桿軸心線平行，所述“T”字型支板的右支板與所述針桿軸心線垂直；所述“T”字型支板的左支板與所述第一測量座固定連接，所述第二加速度傳感器吸附在所述“T”字型支板的右支板上。
[0014]進一步的，所述信號采集放大器內包括電橋、變送器、信號辨識器和信號放大器，所述電橋分別為所述彎曲傳感器、所述扭曲傳感器和所述彎扭傳感器供電，所述彎曲傳感器、所述扭曲傳感器和所述彎扭傳感器分別經(jīng)所述變送器與所述信號辨識器連接；所述編碼器和所述控制板組成時序信號控制裝置，所述編碼器經(jīng)所述控制板與所述信號辨識器連接；所述信號辨識器經(jīng)所述信號放大器與所述信號分析儀連接。編碼器產生縫紉機上軸回轉的角度信號，控制板的輸出信號分別進入信號采集放大器和信號分析儀，控制各信號的記錄和顯不時序。
[0015]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明為縫紉機提供了一種測量針桿、滑槽彎扭和振動狀態(tài)的手段和方法，利用橋式應變片原理測量針桿和滑槽的彎扭，從二個方向測量針桿振動狀態(tài)。動載荷帶來的針桿振動和彎曲造成針桿機構另件的變形和損壞，通過測量得到針桿運行中的動態(tài)數(shù)據(jù)，為高速縫紉機的刺料機構設計改進提供根據(jù)，盡可能減少運動中多余的扭曲和彎曲。
[0016]上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，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給出。
【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明的整體結構框圖；
圖2為針桿的結構和安裝示意圖；
圖3為本發(fā)明第一加速度傳感器在針桿上的安裝位置示意圖；
圖4為本發(fā)明第二加速度傳感器在針桿上的安裝位置示意圖；
圖5為本發(fā)明第一測量座的主視圖；
圖6為本發(fā)明第一測量座的俯視圖；
圖7為本發(fā)明第二測量座的主視圖；
圖8為本發(fā)明第二測量座的俯視圖；
圖9為本發(fā)明彎曲傳感器和扭曲傳感器在針桿上的安裝位置示意圖；
圖10為本發(fā)明彎曲傳感器的結構示意圖；
圖11為本發(fā)明扭曲傳感器的結構示意圖；
圖12為本發(fā)明彎扭傳感器在滑槽上的安裝位置的左視圖；
圖13為本發(fā)明彎扭傳感器在滑槽上的安裝位置的仰視圖；
圖14為本發(fā)明彎扭傳感器的結構示意圖；
圖15為本發(fā)明針桿彎扭測量信號的工作框圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發(fā)明。
[0019]參見圖1所示，一種針桿在線振動和彎曲測量裝置，包括彎曲傳感器1、扭曲傳感器2、彎扭傳感器3、信號米集放大器4、第一加速度傳感器5、第二加速度傳感器6、第一載荷放大器8、第二載荷放大器9、編碼器11、控制板12和信號分析儀13 ;所述第一加速度傳感器5和所述第二加速度傳感器6分別設置在針桿15上的第一測量座7和第二測量座10上，所述彎曲傳感器I和所述扭曲傳感器2分別設置在所述針桿15的圓筒外壁上，所述彎扭傳感器3設置在滑槽20的外側壁上，所述編碼器11設置在縫紉機上軸17的齒輪副18上;
所述彎曲傳感器1、所述扭曲傳感器2和所述彎扭傳感器3均通過所述信號采集放大器4與所述信號分析儀13連接；所述第一加速度傳感器5、所述第二加速度傳感器6分別通過所述第一載荷放大器8、所述第二載荷放大器9與所述信號分析儀13連接；所述編碼器11連接所述控制板12，所述控制板12 —路直接與所述信號分析儀13連接，另一路經(jīng)所述信號采集放大器4與所述信號分析儀13連接，所述信號分析儀13與一顯示屏19連接。
[0020]參見圖2所示，針桿15呈圓筒型，圓筒直徑為8毫米，長為185毫米，圓筒中深孔內腔直徑為5.6毫米。在車頭箱頂部24和車頭箱底部25開有直徑為12毫米的孔，上下的孔中分別安裝有上套筒22和下套筒19，針桿15與上套筒22、下套筒19動配合，針桿15在上套筒22和下套筒19中滑動。
[0021]參加圖3、圖4所示，圖3表示第一加速度傳感器5在針桿15上的安裝位置，圖4表示第二加速度傳感器6在針桿15上的安裝位置，這兩個測點均選擇在針桿15上的滑塊銷16與下套筒19之間。刺料機構的運動部件由針桿15和滑塊21共同組成，滑塊21在滑槽20內與針桿15同步上下運動，滑塊21的運動限制了針桿15的轉動。針桿15由連桿23驅動，連桿23經(jīng)滑塊銷16帶動針桿15和滑塊21的上下運動，連桿23、滑塊21和針桿15分處三個平面。這種刺料機構用在高速縫紉機上，增加了各構件運動之間的干擾，造成針桿的強振。
[0022]本發(fā)明測量的第一部分是測量針桿的振動，振動測試信號的特點如下:
1)測量對象是針桿的加速度曲線，是時域曲線；
2)信號是周期信號；
3)使用壓電加速度傳感器，加速度計是最可靠、用途最廣、最精確的振動傳感器，加速度測試信號的精度高，加速度信號所含信息最豐富。
[0023]縫紉機的運行速度在22-90HZ范圍內，針桿橫振動很強，由此機針在布上扎下的針眼不是一個孔，而是一個圓眼，圓眼直徑遠大于機針的直徑，針桿運行環(huán)境很差。
[0024]參見圖4所示，針桿15、連桿23不在同一平面，質量大的針桿15是工作桿件，針桿15高速運動對連桿23產生扭曲力，采用滑塊21沿滑槽20的移動以限制針桿15運動的自由度，但滑塊21的運動慣性遠小于針桿15的運動慣性，且滑槽20定位僅靠兩螺釘，很難保證滑槽20與針桿15的平行度，運動的結果是造成針桿15的劇烈振動。
[0025]針桿在垂直方向上運動，針桿運動的特點在垂直于運動方向上存在強振動，因此測量針桿加速度，需要測量二個方向。用兩個加速度傳感器分別測量針桿運動方向的加速度和針桿的橫向振動