專利名稱：用于測量織機搖軸扭振扭角的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測量織機搖軸的扭振扭角的裝置。
背景技術(shù)：
打緯機構(gòu)是噴氣織機的主要部件，附圖1給出了打緯機構(gòu)的運動原理，打緯機構(gòu)是一曲柄搖桿機構(gòu)，該曲柄搖桿機構(gòu)由曲柄8、牽手9、搖桿10、搖軸7構(gòu)成，主軸6作360度回轉(zhuǎn)并帶著曲柄8轉(zhuǎn)動，曲柄8通過牽手9帶動搖桿10作擺動，搖桿10再帶動搖軸7擺動。
附圖3是搖軸擺動部件的示意圖，搖軸擺動部件由搖軸7、筘座腳41、筘座42和鋼筘43等部件組成，搖軸是一個長度為2280-4000毫米的部件，一般情況下，搖軸為一根中空的鋼管，在鋼管的兩端分別焊接大直徑圓盤，在搖軸7上方沿筘幅方向焊接多根筘座腳41，在筘座腳41上銑出一條矩形槽，在矩形槽內(nèi)用螺栓固定筘座42，鋼筘43用斜面和螺栓固定在筘座42內(nèi)，在搖軸7帶動筘座42擺向織口時，鋼筘43將緯紗打入織口，搖軸7在織布時繞其軸心線作往復(fù)擺動，擺動的角度a的范圍是±12°≤a≤±16°。
在打緯機構(gòu)運動的過程中，搖軸的擺動次數(shù)可以達到每分鐘一千次，而搖軸本身由于在一側(cè)設(shè)置有筘座腳、筘座以及鋼筘，使得搖軸擺動部件的轉(zhuǎn)動慣量偏離搖軸的軸心線而偏向設(shè)置有筘座腳的一側(cè)，在打緯時，搖軸擺動件承受著把緯紗打入織口的沖擊力，并且由于搖軸擺動部件轉(zhuǎn)動慣量的不均勻性，在打緯機構(gòu)高速運轉(zhuǎn)時，筘座擺動系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊載荷，搖軸在承受載荷時產(chǎn)生彎扭振動，這樣會造成搖軸發(fā)生反復(fù)的扭轉(zhuǎn)和扭振，而搖軸會因為扭振疲勞而產(chǎn)生斷裂，斷裂處的斷口呈現(xiàn)為彎曲疲勞破壞，因為搖軸的兩端設(shè)置有大直徑的滾珠軸承作為支承，所以一般情況下，搖軸斷裂的位置處于搖軸的中央，即發(fā)生彎曲變形最大的地方。
目前噴氣織機的主軸轉(zhuǎn)速越來越高，各個部件的受力按轉(zhuǎn)速的平方遞增，部件的故障率(特別是搖軸發(fā)生斷裂的故障率)成倍增加，但是直至現(xiàn)在，仍然沒有人對搖軸擺動部件的扭轉(zhuǎn)振動做出過研究，對于主軸轉(zhuǎn)速、搖軸擺動部件的轉(zhuǎn)動慣量、搖軸的扭振扭角之間的關(guān)系仍然是空白，這樣，在對噴氣織機的搖軸擺動部件進行監(jiān)控或進行新型噴氣織機的設(shè)計時，缺少實際測量的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是填補上述技術(shù)空白，提供一種測量織機搖軸的扭振扭角的裝置，它可以在噴氣織機工作時實時地監(jiān)控?fù)u軸的扭振扭角，并對結(jié)果進行分析。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)手段是一種用于測量織機搖軸扭振扭角的裝置，該裝置包括用于測量并輸出主軸的角位移信號的主軸信號輸出單元、用于測量并輸出搖軸的角位移信號的搖軸信號輸出單元、用于測量并輸出搖軸中央部位應(yīng)變的搖軸應(yīng)變分析單元、用于分析搖軸的扭轉(zhuǎn)角度和扭振大小的演算器。
所述的主軸信號輸出單元包括由主軸驅(qū)動并與主軸作同步運動的編碼器、用于實現(xiàn)編碼信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換以及將主軸的角位移信號進行輸出的主軸角度輸出板。
所述的搖軸信號輸出單元包括設(shè)置在搖軸兩側(cè)由搖軸驅(qū)動并與搖軸作同步運動的傾角傳感器、用于采集搖軸角位移信號并將信號進行記錄、放大和輸出的搖軸傾角探測板。
所述的搖軸應(yīng)變分析單元包括粘貼在搖軸中部的應(yīng)變橋、用于采集搖軸應(yīng)變信號并將信號進行記錄、放大和輸出的搖軸應(yīng)變探測板；所述的編碼器的輸出端與主軸角度輸出板的輸入端相電連接，所述的主軸角度輸出板的輸出端分別與搖軸傾角探測板、搖軸應(yīng)變探測板和演算器相電連接，所述的傾角探測器的輸出端與搖軸傾角探測板的輸入端相電連接，所述的搖軸傾角探測板的輸出端與演算器相電連接，所述的應(yīng)變橋的電壓輸出端與搖軸應(yīng)變探測板的輸入端相電連接，搖軸應(yīng)變探測板的輸出端分別與演算器和應(yīng)變橋相電連接。
所述的傾角傳感器通過聯(lián)軸器連接在搖軸的端面上本發(fā)明的優(yōu)點是通過在搖軸的兩側(cè)設(shè)置傾角傳感器，可以檢測出搖軸兩側(cè)轉(zhuǎn)動的不同步性，而在搖軸中央設(shè)置的應(yīng)變橋，可以測試出搖軸中部的應(yīng)變，再通過演算器計算，即可從數(shù)量上掌握轉(zhuǎn)速、搖軸轉(zhuǎn)動慣量和搖軸的扭振之間的關(guān)系。本裝置簡單實用，并且適合應(yīng)用于新型噴氣織機的設(shè)計。


附圖1為噴氣織機打緯機構(gòu)的原理圖；附圖2為本發(fā)明的原理框圖；附圖3為搖軸擺動部件的示意圖；
附圖4為傾角傳感器和應(yīng)變橋的安裝位置圖；附圖5為應(yīng)變橋的示意圖；其中1、主軸信號輸出單元；2、搖軸信號輸出單元；3、搖軸應(yīng)變分析單元；4、演算器；5、聯(lián)軸器；6、主軸；7、搖軸；8、曲柄；9、牽手；10、搖桿；11、編碼器；12、主軸角度輸出板；21、傾角傳感器；22、搖軸傾角探測板；31、應(yīng)變橋；32、搖軸應(yīng)變探測板；41、筘座腳；42、筘座；43、鋼筘。
具體實施例方式
見附圖2、3、4所示意一種用于測量織機搖軸扭振扭角的裝置，該裝置包括用于測量并輸出主軸6的角位移信號的主軸信號輸出單元1、用于測量并輸出搖軸的角位移信號的搖軸信號輸出單元2、用于測量并輸出搖軸中央部位應(yīng)變的搖軸應(yīng)變分析單元3、用于分析搖軸7的扭轉(zhuǎn)角度和扭振大小的演算器4。
所述的主軸信號輸出單元1包括由主軸6驅(qū)動并與主軸6作同步運動的編碼器11、用于實現(xiàn)編碼信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換以及將主軸6的角位移信號進行輸出的主軸角度輸出板12；所述的搖軸信號輸出單元2包括設(shè)置在搖軸7的兩端由搖軸7驅(qū)動并與搖軸7作同步運動的傾角傳感器21(見附圖4所示意)、用于采集搖軸7的角位移信號并將信號進行記錄、放大和輸出的搖軸傾角探測板22；所述的搖軸應(yīng)變分析單元3包括粘貼在搖軸中部的應(yīng)變橋31、用于采集搖軸7的應(yīng)變信號并將信號進行記錄、放大和輸出的搖軸應(yīng)變探測板32。
所述的主軸角度輸出板12的輸出端分別與搖軸傾角探測板22、搖軸應(yīng)變探測板32和演算器4相電連接，主軸角度輸出板12包括一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置和一個數(shù)據(jù)輸出裝置，所述的編碼器11的輸出端與主軸角度輸出板12的輸入端相電連接，編碼器11保持與主軸6同步轉(zhuǎn)動，編碼器11輸出主軸6旋轉(zhuǎn)角度的模擬信號，該模擬信號在主軸角度輸出板12內(nèi)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換(模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換)后變?yōu)閿?shù)字信號，主軸6在旋轉(zhuǎn)的過程中每轉(zhuǎn)過1度或者0.5度輸出一個數(shù)字信號，該數(shù)字信號經(jīng)主軸角度輸出板12發(fā)送至演算器4、搖軸傾角探測板22和搖軸應(yīng)變探測板32內(nèi)。
所述的搖軸傾角探測板22也有兩個，分別與兩個傾角傳感器21相電連接；搖軸傾角探測板22包括一個數(shù)據(jù)放大裝置，一個數(shù)據(jù)存儲裝置和一個數(shù)據(jù)輸出裝置，傾角傳感器21與搖軸7之間通過聯(lián)軸器5相連接，所述的傾角傳感器21的輸出端與搖軸傾角探測板22的輸入端相電連接，所述的傾角傳感器21按照主軸6每轉(zhuǎn)過1度或者0.5度測出一個搖軸7的傾角數(shù)值并將信號發(fā)送至搖軸傾角探測板22內(nèi)，這里所述的搖軸7的傾角指的是搖軸7繞其自身的軸心線相對于初始位置轉(zhuǎn)過的角度，主軸每旋轉(zhuǎn)360度，傾角傳感器21測得360個或者720個搖軸傾角信號，該信號在搖軸傾角探測板22內(nèi)經(jīng)放大后發(fā)送至演算器4內(nèi)。
所述的搖軸應(yīng)變探測板32包括一個數(shù)據(jù)放大裝置、一個數(shù)據(jù)存儲裝置和一個數(shù)據(jù)輸出裝置，應(yīng)變橋31設(shè)置在搖軸7的中央部位，因為搖軸7在轉(zhuǎn)動的過程中，其中央部位是發(fā)生應(yīng)變最大的部位，附圖5給出了應(yīng)變橋31的示意圖，應(yīng)變橋31包括兩個并聯(lián)支路，每個支路中包括兩個電阻，取兩個支路中央(所謂支路中央指的是每個支路中兩個電阻之間的部分)的電壓差作為應(yīng)變橋31的輸出信號，搖軸7在擺動的過程中，其中央部位會發(fā)生應(yīng)變，隨著搖軸轉(zhuǎn)速的不同，應(yīng)變的大小也不同，而當(dāng)搖軸7發(fā)生應(yīng)變時，應(yīng)變橋31的電阻也會發(fā)生形變，而電阻的形變大小是與搖軸7的應(yīng)變大小相關(guān)聯(lián)的，電阻發(fā)生形變后會導(dǎo)致電阻的阻值發(fā)生變化，從而使得支路中央的電壓差發(fā)生變化，這樣，通過測量應(yīng)變橋31的輸出電壓值，即可定性地知道搖軸7的應(yīng)變大小。
所述的應(yīng)變橋31的電壓輸出端與搖軸應(yīng)變探測板32的輸入端相電連接，搖軸應(yīng)變探測板32的輸出端分別與演算器4和應(yīng)變橋31相電連接，所述搖軸應(yīng)變探測板32通過主軸角度輸出板12發(fā)來的主軸角度信號控制應(yīng)變橋31按照主軸每轉(zhuǎn)過1度或者0.5度測出一個搖軸的應(yīng)變數(shù)值并將應(yīng)變信號發(fā)回至搖軸應(yīng)變探測板32內(nèi)，搖軸應(yīng)變探測板32再將應(yīng)變信號輸出至演算器4內(nèi)，主軸6每旋轉(zhuǎn)一圈，搖軸應(yīng)變探測板32發(fā)送360個或720個搖軸中部應(yīng)變信號至演算器4內(nèi)。
本發(fā)明實施例在工作時，兩個搖軸傾角探測板22輸出搖軸7兩端的傾角數(shù)值至演算器4內(nèi)，搖軸應(yīng)變探測板32輸出搖軸中部的應(yīng)變信號至演算器4內(nèi)，演算器4對上述數(shù)據(jù)進行處理，通過搖軸7兩端的傾角數(shù)值可以得出搖軸7的扭角，通過分析扭角和搖軸中部應(yīng)變信號，可以得出搖軸的扭振扭角的分析值。
演算器4可以是微電腦，也可以是單片機，演算器4還可以連接有輸出設(shè)備或打印設(shè)備輸出結(jié)果。
上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于測量織機搖軸扭振扭角的裝置，其特征在于該裝置包括用于測量并輸出主軸(6)的角位移信號的主軸信號輸出單元(1)、用于測量并輸出搖軸角位移信號的搖軸信號輸出單元(2)、用于測量并輸出搖軸中央部位應(yīng)變的搖軸應(yīng)變分析單元(3)、用于分析搖軸(7)的扭轉(zhuǎn)角度和扭振大小的演算器(4)，所述的主軸信號輸出單元(1)包括由主軸(6)驅(qū)動并與主軸作同步運動的編碼器(11)、用于實現(xiàn)編碼信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換以及將主軸(6)的角位移信號進行輸出的主軸角度輸出板(12)；所述的搖軸信號輸出單元(2)包括設(shè)置在搖軸(7)的兩側(cè)由搖軸驅(qū)動并與搖軸作同步運動的傾角傳感器(21)、用于采集搖軸(7)的角位移信號并將信號進行記錄、放大和輸出的搖軸傾角探測板(22)；所述的搖軸應(yīng)變分析單元(3)包括粘貼在搖軸中部的應(yīng)變橋(31)、用于采集搖軸(7)的應(yīng)變信號并將信號進行記錄、放大和輸出的搖軸應(yīng)變探測板(32)；所述的編碼器(11)的輸出端與主軸角度輸出板(12)的輸入端相電連接，所述的主軸角度輸出板(12)的輸出端分別與搖軸傾角探測板(22)、搖軸應(yīng)變探測板(32)和演算器(4)相電連接，所述的傾角傳感器(21)的輸出端與搖軸傾角探測板(22)的輸入端相連接，所述的搖軸傾角探測板(22)的輸出端與演算器(4)相電連接，所述的應(yīng)變橋(31)的電壓輸出端與搖軸應(yīng)變探測板(32)的輸入端相電連接，搖軸應(yīng)變探測板(32)的輸出端分別與演算器(4)和應(yīng)變橋(31)相電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用于測量織機搖軸扭振扭角的裝置，其特征在于所述的傾角傳感器(21)通過聯(lián)軸器(5)連接在搖軸(7)的端面上。
全文摘要
一種用于測量織機搖軸扭振扭角的裝置，該裝置包括用于測量并輸出主軸角位移信號的主軸信號輸出單元、用于測量并輸出搖軸的角位移信號的搖軸信號輸出單元、用于測量并輸出搖軸中部應(yīng)變的搖軸應(yīng)變分析單元、用于分析搖軸的扭轉(zhuǎn)角度和扭振大小的演算器，主軸角度輸出單元包括編碼器和主軸角度輸出板；搖軸信號輸出單元包括傾角傳感器和搖軸傾角探測板，搖軸應(yīng)變分析單元包括應(yīng)變橋和搖軸應(yīng)變探測板，在搖軸的兩側(cè)設(shè)置傾角傳感器，可以檢測搖軸兩側(cè)轉(zhuǎn)動的的不同步性，搖軸中央設(shè)置的應(yīng)變橋可以測試出搖軸中部應(yīng)變，再通過演算器計算，即可從數(shù)量上掌握轉(zhuǎn)速、搖軸轉(zhuǎn)動慣量和搖軸的扭振之間的關(guān)系。本裝置簡單實用，并且適合應(yīng)用于新型噴氣織機的設(shè)計。
文檔編號D03D47/30GK101082505SQ200710023899
公開日2007年12月5日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者祝章琛 申請人:江蘇萬工科技集團有限公司