CN100545607C

CN100545607C - 消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置

Info

Publication number: CN100545607C
Application number: CNB2007100220406A
Authority: CN
Inventors: 周平; 祝章琛
Original assignee: Jiangsu Wangong Technology Group Co Ltd
Current assignee: Wujiang Wan Gong mechanical & electronic equipment corporation, Ltd
Priority date: 2007-04-28
Filing date: 2007-04-28
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2027-04-28
Also published as: CN101105421A

Abstract

本发明涉及一种消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置，它包括固定在机架上的综框导轨、沿综框导轨运动的综框、带动综框运动的综框传动机构、设置在综框侧部的且与综框相连接的回综部件，综框传动机构包括中部固定穿插有凸轮轴的凸轮、与凸轮相配合的凸轮滚子、带动凸轮轴转动的驱动机构，综框固定设置在凸轮滚子上，综框上设置有用于测量综框加速度的加速度计；本发明专利的动态模拟振动测量装置，可以研究综框、回综结构与开口稳定性的关系，研究凸轮运动曲线和弹簧的配组等因素与综框振动特性的关系；用本发明专利的综框模拟振动技术，可以不必在织机上检测振动，可以在模拟机上方便地改变结构或参数，从而得到这种改变的结果。

Description

消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置

技术领域

本发明涉及一种消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置。

背景技术

消极式凸轮开口机构是是喷气织机高速运行时故障率最高的部件。分析消极开口机构的组成要素，要素包括弹簧组、弹簧、综框的横梁、综框的侧挡、横梁与侧挡的结合方式、综框重量和综框与吊综绳的连接部位等，这对提高喷气织机的工作效率和精确度都有很大的帮助，目前还没有类同的凸轮开口机构的模拟振动测量。

发明内容

本发明目的是提供一种消极式凸轮开口的动态模拟振动测量装置，利用此模拟装置能够测量综框运行的状态，分析对综框运行有影响的各要素的作用。

本发明可以通过以下技术方案得以实施：一种消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置，它包括固定在机架上的综框导轨、沿所述的综框导轨运动的综框、带动所述的综框运动的综框传动机构、设置在所述的综框侧部的且与所述的综框相连接的回综部件，所述的综框传动机构包括中部固定穿插有凸轮轴的凸轮、与所述的凸轮相配合的凸轮滚子、带动所述的凸轮轴转动的驱动机构，所述的综框固定设置在所述的凸轮滚子上，所述的综框上设置有用于测量所述的综框加速度的加速度计。

所述的振动测量装置还包括测振分析系统，所述的测振分析系统与所述的加速度计的输出端相电连接。

所述的加速度计的输出端电连接有信号放大仪、所述的信号放大仪的信号输出端电连接有模数转换器、所述的模数转换器的输出端与所述的测振分析系统相电连接。

所述的综框导轨的长度方向为X轴方向，垂直于X轴方向的一个方向为Y轴方向，分别垂直于X、Y轴方向的方向为Z轴方向，所述的加速度计具有两个，一个是用于测量所述的综框沿着Y方向的加速度，另一个是用于测量所述的综框沿着Z方向的加速度。

所述的驱动机构包括固定设置在所述的凸轮轴上的齿轮副、带动齿轮副转动的伺服电机。

所述的回综部件包括固定在所述的机架上的第一支架、与所述的的综框相连接的第二支架、两端分别与所述的第一支架和第二支架相连接的多根相互平行的弹簧。

所述的回综部件还包括吊绳、可转动地设置在所述的机架上的滑轮，所述的吊绳绕过所述的滑轮，所述的吊绳的一端与所述的综框相连接，所述的吊绳的另一端与所述的第二支架相连接。

所述的综框的底部固定有综框座，所述的凸轮滚子中部固定设置有滚子轴，所述的滚子轴上固定有夹紧座，所述的综框座固定连接在所述的夹紧座上。

所述的夹紧座上开设有与所述的滚子轴相配的孔，所述的滚子轴固定穿插在所述的孔内。

本发明专利的优点是：

1、本发明专利的开口机构的动态模拟振动测量的配置技术，方便实用，只要按图制造，就可以检测综框的振动状态。

2、采用本发明专利的开口机构的动态模拟振动技术，可以研究综框、回综结构与开口稳定性的关系，研究凸轮运动曲线和弹簧的配组等因素与综框振动特性的关系。

3、用本发明专利的综框模拟振动技术，可以不必在织机上检测振动，可以在模拟机上方便地改变结构或参数，从而得到这种改变的结果。

4、本发明专利适合于现有的喷气织机技术的改造和新机设计。

附图说明

附图1为实际消极式凸轮开口机构的传动原理图；

附图2为本发明的结构示意图；

附图3为本发明的综框座与滚子轴的连接示意图；

附图4为本发明的弹簧的结构图；

附图5为本发明的综框的部分拆分图；

附图6为本发明的综框变形后的示意图；

附图7为本发明的综框中横梁与侧挡的连接图；

附图8为本发明的吊绳连接部位于第一位置的结构示意图；

附图9为本发明的吊绳连接部位于第二位置的结构示意图；

附图10为本发明的吊绳连接部位于第三位置的结构示意图；

其中：1、综框导轨；2、综框座；3、综框；4、综框传动机构；5、回综部件；6、凸轮；7凸轮轴、；8、驱动机构；9、滚子轴；10、夹紧座；11、齿轮副；12、伺服电机；13、孔；14、弹簧；15、第二支架；16、吊绳；17、凸轮滚子；18、加速度计；19、凸轮测振部件；20、信号放大仪；21、测振分析系统；22、横梁；23、滑轮；24、机架；25、第一支架；26、模数转换器27、计算机；28、侧挡；29、侧挡伸出部；30、弹性接合部；31、横梁空腔；32、弹性片；33、吊绳连接部；

1′、第一开口凸轮；2′、第一凸轮滚子；3′、第一开口臂；4′、第一提综钢丝绳；5′、第一导轮；6′、第一综框；7′、第一回综钢丝绳；8′、第一回综臂；9′、第一回综弹簧；

ΦD、弹簧的外径；Φd、弹簧钢丝的直径；L、弹簧的长度；

b、横梁的宽度；c、侧挡的宽度；

L1、第一距离；L2、第一距离；L3、第一距离。

具体实施方式

如图1所示的喷气织机消极式凸轮开口机构的传动原理图，曲轴经齿形带和齿轮传动系统带动第一开口凸轮1′转动，第一开口凸轮1′带动第一凸轮滚子2′和第一开口臂3′作往复摆动，第一开口臂3′的摆动通过综绳夹座牵拉第一提综钢丝绳4′第一提综钢丝绳4′经第一导轮5′转换运动方向，第一提综钢丝绳4′带动第一综框6′在竖直方向上作升降运动，回综部件位于机架的上方，回综部件主要由第一回综钢丝绳7′、第一回综臂8′和第一回综弹簧9′所组成，回综部件分成左右两套，分别位于上机架两侧，每侧的回综弹簧组分别由8～15根第一回综弹簧9′组成，第一回综弹簧9′的作用是用于开口机构的力封闭，防止在运动过程中第一凸轮滚子2′与第一开口凸轮1′的脱离。

如图2所示的消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置，它的模拟消极式凸轮开口机构与图1所示的实际消极式开口机构相似，模拟装置由伺服电机12、齿轮副11、凸轮6、凸轮滚子17、夹紧座10、综框座2、综框3、吊绳16、滑轮23、第一支架15、第二支架25和弹簧14等零部件组成。模拟装置简化了凸轮的驱动部件8，由伺服电机12经一对齿轮副11带动凸轮6转动，原凸轮从动件机构是摆动式从动件，即第一开口臂3′，模拟装置改成直动式从动件。凸轮6的运动方式是停顿-上升-停顿-下降，双停顿形式不变。工作部件是综框3，保持不变。回综部件5变化不大，回综部件5主要由回综弹簧14组成。

它的总结构部件包括固定在机架24的综框导轨1、沿综框导轨1长度方向运动的综框3、带动综框3运动的综框传动机构4、设置在综框3侧部的且与综框3相连接的回综部件5，综框传动机构4包括中心固定穿插有凸轮轴7的凸轮6、与凸轮6相配合的凸轮滚子17、带动凸轮轴7转动的驱动机构8，综框3固定设置在凸轮滚子17上，振动测量装置还包括用于对凸轮6在运动过程中所产生的振动信息进行测量的凸轮测振部件19。

如图3所示，表示工作部件综框3的装夹方式，由图可见，凸轮滚子17的中心固定一根滚子轴9，夹紧座10有左右两个孔13，两个孔13也装在滚子轴9上，并由螺母固定。凸轮滚子17作往复运动，滚子轴9带着夹紧座10作同样的往复运动。

综框3是框架类部件，综框3的主要结构由上下横梁22和左右两根侧挡28构成。横梁22多数用铝合金扁管制成，在上下横梁22两端用两根侧挡28联接，侧挡28用不锈钢或铝材制成。综框3在上下往复运动时带动经纱实现开口动作，承受经纱张力动载荷。

综框3固定在综框座2上，综框座2固定在夹紧座10上，夹紧座10与凸轮滚子17结合成一体。综框3通过凸轮滚子17的移动从而沿着综框导轨1直动，综框3与凸轮滚子17保持同步移动，移动量也相等。

综框3具有高强度和刚性。综框3在承受动载荷的过程中，综框3挠度允差为0.5毫米，且不能扭曲。综框3采用重量轻、强度高的铝合金或碳素纤维做原材料。

回综部件5包括固定在机架24上的第一支架25、与的综框3相连接的第二支架15、两端分别与第一支架25和第二支架15相连接的多根相互平行的弹簧14、一根吊绳16、固定在机架24上的滑轮23，吊绳16绕过滑轮23且一端与综框座2相连接，另一端与第二支架15相连接。

由几十根相互平行的弹簧14通过吊绳16对综框3施加作用力。弹簧14组合成一个拉力，拉力作用在综框3上，以保证在凸轮6回转时，确保凸轮滚子17始终与凸轮6接触。当凸轮6回转时，综框3在综框导轨1内作往复移动。

驱动机构8包括设置在凸轮轴7上的齿轮副11、带动齿轮副11转动的伺服电机12。

凸轮测振部件19包括安装在综框3上用于测量综框3加速度的加速度计18、与加速度计18的输出端电连接的信号放大仪20、与信号放大仪20的信号输出端电连接的模数转换器26、与模数转换器26的输出端电连接的测振分析系统21，与测振分析系统21的输出端电连接的计算机27。

加速度计18安装在综框3上，测量综框3的振动，随凸轮6的转动，加速度计18发出传感信号并通过它的输入端传输给信号放大仪20。如图2所示，综框导轨1的长度方向为X轴方向，垂直于X轴方向的一个方向为Y轴方向，分别垂直于X、Y轴方向的方向为Z轴方向，加速度计18具有两个，一个是用于测量所述的综框3沿着Y方向的加速度，安装在综框3的侧挡28上；另一个是用于测量所述的综框3沿着Z方向的加速度，安装在综框3的横梁22上。

在凸轮6的上升和下降位置上，静态曲线是一条快速变化的曲线，而动态曲线则充满着各种频率的瞬态振动，加速度计18就是要测量出这些瞬态振动。在上升期或下降期，存在加速度的快速变化，存在振动；这种振动一直延伸到停顿期，即在曲线的停顿期，仍出现波动。实测曲线为各种频率的振动所覆盖，残留振动叠加在原来的加速度曲线上。

开口凸轮6从动件系统由回综部件5中的回综弹簧14加载，由于有弹簧14，在动态状态下，综框3的动态位移量将超过凸轮6提供的静态位移量。弹簧14同时吸收振动，在振动被缓冲时，波动就延续到停顿期。

此模拟装置的主要作用是探求结构改进后，从综框状态的动向寻求机构的改进方向。变动消极开口动态模拟装置的结构，变动参数包括弹簧组、弹簧、综框的横梁、综框的侧挡、横梁与侧挡的结合方式、综框重量和综框与吊综绳的连接部位等结构参数。

首先是由弹簧14组成的弹簧组，弹簧组的弹簧14的数量可以增减，多挂几根弹簧，受力大了，少挂几根弹簧，受力较小。在织布时，弹簧组的弹簧14的数量多少不定，与织造正常有关，但没有确定的选择关系。通过综框运动的测量，从综框振动的测量数据才能作出分析，分析结果用在对织造工艺的指导。

弹簧14的状态是受力后伸长，弹簧14的长度介于最大伸长和最小伸长之间，弹簧14的预伸长即最小伸长应该多长，标准预伸长是多长。弹簧组的作用是通过弹簧14的伸长产生一个拉力，拉力作用在综框3上，以保证在凸轮6回转时，确保凸轮滚子17始终与凸轮6接触，不脱开。从图2，弹簧14的预伸长通过滑轮23的移动可调节。滑轮23调节在较低的位置上，则弹簧14的预伸长较长。

如图4所示，弹簧14具有几个主要参数，如弹簧钢丝的材料、弹簧钢丝的直径Φd，弹簧的外径ΦD、弹簧的总圈数和弹簧的长度L。弹簧钢丝的材料关系到弹簧的稳定性和使用寿命。弹簧钢丝的直径Φd，决定了每根弹簧的刚度，决定了弹簧组的刚度。总刚度＝每根弹簧的刚度×弹簧的数量，要保持弹簧组的总刚度不变，可以增加弹簧的根数，减少弹簧钢丝的直径；可以减少弹簧的根数，增加弹簧钢丝的直径。弹簧的总圈数多，弹簧总长度较长，每根弹簧就相对软，具有良好的振动缓冲作用。

如图5所示，综框3是框架类部件，综框3的主要结构由上下横梁22和左右两根侧挡28构成。横梁22多数用铝合金扁管制成，在上下横梁22两端由两根侧挡28联接，侧挡28用不锈钢或铝材制成。综框3在上下往复运动时带动经纱实现开口动作，承受经纱张力动载荷。

综框3具有高强度和刚性。综框3在承受动载荷的过程中，综框3挠度允差较小，且不能扭曲。综框3采用重量轻、强度高的铝合金，铝合金扁管是空心的，由于每页综框3在运动中产生的力与综框3的重量有关，综框3的重量越轻，综框3受力越小。因此采用碳素纤维制作横梁是较理想的。

横梁22的作用是吊综和承受经纱张力，在综框运动时，横梁22还承受着综框3的横向变形，横梁的宽度b越宽，综框3抗横向变形的能力越强。因此，横梁的宽度b的选择范围：110-200毫米。侧挡28的作用是连接上下横梁22，侧挡的宽度c越宽，横梁22连接越结实，综框3的整体性越强，抗振性能好。横梁和侧挡的厚度由织造工艺确定。

当喷气织机转速大于650rpm时，综框的故障特别严重，综框故障形式呈现为横梁和侧挡的变形，或呈现为横梁与侧挡之间散架。如图6所示的综框在高速运动时的变形示意图，因此综框3的框架式结构由刚性联接发展成为柔性联接，综框成为一种弹性框架式结构。

弹性框架式结构允许横梁与侧挡相对变形，柔性联接结构能够吸收运转时作用在结合部的冲击，通过柔软化处理，从而防止综框产生过度的变形。如图7所示的横梁22与侧挡28的柔性连接方式，它表示的是左侧挡28与上横梁22之间安放一弹性垫片32，允许横梁22与侧挡28之间的相对转动，从侧挡28伸出一侧挡伸出部29，伸进横梁内腔31内，侧挡伸出部29与横梁内腔31内的弹性接合部30相结合，这样侧挡28相对横梁22可以上下或左右弯动和扭动。

如图8～10所示的综框座2与吊综绳相连接的吊绳连接部33，综框座2与吊绳16的左右两吊绳连接部33之间的第一距离L1、第二距离L2、第三距离L3，第一距离L1、第二距离L2、第三距离L3长短不同，L1＞L2＞L3，通过试验，可以了解吊绳16吊在综框座2的不同位置时的表现，即得出吊绳16吊在综框3的不同位置时情况。

Claims

1、一种消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置，其特征在于：它包括固定在机架(24)上的综框导轨(1)、沿所述的综框导轨(1)运动的综框(3)、带动所述的综框(3)运动的综框传动机构(4)、设置在所述的综框(3)侧部的且与所述的综框(3)相连接的回综部件(5)，所述的综框传动机构(4)包括中部固定穿插有凸轮轴(7)的凸轮(6)、与所述的凸轮(6)相配合的凸轮滚子(17)、带动所述的凸轮轴(7)转动的驱动机构(8)，所述的综框(3)固定设置在所述的凸轮滚子(17)上，所述的综框(3)上设置有用于测量所述的综框(3)加速度的加速度计(18)。

2、根据权利要求1所述的消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置，其特征在于：所述的振动测量装置还包括测振分析系统(21)，所述的测振分析系统(21)与所述的加速度计(18)的输出端相电连接。

3、根据权利要求2所述的消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置，其特征在于：所述的加速度计(18)的输出端电连接有信号放大仪(20)、所述的信号放大仪(20)的信号输出端电连接有模数转换器(26)、所述的模数转换器(26)的输出端与所述的测振分析系统(21)相电连接。

4、根据权利要求1所述的消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置，其特征在于：所述的综框导轨(1)的长度方向为X轴方向，垂直于X轴方向的一个方向为Y轴方向，同时垂直于X、Y轴方向的方向为Z轴方向，所述的加速度计(18)具有两个，一个是用于测量所述的综框(3)沿着Y方向的加速度，另一个是用于测量所述的综框(3)沿着Z方向的加速度。

5、根据权利要求1所述的消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置，其特征在于：所述的驱动机构(8)包括固定设置在所述的凸轮轴(7)上的齿轮副(11)、带动齿轮副(11)转动的伺服电机(12)。

6、根据权利要求1所述的消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置，其特征在于：所述的回综部件(5)包括固定在所述的机架(24)上的第一支架(25)、与所述的综框(3)相连接的第二支架(15)、两端分别与所述的第一支架(25)和第二支架(15)相连接的多根相互平行的弹簧(14)。

7、根据权利要求6所述的消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置，其特征在于：所述的回综部件(5)还包括吊绳(16)、可转动地设置在所述的机架(24)上的滑轮(23)，所述的吊绳(16)绕过所述的滑轮(23)，所述的吊绳(16)的一端与所述的综框(3)相连接，所述的吊绳(16)的另一端与所述的第二支架(15)相连接。

8、根据权利要求1所述的消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置，其特征在于：所述的综框(3)的底部固定有综框座(2)，所述的凸轮滚子(17)中部固定设置有滚子轴(9)，所述的滚子轴(9)上固定有夹紧座(10)，所述的综框座(2)固定连接在所述的夹紧座(10)上。

9、根据权利要求8所述的消极式凸轮开口机构的动态模拟振动测量装置，其特征在于：所述的夹紧座(10)上开设有与所述的滚子轴(9)相配的孔(13)，所述的滚子轴(9)固定穿插在所述的孔(13)内。