CN103364160A - 一种综框机械阻抗的测量装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种综框机械阻抗的测量装置及其方法，包括测试综框、综框加速度阻抗测量装置和综框位移阻抗测量装置；其步骤为，在测试综框上确定机械阻抗测量点的位置，将加速度传感器和位移传感器设机械阻抗测量点横梁断面的另一侧，信号发生器产生伪随机信号使力锤击打机械阻抗测量点，引起测试综框振动，振动传递到加速度传感器、位移传感器和力传感器后分别产生响应信号和施力信号；经过载荷放大器和电荷放大器输入到信号分析仪，经FFT分析显示出加速度阻抗曲线和位移阻抗曲线；本发明通过测定吸振器质量、阻尼与机械阻抗的关系，从而确定安装在综框衡量内腔壁上的阻尼吸振器的设计参数，进而改善综框的动刚度，防止综框的横振。

Description

一种综框机械阻抗的测量装置及其方法

技术领域

本发明属于喷气织机领域，具体涉及一种综框机械阻抗的测量装置及其方法，应用在开口机构的综框动态参数测量技术中。

 

背景技术

开口系统是织机故障率最高的部件，综框出现各种的动力学性能问题，究其原因，综框的振动与运转频率有关，综框运行在共振区域，综框的刚度和阻尼特性变得很糟，动刚度变小意味着只要一点点力，综框就产生幅值很大位移，振荡剧烈。随着织机速度的提高，织机运转频率与综框前几阶模态频率重叠，综框作往复运动，横梁在最低和最高位置都有一段静止阶段，在升程或降程结束后综框横梁剧烈振动。

高速运转的机械部件必须重量轻，动载荷大小正比于部件重量，综框必须采用轻质材料，但在振动时重量轻的部件振幅大，因此减振是综框设计的大事。综框重量的主体是横梁，综框是扁形框架类另件，在综框的扁薄方向强振动，横梁变得柔顺，对于质量轻的横梁，小载荷产生大变形，变形不在综框的运动方向。

综框轻又不让振起来，改善综框的动刚度，防止综框的横振，运用阻尼吸振器，努力控制综框的最初几价模态，控制与织机运转频率重叠的几价振动。横梁是中空的铝合金型材，内腔壁变薄，在内腔壁设置吸振器。在最初几价模态的最大弯曲位置上安装吸振器，就要求确定吸振器的设计参数，确定综框内腔的壁厚。阻尼吸振器的作用是减少共振时的振幅，当综框运行在偏离共振转速较远时，制振效果就差，这正适合综框的需要。用机械阻抗测量方法可以测量所需要的机械参数，并测得使用阻尼吸振器的效果。

横梁是系统的薄弱环节，解决的办法是增加横梁的柔度，相对柔顺的横梁易产生振动，又不让综框振起来。因此必须知道系统的动态参数，通过测试测量综框的动特性参数，测量在控制综框振动后的动特性。

 

发明内容

为了解决上述技术问题，测量开口系统的动态参数，本发明旨在提供了一种综框机械阻抗的测量装置及其方法，通过用力锤定点激励综框，用位移传感器和加速度传感器测量综框的位移阻抗和加速度阻抗，并且在综框响应点粘贴质量块和阻尼层，测定吸振器质量、阻尼与机械阻抗的关系。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种综框机械阻抗的测量装置，包括一用两根橡胶绳悬挂的测试综框以及综框加速度阻抗测量装置和综框位移阻抗测量装置；

所述测试综框的上下横梁上分别对应地分布有5个机械阻抗测量点，其分别分布在所述上下横梁的中点、距中点左右各四分之一横梁长度的两点以及距横梁两端五分之一横梁长度的两点；

所述综框加速度阻抗测量装置包括一用于敲击所述机械阻抗测量点的力锤、设置在所述力锤上力传感器以及载荷放大器、加速度传感器、电荷放大器和信号分析仪；所述加速度传感器与所述机械阻抗测量点一一对应，所述加速度传感器设置在所述机械阻抗测量点横梁断面的另一侧，所述力传感器和所述加速度传感器分别通过所述电荷放大器和所述载荷放大器与所述信号分析仪连接，所述信号分析仪与一显示屏相连接，所述信号分析仪中的信号发生器与所述力传感器相联；

所述综框位移阻抗测量装置包括一用于敲击所述机械阻抗测量点的所述力锤、设置在所述力锤上所述力传感器以及变送器、位移传感器、所述电荷放大器和所述信号分析仪；所述位移传感器与所述机械阻抗测量点一一对应，所述位移传感器设置在所述机械阻抗测量点横梁断面的另一侧，所述力传感器和所述位移传感器分别通过所述电荷放大器和所述变送器与所述信号分析仪连接，所述信号分析仪与所述显示屏相连接，所述信号分析仪中的所述信号发生器与所述力传感器相联。

进一步的，所述机械阻抗测量点上粘有质量块。

进一步的，所述机械阻抗测量点与所述质量块之间粘有一阻尼层。

进一步的，所述质量块两侧各粘有一所述阻尼层。

一种综框机械阻抗的测量方法，包括以下步骤：

步骤1）在测试综框的上下横梁上确定10个机械阻抗测量点的位置，其分别对应分布在所述上下横梁的中点、距中点左右各四分之一横梁长度的两点以及距横梁两端五分之一横梁长度的两点；

步骤2）测量综框加速度阻抗，其具体步骤如下：

（1）将所述加速度传感器设置在每个所述机械阻抗测量点横梁断面的另一侧；

（2）所述信号分析仪中的所述信号发生器产生伪随机信号输入到所述力锤，所述力锤按该伪随机信号击打所述机械阻抗测量点，引起所述测试综框振动；

（3）所述测试综框的振动传递到所述加速度传感器和所述力传感器，使得所述加速度传感器产生响应信号，所述力传感器产生施力信号；

（4）所述响应信号和所述施力信号分别经过所述载荷放大器和所述电荷放大器输入到所述信号分析仪；

（5）所述信号分析仪经FFT分析，在所述显示屏上显示出加速度阻抗曲线，由曲线可读出所述测试综框在所述机械阻抗测量点的加速度阻抗；

步骤3）测定吸振器质量、阻尼与加速度阻抗的关系，其具体步骤如下：

（1）在所述机械阻抗测量点上粘贴所述质量块，使用综框加速度阻抗测量方法，击打所述质量块，测出增加所述质量块以后的加速度阻抗，并通过变动所述质量块的大小，得到所述质量块与加速度阻抗的关系；

（2）在所述质量块与所述机械阻抗测量点上增设阻尼层，使用综框加速度阻抗测量方法，击打所述质量块，测出增加了所述阻尼层以后的加速度阻抗，并通过变动所述阻尼层的厚薄大小，可以得到阻尼与加速度阻抗的关系；

（3）所述质量块的两侧面各设有一个所述阻尼层，使用综框加速度阻抗测量方法，击打所述质量块，测出增加了两个所述阻尼层以后的加速度阻抗，并通过变动所述阻尼层的厚薄大小，可以得到阻尼与加速度阻抗的关系；

步骤4）测量综框位移阻抗，其具体步骤如下：

（1）将所述位移传感器设置在每个所述机械阻抗测量点横梁断面的另一侧；

（2）所述信号分析仪中的所述信号发生器产生伪随机信号输入到所述力锤，所述力锤按该伪随机信号击打所述机械阻抗测量点，引起所述测试综框振动；

（3）所述测试综框的振动传递到所述位移传感器和所述力传感器，使得所述加速度传感器产生响应信号，所述力传感器产生施力信号；

（4）所述响应信号和所述施力信号分别经所述变送器和所述电荷放大器输入到所述信号分析仪；

（5）所述信号分析仪经FFT分析，在所述显示屏上显示出位移阻抗曲线，由曲线可读出所述测试综框在所述机械阻抗测量点的位移阻抗；

步骤5）测定吸振器质量、阻尼与位移阻抗的关系，其具体步骤如下：

（1）在所述机械阻抗测量点上粘贴所述质量块，使用综框位移阻抗测量方法，击打所述质量块，测出增加所述质量块以后的加速度阻抗，并通过变动所述质量块的大小，得到所述质量块与位移阻抗的关系；

（2）在所述质量块与所述机械阻抗测量点之间增设阻尼层，使用综框位移阻抗测量方法，击打所述质量块，测出增加了所述阻尼层以后的位移阻抗，并通过变动所述阻尼层的厚薄大小，可以得到阻尼与位移阻抗的关系；

（3）所述质量块的两侧面各设有一个所述阻尼层，使用综框位移阻抗测量方法，击打所述质量块，测出增加了两个所述阻尼层以后的位移阻抗，并通过变动所述阻尼层的厚薄大小，可以得到阻尼与位移阻抗的关系。

本发明的有益效果是：

本发明通过用力锤定点激励综框，用位移传感器和加速度传感器测量综框的位移阻抗和加速度阻抗，并且在综框响应点粘贴质量块和阻尼层，测定吸振器质量、阻尼与机械阻抗的关系。从而确定安装在综框衡量内腔壁上的阻尼吸振器的设计参数，进而增加横梁的柔度，改善综框的动刚度，防止综框的横振。

 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明机械阻抗测量点在测试综框上的位置示意图；

图2是本发明综框加速度阻抗测量装置的框架示意图；

图3是本发明综框位移阻抗测量装置的框架示意图；

图4a是本发明综框加速度阻抗测量方法的第一种实施例的示意图；

图4b是本发明综框加速度阻抗测量方法的第二种实施例的示意图；

图4c是本发明综框加速度阻抗测量方法的第三种实施例的示意图；

图5a是本发明综框位移阻抗测量方法的第一种实施例的示意图；

图5b是本发明综框位移阻抗测量方法的第二种实施例的示意图；

图5c是本发明综框位移阻抗测量方法的第三种实施例的示意图。

 

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

一种综框机械阻抗的测量装置，包括一用两根橡胶绳悬挂的测试综框1以及综框加速度阻抗测量装置和综框位移阻抗测量装置；

参见图1所示，所述测试综框1的上下横梁上分别对应地分布有5个机械阻抗测量点2，其分别分布在所述上下横梁的中点、距中点左右各四分之一横梁长度的两点以及距横梁两端五分之一横梁长度的两点；

参见图2所示，所述综框加速度阻抗测量装置包括一用于敲击所述机械阻抗测量点2的力锤3、设置在所述力锤3上力传感器4以及载荷放大器5、加速度传感器6、电荷放大器7和信号分析仪8；所述加速度传感器6与所述机械阻抗测量点2一一对应，所述加速度传感器6设置在所述机械阻抗测量点2横梁断面的另一侧，所述力传感器4和所述加速度传感器6分别通过所述电荷放大器7和所述载荷放大器5与所述信号分析仪8连接，所述信号分析仪8与一显示屏9相连接，所述信号分析仪8中的信号发生器10与所述力传感器4相联；

参见图3所示，所述综框位移阻抗测量装置包括一用于敲击所述机械阻抗测量点2的所述力锤3、设置在所述力锤3上所述力传感器4以及变送器12、位移传感器11、所述电荷放大器7和所述信号分析仪8；所述位移传感器11与所述机械阻抗测量点2一一对应，所述位移传感器11设置在所述机械阻抗测量点2横梁断面的另一侧，所述力传感器4和所述位移传感器11分别通过所述电荷放大器7和所述变送器12与所述信号分析仪8连接，所述信号分析仪8与所述显示屏9相连接，所述信号分析仪8中的所述信号发生器10与所述力传感器4相联。

进一步的，所述机械阻抗测量点2上粘有质量块13。

进一步的，所述机械阻抗测量点2与所述质量块13之间粘有一阻尼层14。

进一步的，所述质量块13两侧各粘有一所述阻尼层14。

一种综框机械阻抗的测量方法，包括以下步骤：

步骤1）在测试综框1的上下横梁上确定10个机械阻抗测量点2的位置，其分别对应分布在所述上下横梁的中点、距中点左右各四分之一横梁长度的两点以及距横梁两端五分之一横梁长度的两点;

步骤2）测量综框加速度阻抗，其具体步骤如下：

（1）将所述加速度传感器6设置在每个所述机械阻抗测量点2横梁断面的另一侧；

（2）所述信号分析仪8中的所述信号发生器10产生伪随机信号输入到所述力锤3，所述力锤3按该伪随机信号击打所述机械阻抗测量点2，引起所述测试综框1振动；

（3）所述测试综框1的振动传递到所述加速度传感器6和所述力传感器4，使得所述加速度传感器6产生响应信号，所述力传感器4产生施力信号；

（4）所述响应信号和所述施力信号分别经过所述载荷放大器5和所述电荷放大器7输入到所述信号分析仪8；

（5）所述信号分析仪8经FFT分析，在所述显示屏9上显示出加速度阻抗曲线，由曲线可读出所述测试综框1在所述机械阻抗测量点2的加速度阻抗；

步骤3）测定吸振器质量、阻尼与加速度阻抗的关系，其具体步骤如下：

（1）参见图4a所示，在所述机械阻抗测量点2上粘贴所述质量块13，使用综框加速度阻抗测量方法，击打所述质量块13，测出增加所述质量块13以后的加速度阻抗，并通过变动所述质量块13的大小，得到所述质量块13与加速度阻抗的关系；

（2）参见图4b所示，在所述质量块13与所述机械阻抗测量点2上增设阻尼层14，使用综框加速度阻抗测量方法，击打所述质量块13，测出增加了所述阻尼层14以后的加速度阻抗，并通过变动所述阻尼层14的厚薄大小，可以得到阻尼与加速度阻抗的关系；

（3）参见图4c所示，所述质量块13的两侧面各设有一个所述阻尼层14，使用综框加速度阻抗测量方法，击打所述质量块13，测出增加了两个所述阻尼层14以后的加速度阻抗，并通过变动所述阻尼层14的厚薄大小，可以得到阻尼与加速度阻抗的关系；

步骤4）测量综框位移阻抗，其具体步骤如下：

（1）将所述位移传感器11设置在每个所述机械阻抗测量点2横梁断面的另一侧；

（2）所述信号分析仪8中的所述信号发生器10产生伪随机信号输入到所述力锤3，所述力锤3按该伪随机信号击打所述机械阻抗测量点2，引起所述测试综框1振动；

（3）所述测试综框1的振动传递到所述位移传感器11和所述力传感器4，使得所述加速度传感器6产生响应信号，所述力传感器4产生施力信号；

（4）所述响应信号和所述施力信号分别经所述变送器12和所述电荷放大器7输入到所述信号分析仪8；

（5）所述信号分析仪8经FFT分析，在所述显示屏9上显示出位移阻抗曲线，由曲线可读出所述测试综框1在所述机械阻抗测量点2的位移阻抗；

步骤5）测定吸振器质量、阻尼与位移阻抗的关系，其具体步骤如下：

（1）参见图5a所示，在所述机械阻抗测量点2上粘贴所述质量块13，使用综框位移阻抗测量方法，击打所述质量块13，测出增加所述质量块13以后的加速度阻抗，并通过变动所述质量块13的大小，得到所述质量块13与位移阻抗的关系；

（2）参见图5b所示，在所述质量块13与所述机械阻抗测量点2之间增设阻尼层14，使用综框位移阻抗测量方法，击打所述质量块13，测出增加了所述阻尼层14以后的位移阻抗，并通过变动所述阻尼层14的厚薄大小，可以得到阻尼与位移阻抗的关系；

（3）参见图5c所示，所述质量块13的两侧面各设有一个所述阻尼层14，使用综框位移阻抗测量方法，击打所述质量块13，测出增加了两个所述阻尼层14以后的位移阻抗，并通过变动所述阻尼层14的厚薄大小，可以得到阻尼与位移阻抗的关系。

综框有不同筘幅的综框，在综框内腔增加吸振器，在不同的定点增加不同质量和阻尼的吸振器，随着综框筘幅的变化，每个点上吸振器的质量、阻尼都变化。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种综框机械阻抗的测量装置，其特征在于：包括一用两根橡胶绳悬挂的测试综框（1）以及综框加速度阻抗测量装置和综框位移阻抗测量装置；

所述测试综框（1）的上下横梁上分别对应地分布有5个机械阻抗测量点（2），其分别分布在所述上下横梁的中点、距中点左右各四分之一横梁长度的两点以及距横梁两端五分之一横梁长度的两点；

所述综框加速度阻抗测量装置包括一用于敲击所述机械阻抗测量点（2）的力锤（3）、设置在所述力锤（3）上力传感器（4）以及载荷放大器（5）、加速度传感器（6）、电荷放大器（7）和信号分析仪（8）；所述加速度传感器（6）与所述机械阻抗测量点（2）一一对应，所述加速度传感器（6）设置在所述机械阻抗测量点（2）横梁断面的另一侧，所述力传感器（4）和所述加速度传感器（6）分别通过所述电荷放大器（7）和所述载荷放大器（5）与所述信号分析仪（8）连接，所述信号分析仪（8）与一显示屏（9）相连接，所述信号分析仪（8）中的信号发生器（10）与所述力传感器（4）相联；

所述综框位移阻抗测量装置包括一用于敲击所述机械阻抗测量点（2）的所述力锤（3）、设置在所述力锤（3）上所述力传感器（4）以及变送器（12）、位移传感器（11）、所述电荷放大器（7）和所述信号分析仪（8）；所述位移传感器（11）与所述机械阻抗测量点（2）一一对应，所述位移传感器（11）设置在所述机械阻抗测量点（2）横梁断面的另一侧，所述力传感器（4）和所述位移传感器（11）分别通过所述电荷放大器（7）和所述变送器（12）与所述信号分析仪（8）连接，所述信号分析仪（8）与所述显示屏（9）相连接，所述信号分析仪（8）中的所述信号发生器（10）与所述力传感器（4）相联。

2.根据权利要求1所述的综框机械阻抗的测量装置，其特征在于：所述机械阻抗测量点（2）上粘有质量块（13）。

3.根据权利要求1所述的综框机械阻抗的测量装置，其特征在于：所述机械阻抗测量点（2）与所述质量块（13）之间粘有一阻尼层（14）。

4.根据权利要求1所述的综框机械阻抗的测量装置，其特征在于：所述质量块（13）两侧各粘有一所述阻尼层（14）。

5.一种综框机械阻抗的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）在测试综框（1）的上下横梁上确定10个机械阻抗测量点（2）的位置，其分别对应分布在所述上下横梁的中点、距中点左右各四分之一横梁长度的两点以及距横梁两端五分之一横梁长度的两点;

步骤2）测量综框加速度阻抗，其具体步骤如下：

1）将所述加速度传感器（6）设置在每个所述机械阻抗测量点（2）横梁断面的另一侧；

2）所述信号分析仪（8）中的所述信号发生器（10）产生伪随机信号输入到所述力锤（3），所述力锤（3）按该伪随机信号击打所述机械阻抗测量点（2），引起所述测试综框（1）振动；

3）所述测试综框（1）的振动传递到所述加速度传感器（6）和所述力传感器（4），使得所述加速度传感器（6）产生响应信号，所述力传感器（4）产生施力信号；

4）所述响应信号和所述施力信号分别经过所述载荷放大器（5）和所述电荷放大器（7）输入到所述信号分析仪（8）；

5）所述信号分析仪（8）经FFT分析，在所述显示屏（9）上显示出加速度阻抗曲线，由曲线可读出所述测试综框（1）在所述机械阻抗测量点（2）的加速度阻抗；

步骤3）测定吸振器质量、阻尼与加速度阻抗的关系，其具体步骤如下：

1）在所述机械阻抗测量点（2）上粘贴所述质量块（13），使用综框加速度阻抗测量方法，击打所述质量块（13），测出增加所述质量块（13）以后的加速度阻抗，并通过变动所述质量块（13）的大小，得到所述质量块（13）与加速度阻抗的关系；

2）在所述质量块（13）与所述机械阻抗测量点（2）上增设阻尼层（14），使用综框加速度阻抗测量方法，击打所述质量块（13），测出增加了所述阻尼层（14）以后的加速度阻抗，并通过变动所述阻尼层（14）的厚薄大小，可以得到阻尼与加速度阻抗的关系；

3）所述质量块（13）的两侧面各设有一个所述阻尼层（14），使用综框加速度阻抗测量方法，击打所述质量块（13），测出增加了两个所述阻尼层（14）以后的加速度阻抗，并通过变动所述阻尼层（14）的厚薄大小，可以得到阻尼与加速度阻抗的关系；

步骤4）测量综框位移阻抗，其具体步骤如下：

    1）将所述位移传感器（11）设置在每个所述机械阻抗测量点（2）横梁断面的另一侧；

    2）所述信号分析仪（8）中的所述信号发生器（10）产生伪随机信号输入到所述力锤（3），所述力锤（3）按该伪随机信号击打所述机械阻抗测量点（2），引起所述测试综框（1）振动；

    3）所述测试综框（1）的振动传递到所述位移传感器（11）和所述力传感器（4），使得所述加速度传感器（6）产生响应信号，所述力传感器（4）产生施力信号；

    4）所述响应信号和所述施力信号分别经所述变送器（12）和所述电荷放大器（7）输入到所述信号分析仪（8）；

    5）所述信号分析仪（8）经FFT分析，在所述显示屏（9）上显示出位移阻抗曲线，由曲线可读出所述测试综框（1）在所述机械阻抗测量点（2）的位移阻抗；

步骤5）测定吸振器质量、阻尼与位移阻抗的关系，其具体步骤如下：

1）在所述机械阻抗测量点（2）上粘贴所述质量块（13），使用综框位移阻抗测量方法，击打所述质量块（13），测出增加所述质量块（13）以后的加速度阻抗，并通过变动所述质量块（13）的大小，得到所述质量块（13）与位移阻抗的关系；

2）在所述质量块（13）与所述机械阻抗测量点（2）之间增设阻尼层（14），使用综框位移阻抗测量方法，击打所述质量块（13），测出增加了所述阻尼层（14）以后的位移阻抗，并通过变动所述阻尼层（14）的厚薄大小，可以得到阻尼与位移阻抗的关系；

3）所述质量块（13）的两侧面各设有一个所述阻尼层（14），使用综框位移阻抗测量方法，击打所述质量块（13），测出增加了两个所述阻尼层（14）以后的位移阻抗，并通过变动所述阻尼层（14）的厚薄大小，可以得到阻尼与位移阻抗的关系。

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