CN104266922A - 一种盖板针布快速磨损仪及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了盖板针布快速磨损仪及控制方法，包括放料系统、张力调整系统、钢针夹持系统、牵料系统、收料系统和电气控制系统，所述放料系统、张力调整系统、钢针夹持系统、牵料系统、收料系统依次设置在同一轴线上。该设备控制方法为利用步进电机a和伺服电机b在PLC的控制下使张力控制系统中位移传感器和牵料系统中位置传感器保持或者通过速度调整保持在平衡位置。本发明盖板针布快速磨损仪解决了现有技术中没有专业检测盖板针布钢针的仪器设备问题，同时，该设备结构新颖、专业性强、能够稳定可靠地对盖板针布进行快速磨损测试。该设备产品适应性强，劳动强度低，对操作人员技能要求低。

Description

一种盖板针布快速磨损仪及控制方法

技术领域

本发明涉及一种快速磨损仪器，尤其是针对盖板针布快速磨损仪器。

背景技术

弹性盖板针布是以棉纤维或化学纤维为梳理工作对象，并随生产时间增长，针尖磨损，棉条与成纱质量下降。弹性盖板针布使用过程，特别受现代“紧隔距、强分梳”梳理工艺的推行，不同原棉性状与针布纤维负荷变化，严重影响针布齿尖锋利度的衰减；随着高产高速梳棉机的应用，更促使针布的磨损加快。为了观测掌握和比较弹性盖板针布的磨损状态及程度，通过对磨损现象测试分析，及时作出针布产品可能达到使用效能预期，满足不同用户需求，弹性盖板针布快速磨损试验仪器研制已成为必须。

目前，针布生产企业或者专业检测单位没有对盖板针布钢针进行快速磨损的测试设备，只是通过棉纺单位使用的效果对批次产品进行磨损程度定义。针布生产企业或者专业检测单位通过产品试用或者专业人士经验判断对盖板针布的磨损程度进行定性判断，尚无专用设备进行定量分析和检测。

现有技术中还没有针对针布的磨损仪器，只有其他方面的磨损仪，如专利号为200720055245.X的专利公开了一种材料摩擦磨损性能测试仪。包括测试件传动装置及给被测试件进行加载的加载装置。其中测试件传动装置包括有电机、紧固件、底座、联轴器、传动轴及测试件，电机通过紧固件固定在底座上，且电机的输出轴通过联轴器与传动轴连接，电机的输出轴通过联轴器带动传动轴运动，传动轴带动测试件回转与被测试件发生摩擦运动；加载装置采用弹簧加载结构，其包括有施压管及套装在施压管中空腔体内的施压弹簧，施压弹簧下部装有被测试件，施压管安装在施压管支架上，且位于测试件的顶面上，并使其轴心对准测试件的轴心。

专利号为CN201310517806.3的专利公开了表面磨损测试仪，包括箱体以及在箱体上部安装的工作台，工作台上设置的两个固定夹，固定夹间固定待测油管；油管垂直方向两侧分别设有可向油管方向运动的挤压快以及表面粘有磨料的旋转磨头，工作时挤压快往复运动挤压油管，旋转磨头高速旋转并与油管两侧表面相互摩擦。本发明具有的优点和积极效果是：测试设备结构简单，使用方便，易于维修，可以通过改变磨料来模拟不同的工作磨损环境。

上述公开的各种磨损仪只能针对其特定的产品进行磨损测试，但不能够实现对针布磨损的测试。

发明内容

本发明的目的，是提出一种可以即时对盖板针布的钢针进行快速磨损测试的设备，在一定条件下通过用标准钢丝与弹性盖板针布钢针的特定部位进行相互摩擦，根据钢针上磨痕的深度来进行耐磨程度判断，建设相关工艺平台，达到工作目标(观察、检验、测试、分析等)实现。

为了解决上述技术问题，本发明的盖板针布快速磨损仪，包括放料系统、张力调整系统、钢针夹持系统、牵料系统、收料系统和电气控制系统，所述放料系统、张力调整系统、钢针夹持系统、牵料系统、收料系统依次设置在同一轴线上，所述电气控制系统分别与放料系统、张力调整系统、钢针夹持系统、牵料系统、收料系统连接。

上述技术方案中所述放料系统由由线轮、步进电机a和放料架组成，所述步进电机a通过联轴器与线轮进行联接并一同放置于放料架上。

上述技术方案中所述张力调整系统由位移传感器、砝码、猪尾圈、三个走线轮、滑轨、安装竖板a和压块组成，所述三个走线轮中两个走线轮固定安装在安装竖板a上部两侧，另一个走线轮设置于安装竖板a下部，与滑轨活动连接，三个走线轮呈V型分布；所述滑轨设置在安装竖板a上，位于安装竖板a上部两侧两个走线轮中间；所述砝码悬挂于设置在安装竖板a下部的走线轮上；所述位移传感器设置在安装竖板a下部，位移传感器的芯轴与设置在安装竖板a下部的走线轮连接；所述猪尾圈、压块分别设置于安装竖板a上部两侧，猪尾圈设置于钢丝进线侧，压块设置于钢丝出线侧。

上述技术方案中所述钢针夹持系统由滑台和钢针夹持装置组成，所述钢针夹持装置安装在滑台上。

上述技术方案中所述牵料系统由张力调整系统、两个牵料轮、伺服电机a和安装竖板b组成，所述两个牵料轮分别固定安装在安装竖板b的上下两侧，下侧牵料轮通过联轴器与伺服电机a连接，所述张力调整系统设置于安装竖板b上，位于钢丝出线侧。

上述技术方案中所述收料系统由排线部件和收线部件组成；所述排线部件由步进电机b、传感器、滑轴、皮带、带轮和安装横板组成；所述步进电机b固定在安装横板上，传感器分别安装于安装横板侧边的上下两侧；步进电机b与带轮连接，带轮通过皮带与滑轴连接，滑轴设置在两个传感器中间；所述收线部件由伺服电机b和收线轮组成，所述收线轮通过联轴器与伺服电机b联接。

将上述技术方案进行结合，可以获得最为稳定、高效的方案，该方案的盖板针布快速磨损仪，包括放料系统、张力调整系统、钢针夹持系统、牵料系统、收料系统和电气控制系统，所述放料系统、张力调整系统、钢针夹持系统、牵料系统、收料系统依次设置在同一轴线上，所述电气控制系统分别与放料系统、张力调整系统、钢针夹持系统、牵料系统、收料系统连接。所述放料系统由由线轮、步进电机a和放料架组成，所述步进电机a通过联轴器与线轮进行联接并一同放置于放料架上；所述张力调整系统由位移传感器、砝码、猪尾圈、三个走线轮、滑轨、安装竖板a和压块组成，所述三个走线轮中两个走线轮固定安装在安装竖板a上部两侧，另一个走线轮设置于安装竖板a下部，与滑轨活动连接，三个走线轮呈V型分布；所述滑轨设置在安装竖板a上，位于安装竖板a上部两侧两个走线轮中间；所述砝码悬挂于设置在安装竖板a下部的走线轮上；所述位移传感器设置在安装竖板a下部，位移传感器的芯轴与设置在安装竖板a下部的走线轮连接；所述猪尾圈、压块分别设置于安装竖板a上部两侧，猪尾圈设置于钢丝进线侧，压块设置于钢丝出线侧；所述钢针夹持系统由滑台和钢针夹持装置组成，所述钢针夹持装置安装在滑台上；所述牵料系统由张力调整系统、两个牵料轮、伺服电机a和安装竖板b组成，所述两个牵料轮分别固定安装在安装竖板b的上下两侧，下侧牵料轮通过联轴器与伺服电机a连接，所述张力调整系统设置于安装竖板b上，位于钢丝出线侧；所述收料系统由排线部件和收线部件组成；所述排线部件由步进电机b、传感器、滑轴、皮带、带轮和安装横板组成；所述步进电机b固定在安装横板上，传感器分别安装于安装横板侧边的上下两侧；步进电机b与带轮连接，带轮通过皮带与滑轴连接，滑轴设置在两个传感器中间；所述收线部件由伺服电机b和收线轮组成，所述收线轮通过联轴器与伺服电机b联接。

上述技术方案中的盖板针布快速磨损仪的控制方法，包含如下步骤：设定牵料系统中伺服电机a的工作速度，启动时由伺服电机a驱动牵料轮从0至设定速度进行转动，同时启动放料系统中步进电机a和收料系统中伺服电机b运转；在运行过程中张力控制系统中位置传感器将测量信号发送给电气控制系统中的PLC，PLC根据偏移量发信号给步进电机a调整其转速；牵料系统中位置传感器将测量信号发送给PLC，PLC根据偏移量发信号给伺服电机b调整其转速；PLC根据伺服电机b16的转速和标准钢丝的直径进行推算后控制收料系统中步进电机b，在收料系统中传感器的换向信号下完成对步进电机b的驱动。

上述控制方法中步进电机a和伺服电机b在PLC的控制下使张力控制系统中位移传感器和牵料系统中位置传感器保持或者通过速度调整保持在平衡位置。

本发明盖板针布快速磨损仪解决了现有技术中没有专业检测盖板针布钢针的仪器设备问题，同时，该设备结构新颖、专业性强、能够稳定可靠地对盖板针布进行快速磨损测试。该设备产品适应性强，劳动强度低，对操作人员技能要求低。

附图说明

图1为盖板针布快速磨损仪的主视结构图

图2为盖板针布快速磨损仪的俯视结构图

图3为电气控制原理结构图

具体实施方式

结合附图1和2对本发明的盖板针布快速磨损仪进行详细说明。

如图所示的一种盖板针布快速磨损仪，具有一个由线轮1、步进电机a2和放料架3组成的放料系统，一个由位移传感器4、砝码5、猪尾圈6、走线轮7、滑轨8和压块9组成的张力调整系统，一个由滑台10和钢针夹持装置11组成的钢针夹持系统，一个由牵料轮12、伺服电机a21、砝码5、位移传感器23、走线轮7和滑轨8组成的牵料系统，一个由步进电机b13、收料轮14、伺服电机b16、传感器17、滑轴18、皮带19、皮带张紧轮20组成的收料系统，一个PLC控制系统15及控制箱24组成的电气控制系统。

上述张力调整系统、钢针夹持系统、牵料系统和收料系统成各独立装配体(工序状态)并由螺栓安装在安装面板29上，同时安装面板29作为载有PLC控制系统15及电控箱24的上盖。

放料系统独立布置，其由步进电机a2通过联轴器与线轮1进行联接并一同放置于放料架3上；步进电机a2的动力输出与速度控制由处于电控箱24内的PLC控制系统15进行控制，两者之间采用电缆进行联接。

张力调整系统是将位移传感器4、砝码5、猪尾圈6、走线轮7、滑轨8和压块9安装在安装竖板a25上，其中3个走线轮呈“V”型分布，两边的走线轮被固定安装在安装竖板a25上，中间的走线轮挂有砝码5并在标准钢22的牵引下沿着滑轨8上下浮动。同时将与之相联的位移传感器4的芯轴进行伸长或者缩短；位移传感器4的信号线接入电控箱24内，并由PLC控制系统15对其偏移量(芯轴长度变化值)进行采集。

钢针夹持系统的钢针夹持装置11安装在滑台10上，同时这个负责XYZ三轴位移进给的滑台10固定在安装面板29上。钢针夹持装置11是由一个将弹性盖板针布的钢针磨吸附在磁铁上并使钢针尖头与固定的合金片进行接触然后通过垫片紧固来完成定位功能。

牵料系统是在原张力调整系统的基础上在钢丝22进给的方向上装有两个牵料轮12，其中两者都固定在安装竖板b26上；伺服电机a21通过联轴器与牵料轮12进行联接，上下2个牵料轮通过与钢丝多次呈“X”型缠绕，钢丝的张力由随动的位移传感器进行间接反馈。

收料系统由排线部件和收线部件组成。排线部件由步进电机b13、传感器17、滑轴18、皮带19、带轮20和安装横板27组成；其中步进电机b13和传感器17固定在安装横板27上，步进电机b13带动带轮20通过皮带19驱动滑轴18在传感器17两处极限位置进行往复进给，钢丝22随着滑轴18往复动作实现排线功能。收线部件的伺服电机b16通过旋转将磨损后的标准钢丝22均匀缠绕在收料轮14中。收料系统与控制箱24之间通过相关电缆实现动力和控制信号的输入输出。

通过PLC控制系统15对步进电机a2、伺服电机a21、步进电机b13和伺服电机b16进行逻辑控制使标准钢丝22在放料线轮1、牵料轮12、收料轮14及各走线轮7之间的保持恒定的张力并通过调整滑台10偏移量对固定在钢针夹持装置11的盖板针布钢针进行快速磨损测试。

步进电机a2驱动线轮1并释放其中的标准钢丝22，其速度根据位张力调整系统中移传感器4进行反馈并调整。

伺服电机a21驱动牵料轮12，并将标准钢丝22在两个牵料轮12之间交叉缠绕使之保持一定的张力。

伺服电机b16驱动收料轮14对磨损后的标准钢丝22进行收集，其速度根据牵料系统中的位移传感器23进行反馈并调整。

步进电机b13驱动皮带19带动滑轴18对收料轮14的标准钢丝22进行排线，其排线速度与伺服电机b16进行匹配，排线换向由传感器17进行控制。

如图3所示本发明盖板针布快速磨损仪的控制方法为根据工艺要求设定的工作速度设定牵料系统中伺服电机a21的工作速度，启动时由伺服电机a21驱动牵料轮12从0至设定速度进行转动，同时启动放料系统中步进电机a2和收料系统中伺服电机b16运转。在运行过程中张力控制系统中位置传感器4将测量信号发送给电气控制系统中的PLC，PLC根据偏移量发信号给步进电机a2调整其转速；牵料系统中位置传感器23将测量信号发送给PLC，PLC根据偏移量发信号给伺服电机b16调整其转速；PLC根据伺服电机b16的转速和标准钢丝的直径进行推算后控制收料系统中步进电机b13，在收料系统中传感器17的换向信号下完成对步进电机b13的驱动；上述步进电机a2和伺服电机b16在PLC的控制下使张力控制系统中位移传感器4和牵料系统中位置传感器23保持或者通过速度调整保持在平衡位置。

Claims (8)

1.一种盖板针布快速磨损仪，其特征在于包括放料系统、张力调整系统、钢针夹持系统、牵料系统、收料系统和电气控制系统，所述放料系统、张力调整系统、钢针夹持系统、牵料系统、收料系统依次设置在同一轴线上，所述电气控制系统分别与放料系统、张力调整系统、钢针夹持系统、牵料系统、收料系统连接。

2.如权利要求1所述的一种盖板针布快速磨损仪，其特征在于所述放料系统由由线轮、步进电机a和放料架组成，所述步进电机a通过联轴器与线轮进行联接并一同放置于放料架上。

3.如权利要求1所述的一种盖板针布快速磨损仪，其特征在于所述张力调整系统由位移传感器、砝码、猪尾圈、三个走线轮、滑轨、安装竖板a和压块组成，所述三个走线轮中两个走线轮固定安装在安装竖板a上部两侧，另一个走线轮设置于安装竖板a下部，与滑轨活动连接，三个走线轮呈V型分布；所述滑轨设置在安装竖板a上，位于安装竖板a上部两侧两个走线轮中间；所述砝码悬挂于设置在安装竖板a下部的走线轮上；所述位移传感器设置在安装竖板a下部，位移传感器的芯轴与设置在安装竖板a下部的走线轮连接；所述猪尾圈、压块分别设置于安装竖板a上部两侧，猪尾圈设置于钢丝进线侧，压块设置于钢丝出线侧。

4.如权利要求1所述的一种盖板针布快速磨损仪，其特征在于所述钢针夹持系统由滑台和钢针夹持装置组成，所述钢针夹持装置安装在滑台上。

5.如权利要求1所述的一种盖板针布快速磨损仪，其特征在于所述牵料系统由张力调整系统、两个牵料轮、伺服电机a和安装竖板b组成，所述两个牵料轮分别固定安装在安装竖板b的上下两侧，下侧牵料轮通过联轴器与伺服电机a连接，所述张力调整系统设置于安装竖板b上，位于钢丝出线侧。

6.如权利要求1所述的一种盖板针布快速磨损仪，其特征在于所述收料系统由排线部件和收线部件组成；所述排线部件由步进电机b、传感器、滑轴、皮带、带轮和安装横板组成；所述步进电机b固定在安装横板上，传感器分别安装于安装横板侧边的上下两侧；步进电机b与带轮连接，带轮通过皮带与滑轴连接，滑轴设置在两个传感器中间；所述收线部件由伺服电机b和收线轮组成，所述收线轮通过联轴器与伺服电机b联接。

7.如权利要求1所述的一种盖板针布快速磨损仪，其特征在于所述放料系统由由线轮、步进电机a和放料架组成，所述步进电机a通过联轴器与线轮进行联接并一同放置于放料架上；所述张力调整系统由位移传感器、砝码、猪尾圈、三个走线轮、滑轨、安装竖板a和压块组成，所述三个走线轮中两个走线轮固定安装在安装竖板a上部两侧，另一个走线轮设置于安装竖板a下部，与滑轨活动连接，三个走线轮呈V型分布；所述滑轨设置在安装竖板a上，位于安装竖板a上部两侧两个走线轮中间；所述砝码悬挂于设置在安装竖板a下部的走线轮上；所述位移传感器设置在安装竖板a下部，位移传感器的芯轴与设置在安装竖板a下部的走线轮连接；所述猪尾圈、压块分别设置于安装竖板a上部两侧，猪尾圈设置于钢丝进线侧，压块设置于钢丝出线侧；所述钢针夹持系统由滑台和钢针夹持装置组成，所述钢针夹持装置安装在滑台上；所述牵料系统由张力调整系统、两个牵料轮、伺服电机a和安装竖板b组成，所述两个牵料轮分别固定安装在安装竖板b的上下两侧，下侧牵料轮通过联轴器与伺服电机a连接，所述张力调整系统设置于安装竖板b上，位于钢丝出线侧；所述收料系统由排线部件和收线部件组成；所述排线部件由步进电机b、传感器、滑轴、皮带、带轮和安装横板组成；所述步进电机b固定在安装横板上，传感器分别安装于安装横板侧边的上下两侧；步进电机b与带轮连接，带轮通过皮带与滑轴连接，滑轴设置在两个传感器中间；所述收线部件由伺服电机b和收线轮组成，所述收线轮通过联轴器与伺服电机b联接。

8.一种盖板针布快速磨损仪的控制方法，其特征在于包含如下步骤：设定牵料系统中伺服电机a的工作速度，启动时由伺服电机a驱动牵料轮从0至设定速度进行转动，同时启动放料系统中步进电机a和收料系统中伺服电机b运转；在运行过程中张力控制系统中位置传感器将测量信号发送给电气控制系统中的PLC，PLC根据偏移量发信号给步进电机a调整其转速；牵料系统中位置传感器将测量信号发送给PLC，PLC根据偏移量发信号给伺服电机b调整其转速；PLC根据伺服电机b16的转速和标准钢丝的直径进行推算后控制收料系统中步进电机b，在收料系统中传感器的换向信号下完成对步进电机b的驱动。