CN108279066A - 一种筛选机同轴度在线监测调整装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种筛选机同轴度在线监测调整装置及方法，括振动检测系统及位置调整机构，所述振动检测系统分别安装在筛选机放线端主动侧、从动侧轴承座上用于对主动侧及从动侧的径向X方向、径向Y方向分别进行振动检测及频谱分析，所述位置调整机构安装在筛选机放线端的从动侧主轴上用于根据所采集的频谱信号在线对同轴度进行调整。根据检测到的振动信号频谱分析在线实时调整从动侧主轴架以满足夹盘同轴度需求，解决筛选机运行过程中因为同轴度不好造成的振动，提高轴承使用寿命，降低不同轴对放线桶内孔造成的损伤。

Description

一种筛选机同轴度在线监测调整装置及方法

技术领域

本发明属于装备制造领域，涉及一种筛选机同轴度在线监测调整装置及方法。

背景技术

同轴度就是定位公差，理论正确位置即为基准轴线。由于被测轴线对基准轴线的不同点可能在空间各个方向上出现，故其公差带为一以基准轴线为轴线的圆柱体，公差值为该圆柱体的直径，在公差值前总加注符号“Φ”。同轴度公差是用来表示控制理论上应同轴的被测轴线与基准轴线的同轴程度。

筛选机是光纤生产中的重要检测设备，主要进行机械强度测试及对光纤产品按要求进行分盘。从拉丝塔生产出来的光纤一般缠绕在大的光纤盘上，约30～500km不等。这些光纤在出厂前必须经过一系列的检测然后按照客户要求的商业段长复绕到标准的小光纤盘上。根据不同的筛选速度要求光纤能承受一定的张力，小于筛选张力的光纤将报废这就是筛选。光纤筛选机就是对光纤进行筛选的设备，筛选时光纤在几个高速旋转的驱动轮下高速运行。其中提供张力的两个驱动轮之间保持适当的转速差这样可使两驱动轮之间的光纤承受一定的张力，以达到测试机械强度的目的。当光纤机械强度不够不能承受筛选张力而断纤时筛选停止。由于工艺及设备水平不断提高筛选机的速度也在不断提高目前已达到2500～3000m/min，放线桶转速最高可达4000rpm。高速旋转时同轴度不好会影响机器的正常工作及使用情况。会产生震动、零部件损坏、电机过载烧毁等等情况。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种筛选机同轴度在线监测调整装置及方法，筛选机放线端振动主要是径向振动，在线振动检测即检测主动侧、从动侧轴承座径向X、Y方向振动频率，并对测量值进行频谱分析，根据振动频率对不同轴程度进行判断，同时根据所得结果对从动侧主轴架进行径向X、Y方向自动调整以满足夹盘同轴度需求，解决筛选机运行过程中因为同轴度不好造成的振动，提高轴承使用寿命降低不同轴对放线桶内孔造成的损伤。

本发明采用的技术方案如下：

一种筛选机同轴度在线监测调整装置，包括振动检测系统及位置调整机构，所述振动检测系统分别安装在筛选机放线端的主动侧、从动侧轴承座上用于对主动侧及从动侧的径向X方向、径向Y方向分别进行振动检测及频谱分析，所述位置调整机构安装在筛选机放线端的从动侧主轴上用于根据所采集的频谱信号在线对同轴度进行调整。

其中，所述筛选机放线端包括主动侧和从动侧，所述主动侧和从动侧的中间通过主轴及夹盘夹持有放线筒，所述主动侧与用于驱动筛选机运转的电机连接，所述从动侧通过夹盘所夹持的放线筒传递力。

其中，所述径向X方向为水平方向，所述径向Y方向为竖直方向。

其中，所述位置调整机构，包括水平移动平台和楔形升降平台；所述水平移动平台用于调整筛选机放线端的从动侧主轴水平方向，所述楔形升降平台用于调整筛选机放线端的从动侧主轴竖直方向。

其中，所述位置调整机构采用伺服电机驱动丝杠带动位置调整机构中的调整块对从动侧主轴位置进行调节。

其中，所述振动检测系统，包括分别放置在筛选机放线端轴承座径向X方向、径向Y方向的振动检测仪、以及用于对振动检测仪采集的信号进行频谱分析的信号处理系统。

一种采用上述所述的筛选机同轴度在线监测调整装置的方法，包括以下步骤：

步骤S1、通过振动检测系统对筛选机放线端主动侧及从动侧的径向X方向、径向Y方向分别进行振动检测；

步骤S2、将采集的径向X方向、径向Y方向的振动信号分别进行频谱分析，根据频谱分析判断结果对从动侧主轴分别进行水平方向调整、竖直方向调整；

步骤S3、当二倍频幅值大于一倍频幅值50％时，通过位置调整机构对从动侧主轴进行调整。

其中，所述步骤S3中通过位置调整机构对从动侧主轴进行调整，具体为：通过伺服电机驱动位置调整机构中的调整块调整从动侧主轴位置使二倍频幅值小于一倍频幅值50％。

有益效果：

本发明技术方案通过检测筛选机放线端轴承座径向X方向、径向Y方向的振动信号进行频谱分析，根据频谱分析结果进行判断，若同轴度不好，则通过位置调整机构对从动侧主轴进行调整，通过对频谱信号的监控修正调整量最终完成调整。由于筛选机放线桶最重可达近100kg，高速旋转时同轴度不良可造成机械振动从而产生较大的冲击载荷影响机器的正常工作及使用情况、零部件损坏、电机过载烧毁等等情况。目前筛选机尚无在线振动检测并自动调整的功能，本发明技术方案填补了此项空缺。

附图说明

图1是PID调节系统框图；

图2是筛选机工作原理示意图；

图3是本发明振动检测仪工作状态示意图；

图4是本发明筛选机同轴度在线监测调整装置工作状态示意图；

图5a是本发明振动检测点安装位置示意图；

图5b是图5a的振动检测频谱示意图；

图6是本发明位置调整机构结构示意图；

图中：

1-底座；2-夹持架；3-放线筒；4-振动检测仪；5-连接器；6-电机；7-夹盘。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1：

在详细描述筛选机同轴度在线监测调整装置之前，首先对筛选机结构及工作原理进行说明如下。

如图2-3所示，筛选机包括放线端和收线端，两者配合工作完成对光纤强度测试并在测试完毕后收起光纤。所述筛选机放线端分为主动侧和从动侧，具体为筛选机包括底座、夹持架、放线筒、振动检测仪、连接器、电机、及夹盘；所述电机通过连接器驱动筛选机放线端的主动侧主轴，所述主动侧和从动侧的中间通过主轴及夹盘夹持放线筒，所述从动侧通过夹盘所夹持的放线筒传递力，所述夹持架用于支撑筛选机放线端的从动侧主轴，所述振动检测仪活动安装在筛选机放线端的主动侧及从动侧轴承座上，所述底座用于承载夹持架及电机。通过筛选机放线端对生产出来的光纤进行机械强度测试，测试完的光纤通过收线端的收线筒收起。

如图3-4所示，本发明所述的一种筛选机同轴度在线监测调整装置，包括振动检测系统及位置调整机构，所述振动检测系统分别安装在筛选机放线端的主动侧、从动侧轴承座上用于对主动侧及从动侧的径向X方向、径向Y方向分别进行振动检测及频谱分析，所述位置调整机构安装在筛选机放线端的从动侧主轴上用于根据所采集的频谱信号在线对同轴度进行调整。

本发明对筛选机放线端的主动侧及从动侧的径向X方向、径向Y方向分别进行振动检测及频谱分析，根据所采集的频谱信号通过位置调整机构在线对同轴度进行调整改善。使用伺服电机驱动丝杠带动位置调整机构中的调整块对从动侧主轴位置进行调节，精度高而且动作平稳。

需要说明的是，所述径向X方向为水平方向，即平行于筛选机工作时的地面，所述径向Y方向为竖直方向，即竖直于筛选机工作时的地面。

如图4-6所示，所述位置调整机构，包括水平移动平台和楔形升降平台；所述水平移动平台用于调整筛选机放线端的从动侧主轴水平方向，所述楔形升降平台用于调整筛选机放线端的从动侧主轴竖直方向。

所述位置调整机构采用伺服电机驱动丝杠带动位置调整机构中的调整块对从动侧主轴位置进行调节。

如图3所示，所述振动检测系统，包括分别放置在筛选机放线端轴承座径向X方向、径向Y方向的振动检测仪、以及用于对振动检测仪采集的信号进行频谱分析的信号处理系统。

如图5a、5b所示，为通过振动检测仪在筛选机上监测的ABCD四个点的位置图及频谱图，其中，轴承座径向X方向、径向Y方向见图5a中B、C点，可见，ABCD四个不同点与主动侧主轴的同轴度跟所处位置的振动速度与振动频率有关。

实施例2：

需要说明的是，本实施例是方法实施例，上述实施例1是装置实施例，本实施例与实施例属于同一技术构思，在本实施例中未详尽描述的内容，请参见实施例1。

本发明所述的筛选机同轴度在线监测调整方法，包括以下步骤：

步骤S1、通过振动检测系统对筛选机放线端主动侧及从动侧的径向X方向、径向Y方向分别进行振动检测；

步骤S2、将采集的径向X方向、径向Y方向的振动信号分别进行频谱分析，根据频谱分析判断结果对从动侧主轴分别进行水平方向调整、竖直方向调整；所述频谱分析包括对采集的振动信号进行傅里叶变换，并对基频信号和各倍频信号的振幅分别计算其均方根求得幅值；

步骤S3、当二倍频幅值大于一倍频幅值50％时，通过位置调整机构对从动侧主轴进行调整。

所述步骤S3中通过位置调整机构对从动侧主轴进行调整，具体为：通过伺服电机驱动位置调整机构中的调整块调整从动侧主轴位置使二倍频幅值小于一倍频幅值50％即完成调整。

由振动频谱分析原理可知，径向振动信号由基频信号及倍频信号组成，其中，二倍频信号的振幅最大，当径向振动二倍频幅值大于一倍频幅值50％时，则认为径向同轴度不良需要进行调整。

如图3、4所示，根据振动检测仪反馈信号进行频谱分析，当判断二倍频幅值大于一倍频幅值50％时，开启调整功能，对采集的径向X方向、径向Y方向的频谱信号分别判断且分别调整。以径向X方向调整为例，一般认为同轴度变差是因为以筛选机放线端的主动侧主轴为基准轴线，从动侧主轴位置发生变化远离轴线所致，因此调整方向是以二倍频为反馈信号调整从动侧主轴水平方向使之接近基准轴线。如图1所示，使用PID调节伺服电机转速，通过伺服电机驱动水平移动平台中的调整块从而改变从动侧主轴水平方向位置使二倍频幅值小于一倍频幅值50％即完成调整。同样可对放线端从动侧径向Y方向进行振动检测及调节使之二倍频幅值小于一倍频幅值50％即完成调整。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种筛选机同轴度在线监测调整装置，其特征在于，包括振动检测系统及位置调整机构，所述振动检测系统分别安装在筛选机放线端的主动侧、从动侧轴承座上用于对主动侧及从动侧的径向X方向、径向Y方向分别进行振动检测及频谱分析，所述位置调整机构安装在筛选机放线端的从动侧主轴上用于根据所采集的频谱信号在线对同轴度进行调整。

2.根据权利要求1所述的一种筛选机同轴度在线监测调整装置，其特征在于，所述筛选机放线端包括主动侧和从动侧，所述主动侧和从动侧的中间通过主轴及夹盘夹持有放线筒，所述主动侧与用于驱动筛选机运转的电机连接，所述从动侧通过夹盘所夹持的放线筒传递力。

3.根据权利要求1所述的一种筛选机同轴度在线监测调整装置，其特征在于，所述径向X方向为水平方向，所述径向Y方向为竖直方向。

4.根据权利要求1所述的一种筛选机同轴度在线监测调整装置，其特征在于，所述位置调整机构，包括水平移动平台和楔形升降平台；所述水平移动平台用于调整筛选机放线端的从动侧主轴水平方向，所述楔形升降平台用于调整筛选机放线端的从动侧主轴竖直方向。

5.根据权利要求1所述的一种筛选机同轴度在线监测调整装置，其特征在于，所述位置调整机构采用伺服电机驱动丝杠带动位置调整机构中的调整块对从动侧主轴位置进行调节。

6.根据权利要求1所述的一种筛选机同轴度在线监测调整装置，其特征在于，所述振动检测系统，包括分别放置在筛选机放线端轴承座径向X方向、径向Y方向的振动检测仪、以及用于对振动检测仪采集的信号进行频谱分析的信号处理系统。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述的筛选机同轴度在线监测调整装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、通过振动检测系统对筛选机放线端主动侧及从动侧的径向X方向、径向Y方向分别进行振动检测；

步骤S2、将采集的径向X方向、径向Y方向的振动信号分别进行频谱分析，根据频谱分析判断结果对从动侧主轴分别进行水平方向调整、竖直方向调整；

步骤S3、当二倍频幅值大于一倍频幅值50％时，通过位置调整机构对从动侧主轴进行调整。

8.根据权利要求7所述的一种筛选机同轴度在线监测调整方法，其特征在于，所述步骤S3中通过位置调整机构对从动侧主轴进行调整，具体为：通过伺服电机驱动位置调整机构中的调整块调整从动侧主轴位置使二倍频幅值小于一倍频幅值50％。