CN109297236A - 一种针刺机冷却装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种针刺机冷却装置，包括针刺机轴承座冷却套和传动箱冷却板，针刺机轴承座冷却套罩在轴承座上，传动箱冷却板贴在传动箱表面；针刺机轴承座冷却套和传动箱冷却板内均设有回绕冷却管，回绕冷却管的进、出口均通过冷却液管路与冷却液箱相连，形成冷却回路；用于对冷却液箱内的冷却液进行制冷的制冷装置与冷却液箱连接。本发明还提供了一种针刺机冷却方法，通过热传导方式对针刺机进行有效降温，使针刺机主要发热部位充分冷却，避免了针刺机因传动机构温度过高而产生故障停机。该冷却装置利用针刺机工作时针板梁重力做功作为动力输入，不额外消耗能源，节约了成本。此外，这种冷却装置不影响针刺产品的质量，同时不产生吹风噪声污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种针刺机冷却装置及方法，属于纺织非织造技术领域。
背景技术
针刺机的驱动机构由多组曲柄滑块机构组成，大功率电机通过传动箱带动主轴旋转，驱动多组曲柄滑块机构运动。曲柄高速运转驱动滑块做上下往复运动，滑块由针板梁、针布、连接件等组成，总体质量大，在高速往复运动中惯性力大，再加上曲柄滑块机构存在的机构不平衡，都会反应到基座上特别是对主轴机座造成冲击，这也是针刺机的主要受力部件，造成曲柄与基座连接处轴承和传动箱温度升高。特别地，在针刺机向高速发展的过程中，如何有效地降温就变得更加突出。为了避免针刺机因温度过高而引起故障停机，必须对针刺机进行充分冷却降温。
目前，针刺机冷却降温普遍采用风冷方式，即在机身上开设通风口，并布置风机向针刺机内部吹风，通过气体对流进行降温。但是，由于机器内空气流通不畅，环境温度偏高，风冷降温效果差。特别地，吹风的气流还会对针刺机的纤网造成干扰，影响针刺产品质量。而且风机运转和引起的气流均会产生较大的噪声，也恶化了生产环境。
现有技术下，授权公告号为CN206654999U的专利，公开了一种水冷装置，其虽然在一定程度上优化了冷却效果，但本质上还是采用对流式风冷方式降温，同样存在冷却效果不佳、影响针刺产品质量、产生噪声等问题。而且在针刺机高速工作时，若同样采用原有方案则会加剧这些影响因素的干扰，所以必须在充分冷却的基础上同时解决这些问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对高速(主轴转速大于1800rpm)针刺机，为避免针刺机因温度过高而引起故障停机，如何对针刺机温度实时监控，在有效降温的同时，保证针刺产品的质量，同时减小因风机所产生的噪声污染。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种针刺机冷却装置，其特征在于：包括用于对针刺机传动机构的轴承座进行冷却降温的针刺机轴承座冷却套和用于对针刺机的传动箱进行冷却降温的传动箱冷却板，针刺机轴承座冷却套罩在所述轴承座上，传动箱冷却板贴在所述传动箱表面；为实时监控和有效控制轴承座、传动箱温度，在轴承座、传动箱上布置温度传感器；
针刺机轴承座冷却套和传动箱冷却板内均设有回绕冷却管，回绕冷却管的进、出口均通过冷却液输送管路与冷却液箱相连，形成冷却回路，用于对冷却液箱内的冷却液进行制冷的制冷装置与冷却液箱连接。
优选地，所述针刺机的轴承座冷却套为与所述轴承座形状、大小相匹配的结构，针刺机的轴承座冷却套内壁均匀涂抹导热硅脂后再罩在轴承座上。
优选地，所述针刺机的轴承座冷却套上端设有第一安装孔，螺钉穿过第一安装孔后旋入所述轴承座的安装螺孔中，使针刺机轴承座冷却套与轴承座牢固贴合在一起。
优选地，所述传动箱冷却板为与所述传动箱表面形状、大小相匹配的结构，传动箱冷却板的贴合面均匀涂抹导热硅脂后再贴在传动箱表面。
优选地，所述传动箱冷却板的外周设有第二安装孔，螺钉穿过第二安装孔并与所述传动箱固定，使传动箱冷却板与传动箱牢固贴合在一起。
优选地，所述冷却液管路上设有用于驱动冷却液流动的泵。
优选地，所述针刺机的轴承座冷却套、传动箱冷却板和冷却液管路外表面均包覆有用于减少能量损失、同时防止冷凝水产生的泡棉隔热层。
优选地，还包括用于利用针刺机工作时针板梁向下运动做功来驱动制冷装置、提供动力输入的辅助传动机构，辅助传动机构与所述制冷装置连接。
优选地，还包括用于对针刺机主轴温度进行实时检测的温度监控装置，温度监控装置中设有显示器和报警器；所述冷却液管路上设有用于驱动冷却液流动的泵；当针刺机主轴温度超过温度监控装置所设第一阀值时，控制冷却液管路上的泵加速驱动冷却液的流动，从而加快对针刺机的冷却；当针刺机主轴温度超过温度监控装置所设第二阀值时，报警器鸣叫报警。
更优选地，所述辅助传动机构包括与针刺机的下针板梁联动齿条和传动齿轮轴，针板梁联动齿条设于针刺机的下针板梁上，传动齿轮轴设于针刺机的机身上，传动齿轮轴上设有齿轮，齿轮与传动齿轮轴之间设有超越离合器，齿轮与针板梁联动齿条啮合，传动齿轮轴端部与制冷装置内的压缩机泵体相连；下针板梁向下运动时，驱动齿轮旋转并带动制冷机工作，而当下针板梁向上运动时，由于超越离合器的作用，齿轮旋转但压缩机不转动。
本发明还提供了一种针刺机冷却方法，采用上述的针刺机冷却装置，其特征在于，步骤为：
针刺机轴承座冷却套、传动箱冷却板和冷却液箱通过冷却液管路连接形成冷却回路，针刺机轴承座冷却套包裹针刺机的轴承座，传动箱冷却板贴覆针刺机的传动箱，冷却回路中流过循环冷却液，对针刺机的轴承座和传动箱进行冷却；同时，由于针刺机的传动机构均为金属件，良好的导热性使针刺机连杆处的轴承也得到冷却，使针刺机驱动机构充分冷却降温；
针刺机工作时，针板梁上下运动，固定在下针板梁上的针板梁联动齿条通过齿轮带动传动齿轮轴运动，超越离合器使传动齿轮轴只能被下针板梁联动齿条单向加速驱动，并为制冷装置提供动力；
同时，温度监控装置在针刺机工作时对针刺机主轴温度进行实时监测和数据显示，且当针刺机主轴温度超过温度监控装置所设第一阀值时，控制冷却液管路上的泵加速驱动冷却液的流动，从而加快对针刺机的冷却，当针刺机主轴温度超过温度监控装置所设第二阀值时，温度监控装置中的报警器会报警提示。
本发明提供的装置克服了现有技术的不足，通过热传导方式可以对高速运转的针刺机进行有效降温，使针刺机主要发热部位充分冷却，避免了针刺机因传动机构温度过高而产生故障停机。该冷却装置利用针刺机工作过程当针板梁向下运动时重力做功作为动力驱动冷却机工作，不额外消耗能源，节约了成本。此外，这种冷却装置避免了冷却风对纤网的干扰，不影响针刺产品的质量，同时不产生风机和吹风噪声污染。针刺机温度监控装置对针刺机关键部位进行温度检测，实现了对机器工作状况的实时监控，可以提前发现机器存在的温度异常，从而降低机器故障率。
附图说明
图1为本实施例所提供的针刺机冷却装置在针刺机上安装示意图；
图2为本实施例所提供的针刺机冷却装置的结构原理图；
图3为辅助传动机构的结构示意图；
附图标记说明：
1—针刺机冷却系统，1.1—针刺机轴承座冷却套，1.1.1—回绕冷却管，1.1.2—冷却液进口，1.1.3—冷却液出口，1.1.4—第一安装孔，1.2—传动箱冷却板，1.2.1—第二安装孔，1.3—冷却液管路，1.4—冷却液箱，1.5—制冷装置；
2—辅助传动机构，2.1—针板梁联动齿条，2.2—传动齿轮轴，2.3—齿轮，2.4—超越离合器；
3—轴承座，4—传动箱，5—下针板梁，6—温度监控装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
根据分析和测试，针刺机工作过程中，针刺机传动机构轴承和传动箱处为主要发热位置。故本实施例设计了一种针刺机冷却装置，对传动机构轴承和传动箱处进行冷却。
图1为本实施例提供的针刺机冷却装置在针刺机上安装示意图，图2为本实施例提供的针刺机冷却装置的结构原理图，所述的针刺机冷却装置包括针刺机冷却系统1和辅助传动机构2。
针刺机冷却系统1由针刺机轴承座冷却套1.1、传动箱冷却板1.2、冷却液管路1.3、冷却液箱1.4和制冷装置1.5等组成。
针刺机轴承座冷却套1.1用于对针刺机的轴承座3进行冷却降温。针刺机轴承座冷却套1.1设计成与轴承座3形状、大小相匹配的结构，针刺机轴承座冷却套1.1内壁均匀涂抹导热硅脂后罩在轴承座3上，与之配合安装。针刺机轴承座冷却套1.1上端设有两个第一安装孔1.1.4，用螺钉穿过这两个第一安装孔1.1.4后旋入轴承座3的安装螺孔中，使针刺机轴承座冷却套1.1与轴承座3牢固贴合在一起。
传动箱冷却板1.2用于对针刺机的传动箱4进行冷却降温。传动箱冷却板1.2设计成与传动箱4侧面形状、大小相匹配的结构，传动箱冷却板1.2的贴合面均匀涂抹导热硅脂后贴在传动箱4侧面。传动箱冷却板1.2的外周设有第二安装孔1.2.1，螺钉穿过所述第二安装孔1.2.1并与传动箱4固定，使传动箱冷却板1.2贴合在传动箱4上，从而对传动箱4进行冷却降温。
针刺机轴承座冷却套1.1内设有回绕冷却管1.1.1，针刺机轴承座冷却套1.1上端设有冷却液进口1.1.2和冷却液出口1.1.3，回绕冷却管1.1.1的两端分别与冷却液进口1.1.2和冷却液出口1.1.3连接。冷却液进口1.1.2和冷却液出口1.1.3通过冷却液管路1.3与冷却液箱1.4相连。
同样的，传动箱冷却板1.2内也设有回绕冷却管，传动箱冷却板1.2上端设有冷却液进口和冷却液出口，传动箱冷却板1.2内的回绕冷却管的两端分别与传动箱冷却板1.2上端的冷却液进口和冷却液出口连接，传动箱冷却板1.2上端的冷却液进口和冷却液出口也通过冷却液管路1.3与冷却液箱1.4相连。
冷却液管路1.3上设有驱动冷却液流动的泵。
制冷装置1.5与冷却液箱1.4连接，对冷却液箱1.4内的冷却液进行制冷。
本实施例中，针刺机轴承座冷却套1.1、传动箱冷却板1.2和各冷却液管路1.3外表面均覆着泡棉隔热层以减少能量损失，同时防止冷凝水的产生。
辅助传动机构2用于利用针刺机工作时产生的剩余机械能为制冷装置1.5提供动力输入。结合图1和图3，辅助传动机构2包括针板梁联动齿条2.1和传动齿轮轴2.2，针板梁联动齿条2.1安装于针刺机的下针板梁5上，传动齿轮轴2.2安装于针刺机的机身上，传动齿轮轴2.2上装有齿轮2.3，齿轮2.3与传动齿轮轴2.2之间装有超越离合器2.4，齿轮2.3与针板梁联动齿条2.1啮合，传动齿轮轴2.2端部与制冷装置1.5内的压缩机泵体相连。
温度监控装置6与布置于针刺机主轴各轴承座3处的多个温度传感器及制冷装置1.5内的压缩机泵体相连。温度监控装置6中设有显示器和报警器。
本实施例提供的针刺机冷却装置使用时，步骤如下：
针刺机轴承座冷却套1.1、传动箱冷却板1.2和冷却液箱1.4通过冷却液管路1.3连接形成冷却回路，针刺机轴承座冷却套1.1包裹针刺机传动机构的轴承座3，传动箱冷却板1.2贴覆针刺机的传动箱4，冷却回路中流过循环冷却液，对针刺机的轴承座3和传动箱4进行冷却。同时，由于针刺机的传动机构均为金属件，良好的导热性使针刺机连杆处的轴承也得到一定程度的冷却，并使针刺机驱动机构得到充分冷却降温，避免了针刺机由于温度过高而产生故障停机。
针刺机工作时，针刺机上的下针板梁5做上下运动，固定在下针板梁5上的针板梁联动齿条2.1通过齿轮2.3带动传动齿轮轴2.2运动，从而为制冷装置1.5提供动力。超越离合器2.4使传动齿轮轴2.2只能被针板梁联动齿条2.1单向加速驱动。如此，充分利用了针刺机工作过程针板梁由于重力向下运动做功来驱动冷却装置，节省了整个系统的能量消耗，节约成本。
针刺机的温度监控装置通过传感器对针刺机主轴各部位进行实时的温度检测，当温度超过一定值时，温度监控装置控制泵体加速驱动冷却液的流动，以加速冷却相应部位。温度监控装置还提供实时的温度显示功能，并可以对机器存在的温度异常情况进行报警提示，从而降低机器故障率。
本实施例提供的针刺机冷却装置可以对高速运转(主轴转速大于1800rpm)的针刺机进行有效降温，使针刺机主要发热部位充分冷却，避免了针刺机因传动机构温度过高而产生故障停机。该冷却装置利用针刺机工作时针板梁重力做功来驱动冷却装置，不额外消耗能源，节约了成本。此外，这种冷却装置不影响针刺产品的质量，同时不产生吹风噪声污染。
应当理解的是，虽然在这里可能使用量术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种针刺机冷却装置，其特征在于：包括用于对针刺机传动机构的轴承座(3)进行冷却降温的针刺机轴承座冷却套(1.1)和用于对针刺机的传动箱(4)进行冷却降温的传动箱冷却板(1.2)，针刺机轴承座冷却套(1.1)罩在所述轴承座(3)上，传动箱冷却板(1.2)贴在所述传动箱(4)表面；
针刺机轴承座冷却套(1.1)和传动箱冷却板(1.2)内均设有回绕冷却管，回绕冷却管的进、出口均通过冷却液管路(1.3)与冷却液箱(1.4)相连，形成冷却回路；用于对冷却液箱(1.4)内的冷却液进行制冷的制冷装置(1.5)与冷却液箱(1.4)连接。
2.如权利要求1所述的一种针刺机冷却装置，其特征在于：所述针刺机轴承座冷却套(1.1)为与所述轴承座(3)形状、大小相匹配的结构，针刺机轴承座冷却套(1.1)内壁均匀涂抹导热硅脂后罩在轴承座(3)上。
3.如权利要求1或2所述的一种针刺机冷却装置，其特征在于：所述针刺机轴承座冷却套(1.1)上端设有第一安装孔(1.1.4)，螺钉穿过第一安装孔(1.1.4)后旋入所述轴承座(3)的安装螺孔中，使针刺机轴承座冷却套(1.1)与轴承座(3)牢固贴合在一起。
4.如权利要求1所述的一种针刺机冷却装置，其特征在于：所述传动箱冷却板(1.2)为与所述传动箱(4)表面形状、大小相匹配的结构，传动箱冷却板(1.2)的贴合面均匀涂抹导热硅脂后贴在传动箱(4)表面。
5.如权利要求1或4所述的一种针刺机冷却装置，其特征在于：所述传动箱冷却板(1.2)的外周设有第二安装孔(1.2.1)，螺钉穿过第二安装孔(1.2.1)并与所述传动箱(4)固定，使传动箱冷却板(1.2)与传动箱(4)牢固贴合在一起。
6.如权利要求1所述的一种针刺机冷却装置，其特征在于：所述针刺机轴承座冷却套(1.1)、传动箱冷却板(1.2)和冷却液管路(1.3)外表面均包覆有用于减少能量损失、同时防止冷凝水产生的泡棉隔热层。
7.如权利要求1所述的一种针刺机冷却装置，其特征在于：还包括用于利用针刺机工作时针板梁向下运动做功来驱动制冷装置(1.5)、提供动力输入的辅助传动机构(2)，辅助传动机构(2)与所述制冷装置(1.5)连接。
8.如权利要求1所述的一种针刺机冷却装置，其特征在于：还包括用于对针刺机主轴温度进行实时检测的温度监控装置(6)，温度监控装置(6)中设有显示器和报警器；所述冷却液管路(1.3)上设有用于驱动冷却液流动的泵；当针刺机主轴温度超过温度监控装置(6)所设第一阀值时，控制冷却液管路(1.3)上的泵加速驱动冷却液的流动，从而加快对针刺机的冷却；当针刺机主轴温度超过温度监控装置(6)所设第二阀值时，报警器鸣叫报警。
9.如权利要求8所述的一种针刺机冷却装置，其特征在于：所述辅助传动机构(2)包括针板梁联动齿条(2.1)和传动齿轮轴(2.2)，针板梁联动齿条(2.1)设于针刺机的下针板梁(5)上，传动齿轮轴(2.2)设于针刺机的机身上，传动齿轮轴(2.2)上设有齿轮(2.3)，齿轮(2.3)与传动齿轮轴(2.2)之间设有超越离合器(2.4)，齿轮(2.3)与针板梁联动齿条(2.1)啮合，传动齿轮轴(2.2)端部与制冷装置(1.5)内的压缩机泵体相连。
10.一种针刺机冷却方法，采用如权利要求9所述的针刺机冷却装置，其特征在于，步骤为：
针刺机轴承座冷却套(1.1)、传动箱冷却板(1.2)和冷却液箱(1.4)通过冷却液管路(1.3)连接形成冷却回路，针刺机轴承座冷却套(1.1)包裹针刺机的轴承座(3)，传动箱冷却板(1.2)贴覆针刺机的传动箱(4)，冷却回路中流过源源不断的循环冷却液，对针刺机的轴承座(3)和传动箱(4)进行冷却；同时，由于针刺机的传动机构均为金属件，良好的导热性使针刺机连杆处的轴承也得到冷却，使针刺机充分冷却降温；
针刺机工作时，针板梁(5)上下运动，固定在针板梁(5)上的针板梁联动齿条(2.1)通过齿轮(2.3)带动传动齿轮轴(2.2)运动，超越离合器(2.4)使传动齿轮轴(2.2)只能被针板梁联动齿条(2.1)单向加速驱动，从而为制冷装置(1.5)提供动力；
同时，温度监控装置(6)在针刺机工作时对针刺机主轴温度进行实时监测和数据显示，且当针刺机主轴温度超过温度监控装置(6)所设第一阀值时，控制冷却液管路(1.3)上的泵加速驱动冷却液的流动，从而加快对针刺机的冷却，当针刺机主轴温度超过温度监控装置(6)所设第二阀值时，温度监控装置(6)中的报警器会报警提示。
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