CN113293523A - 一种磁悬浮往复式水刺装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现水刺头水平方向的高速往复运动的磁悬浮往复式水刺装置。一种磁悬浮往复式水刺装置，包括水刺头、悬吊梁和顶梁，水刺头连接于悬吊梁下方，顶梁内部设有空腔，空腔向下贯穿顶梁底部形成顶梁开口，悬吊梁顶部伸入空腔，顶梁与悬吊梁顶部端面之间设有电磁悬浮组件，顶梁两端内端面与悬吊梁两端端面之间设有电磁驱动组件，水刺头侧部设有安全限位组件。本发明基于磁悬浮技术实现水刺头的高频往复运动，运动精度高，受控性强；避免了进行高频往复运动的部件之间的直接接触，消除磨损损耗，减少了维护工作，避免了较大噪音的产生，且运行阻力小，节能环保。

Description

一种磁悬浮往复式水刺装置

技术领域

本发明涉及一种水刺装置，特别涉及一种磁悬浮往复式水刺装置，属于纺织技术领域。

背景技术

纺织领域中的水刺工艺是利用高压水流对纤网喷射，使构成纤网的纤维之间互相缠结，从而得到非织造布。对于平网水刺机，为了得到不同外观形态的产品，可通过控制水刺头水平运动，使布面形成不同的纹路，或者，为了消除水刺痕，可通过控制水刺头水平运动，使纤网单点受力更为均匀，避免纤网形成沟痕。上述技术方案的核心是水刺头的水平向运动可控性，本领域技术人员已经对此问题进行了初步探索并提出了一些技术方案。

申请号为201811424042.2的中国发明专利公开了一种波浪纹水刺布的加工设备，加工设备包括水刺头设置在转鼓或托网帘的上方，水刺头与高压水源连通，水刺头内的水针板具有多个喷射孔，多个喷射孔能够喷出高压水流。固定结构与水刺头的两端固定连接。摆动机构与固定结构连接。连杆机构的一端与固定结构的一侧连接。驱动机构驱动偏心轮转动，偏心轮带动连杆机构做往复直线运动，连杆机构带动固定结构以及水刺头，在摆动机构的限定范围内，使水刺头沿水刺头长度方向的轴心方向做水平往复摆动。该加工设备无需更换转鼓套、托网帘，可节省大量生产时间。该技术方案实现了水刺头的受控水平往复摆动，但为机械结构，运动辐较多，精度控制难度高，力学损耗多，碍于机械结构和电机功率限制，无法使水刺头以高速进行长期往复运动，且连续性生产对于机械部件的磨损很大，严重影响整机寿命。

申请号为201811452708.5的中国发明专利公开了一种用于摆动式正反水平带式水刺机的水刺头，包括上横梁；上横梁的顶部设有电机，且电机的传动轴通过联轴器与偏心传动轴偏心传动连接；上横梁的下方设有摆动水刺头；摆动水刺头与偏心传动轴转动连接；摆动水刺头的两侧与上横梁之间通过减震阻尼弹簧弹性连接；偏心传动轴的两侧分别设有摆动偏心轴；摆动偏心轴的上下两端分别与上横梁和摆动水刺头转动连接；摆动水刺头的底面与基布对应。该技术方案实现了水刺头在水平方向上的圆形循环运动，从纤维到纤网不需要梳理机和交叉铺网机，使生产性能高于普通非织造布的产品，且无水刺纹痕。但是仍然是机械结构，由偏心传动轴传力，力学损耗多，精度控制差，无法使水刺头以高速在水平方向上进行运动。

综上所述，现有技术虽然开展了水刺头水平向运动的积极探索，但对于如何使水刺头在水平方向上进行高速可控运动，仍未有可供参考的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现水刺头水平方向的高速往复运动的磁悬浮往复式水刺装置，解决背景技术所述的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种磁悬浮往复式水刺装置，包括水刺头、悬吊梁和顶梁，水刺头连接于悬吊梁下方，顶梁内部设有空腔，空腔向下贯穿顶梁底部形成顶梁开口，悬吊梁顶部伸入空腔，顶梁与悬吊梁顶部端面之间设有电磁悬浮组件，顶梁两端内端面与悬吊梁两端端面之间设有电磁驱动组件，水刺头侧部设有安全限位组件。

作为优选，所述电磁悬浮组件包括悬浮控制器、气隙传感器和若干均布设于悬吊梁顶部端面的第一条形电磁铁，若干第一条形电磁铁平行设置，悬浮控制器电性连接气隙传感器和若干第一条形电磁铁。悬浮控制器依据气隙传感器检测到的间距信号数据来控制若干第一条形电磁铁上的电流大小，实时调节顶梁与悬吊梁顶部端面之间的间距，以保证悬吊梁的悬浮稳定。

作为优选，所述电磁驱动组件包括设于悬吊梁两端端面的电磁线圈和与电磁线圈对应的设于顶梁两端内端面的永磁体，电磁线圈套设于永磁体外。通过通入悬吊梁两端端面电磁线圈的交变电流的变化产生磁力变化，改变悬吊梁两端受力，产生往复运动。

作为优选，所述安全限位组件包括若干限位柱和若干阻力块，若干限位柱设于水刺头侧部，每个限位柱上设有防撞板，若干阻力块成对设置于水刺头侧部和限位柱之间。

作为优选，所述悬吊梁侧部与顶梁侧部内壁面之间设有用于限定悬吊梁相对顶梁位移方向的导向部件。

作为优选，所述导向部件包括设于悬吊梁侧部表面的第二条形电磁铁。

作为优选，所述顶梁底部设有轨道梁，轨道梁中部设有用于悬吊梁贯穿轨道梁的轨道梁开口，轨道梁顶面与悬吊梁之间设有缓冲支撑组件。

作为优选，所述缓冲支撑组件包括设于悬吊梁上的若干空气弹簧和若干弹性垫。

作为优选，所述水刺头上设有吸振组件，所述吸振组件包括若干设于水刺头侧部和底部的动力吸振器。

作为优选，所述动力吸振器包括基座、弹性块和质量块，质量块通过弹性块固接基座，基座固接水刺头。

本发明的有益效果是：

本发明的磁悬浮往复式水刺装置基于磁悬浮技术实现水刺头的高频往复运动，运动精度高，受控性强；本发明避免了进行高频往复运动的部件之间的直接接触，消除磨损损耗，减少了维护工作，避免了较大噪音的产生，且运行阻力小，节能环保；本发明通过安全限位组件限制了水刺头的往复运动区域，在装置失效时可有效避免水刺头脱出装置，具有很高的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明悬吊梁和顶梁的结构示意图；

图3是本发明的俯视结构示意图；

图4是本发明吸振组件的结构示意图。

图中：1、水刺头，2、悬吊梁，3、顶梁，4、安全限位组件，5、电磁悬浮组件，6、电磁驱动组件，7、导向部件，8、缓冲支撑组件，9、动力吸振器，301、轨道梁，401、限位柱，402、阻力块，403、防撞板，404、侧板，501、悬浮控制器，502、气隙传感器，503、第一条形电磁铁，601、电磁线圈，602、永磁体，701、第二条形电磁铁，801、空气弹簧，802、弹性垫，901、基座，902、弹性块，903、质量块。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

实施例1：

如图1所示的一种磁悬浮往复式水刺装置，包括水刺头1、悬吊梁2和顶梁3，水刺头固定连接于悬吊梁下方，顶梁内部设有空腔，空腔向下贯穿顶梁底部形成顶梁开口，悬吊梁顶部伸入空腔，水刺头侧部设有安全限位组件4。如图2所示，顶梁与悬吊梁顶部端面之间设有电磁悬浮组件5，电磁悬浮组件5提供顶梁对于悬吊梁的吸力，使悬吊梁悬浮于顶梁空腔内，顶梁两端内端面与悬吊梁两端端面之间设有电磁驱动组件6，电磁驱动组件提供顶梁两端内端面对于悬吊梁两端端面的推力，并通过调整两端推力变化，实现悬吊梁在顶梁空腔内沿顶梁空腔方向的高速往复运动，从而实现悬吊梁底部的水刺头的高速往复运动。

通过上述技术方案，悬吊梁悬浮于顶梁内腔，两者之间没有任何直接接触，不会产生磨损损耗，减少了整个装置的维护工作，避免了较大噪音的产生，且运行阻力小，节能环保。

实施例2：

如图1所示的一种磁悬浮往复式水刺装置，包括水刺头1、悬吊梁2和顶梁3，水刺头固定连接于悬吊梁下方，顶梁内部设有空腔，空腔向下贯穿顶梁底部形成顶梁开口，悬吊梁顶部伸入空腔，水刺头侧部设有安全限位组件4。如图2所示，顶梁与悬吊梁顶部端面之间设有电磁悬浮组件5，电磁悬浮组件5提供顶梁对于悬吊梁的吸力，使悬吊梁悬浮于顶梁空腔内，顶梁两端内端面与悬吊梁两端端面之间设有电磁驱动组件6，电磁驱动组件提供顶梁两端内端面对于悬吊梁两端端面的推力，并通过调整两端推力变化，实现悬吊梁在顶梁空腔内沿顶梁空腔方向的高速往复运动，从而实现悬吊梁底部的水刺头的高速往复运动。

如图3所示，安全限位组件包括四个限位柱401和四对阻力块402，水刺头为长方体，四个限位柱设于水刺头的长方体四角处，与长方体四角保持限位距离，每个限位柱的截面为L形，形成对于水刺头端角的限位。每个限位柱上设有防撞板403，用以在装置失效时防止水刺头因运动惯性而飞出装置。在水刺头往复运动方向上相邻的限位柱之间还设有固接于两个限位柱上的侧板404。阻力块成对设置于水刺头侧部和限位柱之间，具体的，一个阻力块固接于水刺头避面，则与之配对的另一个阻力块固接于侧板上，两个成对的阻力块上设有匹配的斜面，在装置失效时，水刺头因运动惯性继续前进，首先会使成对的阻力块之间产生接触，形成对抗于水刺头前进方向的阻力，若水刺头还不能停止前进，则水刺头端部会碰撞防撞板以停止前进，因此，水刺头不会脱出于由四个限位柱所限定的运动区域。

电磁悬浮组件包括悬浮控制器501、气隙传感器502和四条均布设于悬吊梁顶部端面的第一条形电磁铁503，第一条形电磁铁平行设置，悬浮控制器电性连接气隙传感器和所有的第一条形电磁铁。悬浮控制器依据气隙传感器检测到的间距信号数据来控制若干第一条形电磁铁上的电流大小，实时调节顶梁与悬吊梁顶部端面之间的间距，以保证悬吊梁的悬浮稳定。

电磁驱动组件6包括设于悬吊梁两端端面的电磁线圈601和与电磁线圈对应的设于顶梁两端内端面的永磁体602，电磁线圈套设于永磁体外。通过通入悬吊梁两端端面电磁线圈的交变电流的变化产生磁力变化，改变悬吊梁两端受力，产生往复运动。

悬吊梁侧部与顶梁侧部内壁面之间设有用于限定悬吊梁相对顶梁位移方向的导向部件7，导向部件包括两个第二条形电磁铁701，两个第二条形电磁铁分别设于悬吊梁的两侧表面。第二条形电磁铁用于产生与顶梁的排斥力，当悬吊梁在顶梁空腔内的往复运动方向产生纵向偏移时，悬吊梁一侧侧面与顶梁内壁面之间距离缩小，而第二条形电磁铁的排斥力使悬吊梁该侧侧面远离顶梁内壁面，消除所产生的纵向偏移。

顶梁底部设有轨道梁301，轨道梁中部设有用于悬吊梁贯穿轨道梁的轨道梁开口，轨道梁顶面与悬吊梁之间设有缓冲支撑组件8。缓冲支撑组件包括设于悬吊梁上的多个空气弹簧801和多个弹性垫802。弹性垫的高度使弹性垫底面位于正常态时空气弹簧底面位置和受压态时空气弹簧底面位置之间，当整个磁悬浮往复式水刺装置处于非工作状态时，悬吊梁位置下移，首先空气弹簧接触轨道梁并受压，然后弹性垫底面接触轨道梁承载，这样有利于延长轨道梁和空气弹簧的寿命。

水刺头工作时需要引入高压水，高压水通过水刺头内的水针板喷出，因此，水刺头会受力产生振动，水刺头在横向、纵向和竖向上的振动产生的距离偏移，再通过悬吊梁底部传递到悬吊梁顶部时会放大，不利于电磁悬浮组件的磁力控制。为了消减振动影响，降低悬浮控制器的控制难度，提高控制精度，如图4所示，在水刺头上设有吸振组件，吸振组件包括多个设于水刺头侧部和底部的动力吸振器9。通过动力吸振器，可以消除水刺头在横向、纵向和竖向上产生的大部分振动。动力吸振器包括基座901、弹性块902和质量块903，质量块通过弹性块固接基座，基座固接水刺头。

本磁悬浮往复式水刺装置基于磁悬浮技术实现水刺头的高频往复运动，运动精度高，受控性强；避免了进行高频往复运动的部件之间的直接接触，消除磨损损耗，减少了维护工作，避免了较大噪音的产生，且运行阻力小，节能环保。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种磁悬浮往复式水刺装置，其特征在于：该磁悬浮往复式水刺装置包括水刺头、悬吊梁和顶梁，水刺头连接于悬吊梁下方，顶梁内部设有空腔，空腔向下贯穿顶梁底部形成顶梁开口，悬吊梁顶部伸入空腔，顶梁与悬吊梁顶部端面之间设有电磁悬浮组件，顶梁两端内端面与悬吊梁两端端面之间设有电磁驱动组件，水刺头侧部设有安全限位组件。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮往复式水刺装置，其特征在于：所述电磁悬浮组件包括悬浮控制器、气隙传感器和若干均布设于悬吊梁顶部端面的第一条形电磁铁，若干第一条形电磁铁平行设置，悬浮控制器电性连接气隙传感器和若干第一条形电磁铁。

3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮往复式水刺装置，其特征在于：所述电磁驱动组件包括设于悬吊梁两端端面的电磁线圈和与电磁线圈对应的设于顶梁两端内端面的永磁体，电磁线圈套设于永磁体外。

4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮往复式水刺装置，其特征在于：所述安全限位组件包括若干限位柱和若干阻力块，若干限位柱设于水刺头侧部，每个限位柱上设有防撞板，若干阻力块成对设置于水刺头侧部和限位柱之间。

5.根据权利要求1所述的一种磁悬浮往复式水刺装置，其特征在于：所述悬吊梁侧部与顶梁侧部内壁面之间设有用于限定悬吊梁相对顶梁位移方向的导向部件。

6.根据权利要求5所述的一种磁悬浮往复式水刺装置，其特征在于：所述导向部件包括设于悬吊梁侧部表面的第二条形电磁铁。

7.根据权利要求1所述的一种磁悬浮往复式水刺装置，其特征在于：所述顶梁底部设有轨道梁，轨道梁中部设有用于悬吊梁贯穿轨道梁的轨道梁开口，轨道梁顶面与悬吊梁之间设有缓冲支撑组件。

8.根据权利要求7所述的一种磁悬浮往复式水刺装置，其特征在于：所述缓冲支撑组件包括设于悬吊梁上的若干空气弹簧和若干弹性垫。

9.根据权利要求1所述的一种磁悬浮往复式水刺装置，其特征在于：所述水刺头上设有吸振组件，所述吸振组件包括若干设于水刺头侧部和底部的动力吸振器。

10.根据权利要求9所述的一种磁悬浮往复式水刺装置，其特征在于：所述动力吸振器包括基座、弹性块和质量块，质量块通过弹性块固接基座，基座固接水刺头。

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