CN203741518U - 开关磁阻电机驱动的织机传动与织机位置自动标定系统 - Google Patents

Abstract

一种开关磁阻电机驱动的织机传动与织机位置自动标定系统，所述开关磁阻电机的电机定子固定在机架上，电机转子与一通过轴承支承在机架上的主电机齿轮轴固连，该主电机齿轮轴的一端通过轴承连接有一活塞，该活塞与一置于机架上导向孔内并可移动的插针固连，使插针与机架形成圆柱副连接；所述活塞置于固连在机架上的活塞缸内，并形成圆柱副连接，活塞与插针配合，可以做横向移动，但不能做转动；所述主电机齿轮轴通过轴齿轮与固连在开口传动轴上的开口传动齿轮啮合，开口传动轴通过弹簧固连有开口制动器的衔铁，开口传动轴的两端分别与编码器及开口机构连接，开口制动器的线圈与机架固连。

Description

开关磁阻电机驱动的织机传动与织机位置自动标定系统

技术领域

本实用新型涉及的是一种开关磁阻电机驱动的织机传动与织机位置自动标定系统，纺织机械领域的传动与控制技术。

背景技术

常规的剑杆织机采用三相异步交流电机驱动织机的主轴，采取离合制动器实现织机的起制动功能，织机速度的变化采用改变速比或改变电机驱动频率的方式实现。

图1所示为现有技术的一种传动系统，其中，三相异步交流主电动机1的输出轴上固连有主传动皮带轮2；主离合器转子7上固连有主传动皮带轮4，并通过轴承与高速齿轮轴11连接；离合制动器衔铁8通过弹簧固连在高速齿轮轴11上，高速齿轮轴11、11′通过轴承与机架5连接，并与高速轴12固连；引纬主轴14、14′上固连有引纬齿轮13、13′，通过轴承与机架5连接，并与引纬机构相连；打纬主轴19、19′上固连有打纬齿轮10、10′，通过轴承与机架5连接，并与打纬机构相连；寻纬吸盘16通过弹簧与打纬主轴19′固连，开口传动轴20上固连有寻纬吸盘16′、开口带轮21、剪刀传动带轮27，通过轴承与机架5连接，通过弹簧固连有慢车吸盘18′，通过轴承连接有慢车大链轮18；慢车电机26的输出轴上固连有慢车小链轮25；剪刀轴30 上固连有剪刀传动带轮29，通过连轴器31与主轴编码器32的转动轴连接，通过轴承与机架5连接；主轴编码器32的外壳与机架5固连；开口传动带轮23与开口机构连接；主离合器线圈6、主制动器线圈9、寻纬离合器线圈15，慢车离合器线圈17与机架5固连。

三相异步交流主电动机1通电，通过主传动皮带轮2、皮带3带动主传动皮带轮4运动，同时带动主离合器转子7运动。

当织机需要正常运转时：主离合器线圈6通电，主制动器线圈9断电，寻纬离合器线圈15断电，慢车离合器线圈17断电，慢车电机26断电；主离合器转子7与离合制动器衔铁8吸合，形成一体；寻纬吸盘16、16′吸合，形成一体；慢车吸盘18′与慢车大链轮18分离。主离合器转子7转动，带动高速齿轮轴11、11′、高速轴12转动，通过齿轮啮合带动引纬主轴14、14′转动，驱动织机两侧的引纬机构；同时带动打纬主轴19、19′转动，驱动织机中间的打纬机构；带动开口传动轴20、剪刀传动带轮27、开口带轮21转动，此时慢车大链轮18静止；通过同步带22、带动开口传动带轮23及开口机构运动；通过同步带28带动剪刀传动带轮29剪刀轴30、连轴器31、主轴编码器32运动。

引纬主轴14（14′）、打纬主轴19（19′）、开口传动轴20、剪刀轴30同速运转。

主离合器线圈6、主离合器转子7、离合制动器衔铁8组成主离合器；主制动器线圈9、离合制动器衔铁8组成主制动器；寻纬吸盘16、16′、寻纬离合器线圈15组成寻纬离合器；慢车吸盘18′、慢车大链轮18、慢车离合器线圈17组成慢车离合器。

当织机制动时：主离合器线圈6断电，主制动器线圈9通电，寻纬离合器线圈15断电，慢车离合器线圈17断电，慢车电机26断电；离合制动器衔铁8与主制动器线圈9吸合，形成一体，离合制动器衔铁8与主离合器转子7分离，寻纬吸盘16、16′吸合，形成一体；慢车吸盘18′与慢车大链轮18分离。离合制动器衔铁8制动，迫使引纬主轴14、14′，打纬主轴19、19′，开口传动轴20，剪刀轴30及其上固连的零件制动，引纬机构、打纬机构、开口机构制动。

当织机慢速运动时：主离合器线圈6断电，主制动器线圈9断电，寻纬离合器线圈15断电，慢车离合器线圈17通电，慢车电机26通电；离合制动器衔铁8与主制动器线圈9分离，与主离合器转子7分离；寻纬吸盘16、16′吸合，形成一体；慢车吸盘18′与慢车大链轮18吸合，形成一体。慢车电机26通过慢车小链轮25、慢车链条24，慢车大链轮18带动开口传动轴20、引纬主轴14、14′，打纬主轴19、19′，剪刀轴30及其上固连的零件运动，驱动引纬机构、打纬机构、开口机构以及主轴编码器32。

当织机寻纬运动时：主离合器线圈6断电，主制动器线圈9通电，寻纬离合器线圈15通电，慢车离合器线圈17通电，慢车电机26通电；离合制动器衔铁8与主制动器线圈9吸合，形成一体；离合制动器衔铁8与主离合器转子7分离；寻纬吸盘16、16′分离；慢车吸盘18′与慢车大链轮18吸合，形成一体。慢车电机26通过慢车小链轮25、慢车链条24，慢车大链轮18带动开口传动轴20、剪刀轴30及其上固连的零件运动，驱动开口机构、主轴编码器32运动；引纬主轴14、14′，打纬主轴19、19′及其上固连的零件在主制动器的作用下静止，引纬机构、打纬机构静止。当编码器32转过一个角度（一般不超过90°）后，寻纬离合器线圈15断电，但由于寻纬离合器内部结构的限制，寻纬吸盘16、16′继续分离，当寻纬吸盘16′转过接近一周时，慢车电机26断电，由于惯性作用，当寻纬吸盘16′继续转动，当其转过完整的一周时，与寻纬吸盘16′吸合，织机停止运动，完成一次寻纬动作。

织机的位置由织机主轴的角度位置确定，在装配时根据筘座的位置，由人工完成主轴角度起始位置的标定，即转动织机，精确找到打纬时刻所对应的织机位置，松开联轴器31，调整主轴编码器的角度，使其显示为0°位置，固定连接后，即完成织机零位的标定。

但上述现有的传动系统存在如下缺陷：当织机速度达到或超过450-500转/分左右、织机启制动时，主离合器、主制动器故障频繁，或当开口传动系统载荷很大时，慢车、寻纬离合器故障频繁、传动带断裂等，因此限制了织机的最高转速；如果改变织机的速度就需要更换带轮或采用变频电机，就无法实现变速织造，正常织造与寻纬运动、慢速运动采用不同的传动路线，机械结构复杂；代表织机位置的主轴编码器零位需要人工标定。

发明内容

    本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种机构合理，使用方便可靠，能够提高织机的速度、提高织机变速和位置标定方面自动化程度的开关磁阻电机驱动的织机传动系统和织机位置自动标定系统。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，一种开关磁阻电机驱动的织机传动与织机位置自动标定系统，所述开关磁阻电机的电机定子固定在机架上，电机转子与一通过轴承支承在机架上的主电机齿轮轴固连，该主电机齿轮轴的一端通过轴承连接有一活塞，该活塞与一置于机架上导向孔内并可移动的插针固连，使插针与机架形成圆柱副连接；所述活塞置于固连在机架上的活塞缸内，并形成圆柱副连接，活塞与插针配合，可以做横向移动，但不能做转动；

所述主电机齿轮轴通过轴齿轮与固连在开口传动轴上的开口传动齿轮啮合，开口传动轴通过弹簧固连有开口制动器的衔铁，开口传动轴的两端分别与编码器及开口机构连接，开口制动器的线圈与机架固连。

所述主电机齿轮轴还通过轴齿轮与固连在引纬打纬主轴上的引纬齿轮啮合，在所述引纬打纬主轴上还固连有两个打纬凸轮，该引纬打纬主轴通过轴承支承在机架上，形成D转动副；一引纬空间连杆一端通过轴承与引纬齿轮连接，形成B圆柱副，另一端通过轴承与摇摆座118连接，形成C转动副，摇摆座通过轴承与机架连接，形成A转动副；A转动副、B圆柱副、C转动副、D转动副的运动轴线交于一点，引纬齿轮、引纬空间连杆、摇摆座以及机架形成空间四连杆机构，成为引纬机构的一部分；

一打纬摆臂通过轴承与两个滚子分别连接，形成两个E转动副和F转动副，打纬摆臂通过轴承支承在机架上，形成H转动副；两个滚子分别与两个打纬凸轮接触；两个打纬凸轮、打纬摆臂、两个滚子以及机架，形成凸轮机构，成为打纬机构的一部分；

一接近开关固定在机架上，一端对着固连于摇摆座上的感应片，另一接近开关固定在机架上，一端对着固连于打纬摆臂上的另一感应片；感应片设置在空间连杆处于上极限位置附近、即主轴以此极限位置为基准向前或向后转动45-55°，最佳在50°左右，接近开关上的灯亮，否则不亮；另一感应片设置在滚子处于打纬凸轮的最大向径附近、即主轴以此极限位置为基准向前或向后转动35-45°，最佳在40°左右，另一接近开关上的灯亮，否则不亮。

本实用新型所述主电机齿轮轴、电机转子、电机定子组成了开关磁阻电机，所述的开口制动器的衔铁和开口制动器的线圈组成了开口制动器；所述的开口传动齿轮与引纬齿轮齿数相等。

所述的引纬齿轮上设置有两处圆形缺口、两处供插针插入锁定引纬打纬运动时使用的插销孔，还开设有一圆孔，其中心线与引纬齿轮的回转中心线交于一点，形成α角。

所述的电机齿轮轴与活塞采用深沟球轴承连接，可以相对转动，但不能相对移动，插针导向孔R轴线与主电机齿轮轴线平行。

本实用新型属于对现有技术的改良，它具有机构合理，使用方便可靠，能够提高织机的速度、提高织机变速和位置标定方面自动化程度等特点。

附图说明

图1是现有技术的传动系统示意图。

图2是本实用新型的传动系统示意图。

图3是图2中的A-A剖视图。

图4是图2中的C向局部旋转视图。

图5是寻纬位置系统局部视图。

图6是图5的B-B剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：本实用新型主要是为了克服现有技术的不足，在现有技术——开关磁阻电机驱动的剑杆织机传动系统基础上，取消主离合器、主制动器、寻纬离合器、慢车离合器等，取消带传动；具体的传动系统见图2—6所示。

开关磁阻电机驱动的织机传动与织机位置自动标定系统，所述开关磁阻电机的电机定子102固定在机架120上，电机转子101与一通过轴承支承在机架120上的主电机齿轮轴103固连，其特征在于：该主电机齿轮轴103的一端通过轴承连接有一活塞104，该活塞104与一置于机架120上导向孔R内并可移动的插针106固连，使插针106与机架120形成圆柱副连接；所述活塞104置于固连在机架120上的活塞缸105内，并形成圆柱副连接，活塞104与插针106配合，可以做横向移动，但不能做转动；

所述主电机齿轮轴103通过轴齿轮与固连在开口传动轴115上的开口传动齿轮111啮合，开口传动轴115通过弹簧固连有开口制动器的衔铁114，开口传动轴115的两端分别与编码器112及开口机构连接，开口制动器的线圈113与机架120固连。

所述主电机齿轮轴103还通过轴齿轮与固连在引纬打纬主轴107上的引纬齿轮116啮合，在所述引纬打纬主轴107上还固连有两个打纬凸轮108、108′，该引纬打纬主轴107通过轴承支承在机架120上，形成D转动副D₁；一引纬空间连杆117一端通过轴承与引纬齿轮116连接，形成B圆柱副B₁，另一端通过轴承与摇摆座118连接，形成C转动副C₁，摇摆座118通过轴承与机架120连接，形成A转动副A₁；A转动副A₁、B圆柱副B₁、C转动副C₁、D转动副D₁的运动轴线交于一点，引纬齿轮116、引纬空间连杆117、摇摆座118以及机架120形成空间四连杆机构，成为引纬机构的一部分；

一打纬摆臂109通过轴承与两个滚子110、110′分别连接，形成两个E转动副E₁和F转动副F₁，打纬摆臂109通过轴承支承在机架120上，形成H转动副H₁；两个滚子110、110’分别与两个打纬凸轮108、108′接触；两个打纬凸轮108、108′、打纬摆臂109、两个滚子110、110′以及机架120，形成凸轮机构，成为打纬机构的一部分；

一接近开关121固定在机架120上，一端对着固连于摇摆座118上的感应片119，另一接近开关121′固定在机架120上，一端对着固连于打纬摆臂109上的另一感应片119′；感应片119设置在空间连杆117处于上极限位置附近、即主轴以此极限位置为基准向前或向后转动50°左右，接近开关121上的灯亮，否则不亮；另一感应片119′设置在滚子110处于打纬凸轮108的最大向径附近、即主轴以极限此位置为基准向前或向后转动40°左右，另一接近开关121′上的灯亮，否则不亮。

本实用新型所述主电机齿轮轴103、电机转子101、定子102组成了开关磁阻电机，所述的开口制动器的衔铁114和开口制动器的线圈113组成了开口制动器；所述的开口传动齿轮111与引纬齿轮116齿数相等。

所述的引纬齿轮116上设置有两处圆形缺口N、K、两处供插针106插入锁定引纬打纬运动时使用的插销孔P、Q，还开设有一圆孔M，其中心线与引纬齿轮116的回转中心线交于一点，形成α角。

所述的电机齿轮轴103与活塞104采用深沟球轴承连接，可以相对转动，但不能相对移动，插针导向孔R轴线与主电机齿轮轴线平行。

当织机正常运动时，开口制动器松开，主电机通入强电流，电机转子101快速启动，带动主电机齿轮轴103转动，通过与开口齿轮111啮合，带动开口传动轴115转动，带动编码器112转动，感知主轴角度，同时带动开口机构运动；主电机齿轮轴103通过与引纬齿轮116啮合带动引纬打纬主轴107转动，带动凸轮机构运动，驱动整个打纬机构运动；同时带动空间四连杆机构，驱动整个引纬机构运动。当织机到达额定转速后，减小电流，以编码器感知到的速度为反馈参数，控制主电机的电流量来控制织机的速度，实现主电机的近似恒转速运动。

当织机需要制动时，主电机以制动方式通电，电机转子101快速制动，相应的运动零件同时也快速制动，达到静止。当织机完全静止后，开口制动器通电，开口制动器的线圈与开口制动器的衔铁吸合，制动开口机构或整个传动系统（根据制动器结构不同，也可以是断电制动）。

当织机需要慢速运动时，开口制动器松开，主电机通以相对较小的电流，电机转子101慢速运动，带动主电机齿轮轴103转动，通过与开口齿轮111啮合，带动开口传动轴115转动，带动编码器112运动，感知主轴角度，同时带动开口机构转动；主电机齿轮轴103通过与引纬齿轮116啮合带动引纬打纬主轴107转动，带动凸轮机构运动，驱动整个打纬机构运动；同时带动空间四连杆机构，驱动整个引纬机构运动，实现织机的慢速运动。

当织机需要寻纬运动时，开口制动器松开；主电机通以小电流，电机转子101慢速运动，带动主电机齿轮轴103转动，通过与开口齿轮111啮合，带动开口传动轴115转动，带动编码器112转动，感知主轴角度，同时带动开口机构转动；主电机齿轮轴103通过与引纬齿轮116啮合带动引纬打纬主轴107转动，带动凸轮机构运动，驱动整个打纬机构运动；同时带动空间四连杆机构，驱动整个引纬机构运动；当织机运动到图6所示位置时（即主电机齿轮轴103上的齿轮对准引纬齿轮116上的缺口N或K），电机转子101停止转动，并以磁场力实现周向定位，液压阀系统开始工作，高压油从油缸105的C端进入，推动活塞104向右运动，液压油从D端流出，同时推动主电机齿轮轴向右运动，插针106插入引纬齿轮上的孔Q内，实现引纬打纬系统的锁定。当主电机齿轮轴103上的齿轮与引纬齿轮116脱开（不啮合）时，液压阀停止工作，电机周向定位解除，主电机通入小电流，电机转子101慢速转动，带动开口传动轴115及其上固连的零件运动，同时带动开口机构运动。当开口传动轴115转动完整的一周后停止转动，并以磁场力实现周向定位；液压阀系统开始工作，高压油从油缸105的D端进入，推动活塞104向左运动，液压油从C端流出，同时推动主电机齿轮轴向左运动，插针106从引纬齿轮上的孔Q内拉出，解除引纬打纬系统的锁定，同时主电机轴103上的齿轮重新与引纬齿轮116啮合，主电机通以小电流，带动织机慢速运转到寻纬起始位置，完成一次寻纬。

织机主轴零位的标定：电机转子101以慢速度转动带动引纬齿轮116慢速转动，通过空间四连杆机构带动摇摆座118绕A₁支点摆动，在引纬齿轮116转动一周内，摇摆座上的感应片119感应接近开关121一次，接近开关121上的灯一段时间亮，一段时间不亮，通过电控系统自动读取编码器上显示的角度，可以确定接近开关亮灯的编码器角度区域，计算编码器亮灯角度区域的中点，即为织机主轴角度的零点位置，完成织机主轴角度的自动标定。当凸轮108、108′的轮廓线对称时，也可以采用感应片119′感应接近开关121′的方式实现织机零位的标定，在实际中，只需选择一种方式标定织机零位即可。

本实用新型取消了现有技术中的主离合制动器、寻纬离合器、慢车离合器，避免了离合制动器产生的故障；取消了带传动，避免了因载荷过大造成的带断裂故障。

本实用新型所述的主电机采用开关磁阻电机，即可实现瞬间大扭矩起制动，又可实现快速、慢速运动及变速织造；织机零位的标定由控制系统自动完成，提高了自动化程度。

    本实用新型具有如下特点：

一是、引纬齿轮116上具有两处圆形缺口N、K，两处供插针106插入锁定引纬打纬运动时使用的插销孔P、Q，有一圆孔M，其中心线与齿轮回转中心线交于一点，形成α角；

二是、电机齿轮轴103与活塞104采用深沟球轴承连接，可以相对转动，但不能相对移动，插针导向孔R轴线与主电机齿轮轴线平行；

三是、采用接近开关感知引纬机构中摆动零件或打纬机构中摆动零件的方法，实现织机主轴零度位置的自动标定。

Claims (4)

1.一种开关磁阻电机驱动的织机传动与织机位置自动标定系统，所述开关磁阻电机的电机定子（102）固定在机架（120）上，电机转子（101）与一通过轴承支承在机架（120）上的主电机齿轮轴（103）固连，其特征在于：该主电机齿轮轴（103）的一端通过轴承连接有一活塞（104） ，该活塞（104）与一置于机架（120）上导向孔（R）内并可移动的插针（106）固连，使插针（106）与机架（120）形成圆柱副连接；所述活塞（104）置于固连在机架（120）上的活塞缸（105）内，并形成圆柱副连接，活塞（104）与插针（106）配合，可以做横向移动，但不能做转动；

所述主电机齿轮轴（103）通过轴齿轮与固连在开口传动轴（115）上的开口传动齿轮（111）啮合，开口传动轴（115）通过弹簧固连有开口制动器的衔铁（114），开口传动轴（115）的两端分别与编码器（112）及开口机构连接，开口制动器的线圈（113）与机架（120）固连；

所述主电机齿轮轴（103）还通过轴齿轮与固连在引纬打纬主轴（107）上的引纬齿轮（116）啮合，在所述引纬打纬主轴（107）上还固连有两个打纬凸轮（108、108′），该引纬打纬主轴（107）通过轴承支承在机架（120）上，形成D转动副（D₁）；一引纬空间连杆（117）一端通过轴承与引纬齿轮（116）连接，形成B圆柱副（B₁），另一端通过轴承与摇摆座（118）连接，形成C转动副（C₁），摇摆座（118）通过轴承与机架（120）连接，形成A转动副（A₁）；A转动副（A₁）、B圆柱副（B₁）、C转动副（C₁）、D转动副（D₁）的运动轴线交于一点，引纬齿轮（116）、引纬空间连杆（117）、摇摆座（118）以及机架（120）形成空间四连杆机构，成为引纬机构的一部分；

一打纬摆臂（109）通过轴承与两个滚子（110、110′）分别连接，形成两个E转动副（E₁）和F转动副（F₁），打纬摆臂（109）通过轴承支承在机架（120）上，形成H转动副（H₁）；两个滚子（110、110’）分别与两个打纬凸轮（108、108′）接触；两个打纬凸轮（108、108′）、打纬摆臂（109）、两个滚子（110、110′）以及机架（120），形成凸轮机构，成为打纬机构的一部分；

一接近开关（121）固定在机架（120）上，一端对着固连于摇摆座（118）上的感应片（119），另一接近开关（121′）固定在机架（120）上，一端对着固连于打纬摆臂（109）上的另一感应片（119′）；感应片（119）设置在空间连杆（117）处于上极限位置附近、即主轴以此极限位置为基准向前或向后转动45-55°，接近开关（121）上的灯亮，否则不亮；另一感应片（119′）设置在滚子（110）处于打纬凸轮108的最大向径附近、即主轴以此极限位置为基准向前或向后转动35-45°，另一接近开关（121′）上的灯亮，否则不亮。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机驱动的织机传动与织机位置自动标定系统，其特征在于所述主电机齿轮轴（103）、电机转子（101）、电机定子（102）组成了开关磁阻电机，所述的开口制动器的衔铁（114）和开口制动器的线圈（113）组成了开口制动器；所述的开口传动齿轮（111）与引纬齿轮（116）齿数相等。

3.根据权利要求1或2所述开关磁阻电机驱动的织机传动与织机位置自动标定系统，其特征在于所述的引纬齿轮（116）上设置有两处圆形缺口（N、K）、两处供插针（106）插入锁定引纬打纬运动时使用的插销孔（P、Q），还开设有一圆孔（M），其中心线与引纬齿轮（116）的回转中心线交于一点，形成α角。

4.根据权利要求1或2所述开关磁阻电机驱动的织机传动与织机位置自动标定系统，其特征在于所述的电机齿轮轴（103）与活塞（104）采用深沟球轴承连接，可以相对转动，但不能相对移动，插针导向孔（R）轴线与主电机齿轮轴线平行。