CN204255641U - 一种织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置，包括试验装置机械部件、工作状态模拟部件、摇轴两侧运动测量装置、摇轴正中间部位外管壁上的受力测量装置和特性测试装置，采用不同数量的传动机构和电机改变摇轴的驱动方式，采用不同长度的平衡块模拟织物的不同门幅，采用不同厚度的橡胶条模拟织机载荷大小，并通过变频器改变摇轴的转速。本实用新型可以定量地研究不同的摇轴驱动方式、载荷大小的变化、不同筘幅织物等因素对摇轴系统两侧运动不同步的影响，最终直接得到摇轴两侧随主轴旋转角度变化的位移、加速度和应力曲线，可以对摇轴系统传动方式的改进和新设计提供依据，减少因反复扭曲而引起的摇轴中部疲劳断裂故障。

Description

一种织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置

技术领域

本实用新型属于喷气织机领域，涉及一种织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置，用于测量摇轴主动侧和被动侧运动状态，从而研究影响摇轴两侧不同步运动的影响因素。

背景技术

摇轴-轴承系统由摇轴摆动部件、支承摇轴的滚动轴承、曲柄摇杆机构、摇杆轴等另部件组成。打纬机构的工作部件是钢筘，作用在钢筘上的力通过筘座、筘座脚传递到摇轴，摇轴轴承受着打纬机构的全部作用力和力矩。摇轴是织机打纬机构的主要部件，摇轴是一个长度为2000-4000毫米的部件, 摇轴绕轴线作往复摆动, 在摇轴带动筘座摆向织口时，钢筘将纬纱打入织口。喷气织机在高速运转时，摇轴摆动系统尽管摆角约为24°，然而摇轴产生强烈的扭弯，在高载高速的喷射织机上很多次发生摇轴扭断，打纬机构工作的可靠性和使用寿命与摇轴驱动方式密切相关。喷气织机的转速越来越高，载荷越来越重和宽幅织机越来越多，摇轴-轴承系统的工作环境趋向恶劣，系统运转中出现了严重的大部件断裂故障，因此有必要研究摇轴的驱动方式，了解系统摇轴两侧的运行状态，测量摇轴两侧运动不同步是必须要做的基础工作。

打纬机构的工作部件钢筘同时完成打纬和引纬两个动作，由于钢筘受到纬纱的反作用力，又受到辅助喷嘴的喷气风的作用力，这些力在时间和空间上都是多变的。在打纬时刻，纬纱对钢筘的脉动式冲击引起摇轴结构的振动；在非打纬时刻，高速的连杆机构运动会产生动力平衡失稳，引起弯扭联合振动，振动产生极大的破坏力。

织机筘幅2.8米，则摇轴长度超3米。在打纬机构运动中，钢筘将纬纱打入织口，一分钟打纬达上千次，在打纬过程中，钢筘以摇轴的中轴线为轴心线往复摆动，摇轴在工作时不断地弯曲和扭转。在高速运转时，筘座摆动系统产生不平衡载荷，主动侧和被动侧的运动不同步，主动侧动作在前，被动侧动作在后，而摇轴的载荷是周期性变化的，结果摇轴在承受载荷时产生反复弯扭振动，引起摇轴中部疲劳断裂。

其故障原因不是摇轴的静态强度不够，不是摇轴抗弯刚度不够，而是系统动态性能差，织机运转频率与摇轴-轴承系统的初阶共振频率之比有点高，主动侧运动领先被动侧运动滞后，在织机主轴一回转中，滞后的被动侧必须赶上主动侧，摇轴被动侧处于反复的滞后赶超状态，摇轴反复动态扭曲产生疲劳，第一阶弯扭模态在摇轴中间位置的变形最大。为了让织机高速运转，摇轴是承受打纬力的主要部件，打纬力作用在织口，承载线沿筘幅是一条几米长的线，在几米长的线上打纬力没有同时到达，打纬力矩先后通过各筘座脚作用在摇轴上，因此必须了解摇轴摆动系统的动态特性和动刚度。摇轴摆动系统结构复杂，单纯计算不可能得到系统的动态特性，最好的方法是通过测试测量系统的动特性。

实用新型内容

为了满足上述需求，本实用新型旨在提供一种织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置，可以定量地研究不同的摇轴驱动方式、载荷大小的变化、不同筘幅织物等因素对摇轴-轴承系统两侧运动不同步的影响。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置，包括试验装置机械部件、工作状态模拟部件、摇轴两侧运动测量装置、摇轴正中间部位外管壁上的受力测量装置和特性测试装置；

所述的试验装置机械部件包括一箱体，所述箱体内设置有一摇轴，所述摇轴上设置有筘座脚，所述筘座脚上放置有平衡块，所述摇轴紧固在摇杆轴上，所述摇轴的两端均通过摇轴法兰和摇杆轴法兰与所述摇杆轴联结，所述摇杆轴的两端分别支承在所述箱体左右两侧箱壁上轴承座的滚珠轴承上，所述摇轴的下方平行设置有一主轴，所述主轴通过连接器和轴承座设置在所述箱体左右两侧的箱壁上，至少有一侧的所述摇杆轴通过一曲柄摇杆机构与同侧的所述主轴连接，所述主轴在主动侧通过一离合器与一电机连接，所述电机连接一变频器，所述主轴还通过一齿轮副连接一编码器；

所述的工作状态模拟装置包括一用于模拟经纬纱组成的织口的橡胶条，所述橡胶条安置在所述平衡块的正前方，所述橡胶条的两端固定在所述箱体左右两侧的延伸臂上；

所述的摇轴两侧运动测量装置包括两块测量板，两块所述测量板分别设置在所述摇轴的两端，所述测量板通过螺栓紧固在所述摇轴法兰与所述摇杆轴法兰的连接部位，所述测量板上吸附有一加速度传感器，所述测量板与一位移传感器接触；所述的摇轴正中间部位外管壁上的受力测量装置包括一组桥式应变片，所述桥式应变片粘贴在所述摇轴正中间部位的外管壁上；

所述的特性测试装置包括一信号分析仪，所述桥式应变片、所述位移传感器和所述加速度传感器分别通过各自对应的电桥信号处理器、变送器和载荷放大器与所述信号分析仪的输入端连接，所述信号分析仪的输入端还与所述编码器连接，所述信号分析仪的输出端与显示屏相连接。

进一步的，所述曲柄摇杆机构包括摇杆、牵手和曲柄，所述摇杆的输出端与所述摇杆轴、所述摇轴连接，所述摇杆的输入端经牵手与所述曲柄的输出端连接，所述曲柄的输入端与所述主轴连接。

进一步的，所述平衡块与所述筘座脚之间设置有平衡块底板。

进一步的，所述橡胶条安置在所述平衡块的正前方，其高度位于所述平衡块的中部，所述橡胶条沿筘幅分布平行于所述摇轴的轴心线，所述橡胶条距离所述平衡块前死心1-5毫米。

进一步的，所述桥式应变片粘贴方向与所述摇轴轴心线呈45o夹角。

进一步的，所述电桥信号处理器内包括一内置放大器和一内置变送器，所述内置放大器与所述桥式应变片电源输入端连接，为其供电，所述桥式应变片的信号输出端通过所述内置变送器与所述信号分析仪的输入端连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型制作专用的摇轴-轴承系统两侧运动不同步试验装置，可以定量地研究不同的摇轴驱动方式、载荷大小的变化、不同筘幅织物等因素对摇轴系统两侧运动不同步的影响，直接得到两侧运动的数据和曲线，可以对摇轴系统传动方式的改进和新设计提供依据，减少因反复扭曲而引起的摇轴中部疲劳断裂故障。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型单电机双侧曲柄摇杆机构驱动摇轴的试验装置的结构示意图；

图2为本实用新型橡胶条位置的正面示意图；

图3为本实用新型橡胶条位置的侧面示意图；

图4为本实用新型测量板、位移传感器和应变片安装位置的正面示意图；

图5为本实用新型测量板和位移传感器安装位置的侧面示意图；

图6为本实用新型测量板、加速度传感器和应变片安装位置的正面示意图；

图7为本实用新型测量板和加速度传感器安装位置的侧面示意图；

图8为本实用新型特性测试装置的结构示意图；

图9为本实用新型电桥信号处理器的结构示意图；

图10为本实用新型单电机单侧曲柄摇杆机构驱动摇轴的试验装置的结构示意图；

图11为本实用新型双电机双侧曲柄摇杆机构驱动摇轴的试验装置的结构示意图；

图12为本实用新型长平衡块的安装位置示意图；

图13为本实用新型短平衡块的安装位置示意图；

图14为本实用新型橡胶条的第一种厚度示意图；

图15为本实用新型橡胶条的第二种厚度示意图；

图16为本实用新型橡胶条的第三种厚度示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

一种织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置，包括试验装置机械部件、工作状态模拟部件、摇轴两侧运动测量装置、摇轴正中间部位外管壁上的受力测量装置和特性测试装置。

参见图1所示，所述的试验装置机械部件包括一箱体1，所述箱体1内设置有一摇轴2，所述摇轴2上设置有筘座脚3，所述筘座脚3上放置有平衡块4，所述摇轴2紧固在摇杆轴5上，所述摇轴2的两端均通过摇轴法兰和摇杆轴法兰与所述摇杆轴5联结，所述摇杆轴5的两端分别支承在所述箱体1左右两侧箱壁轴承座上的滚珠轴承6上，所述摇轴2的下方平行设置有一主轴7，所述主轴7通过连接器8和轴承设置在所述箱体1左右两侧箱壁的轴承座上，至少有一侧的所述摇杆轴5通过一曲柄摇杆机构与同侧的所述主轴7连接，所述曲柄摇杆机构包括摇杆24、牵手25和曲柄26，所述摇杆24的输出端与所述摇杆轴5、所述摇轴2连接，所述摇杆24的输入端经牵手25与所述曲柄26的输出端连接，所述曲柄26的输入端与所述主轴7连接，所述主轴7在主动侧通过一离合器9与一电机10连接，所述电机10连接一变频器11，所述主轴7还通过一齿轮副12连接一编码器13；

所述电机10由所述变频器11控制转速，所述电机10经所述离合器9驱动主动侧的所述曲柄摇杆机构的所述曲柄26,同时驱动所述主轴7，所述主轴7驱动被动侧的所述曲柄摇杆机构的所述曲柄26。所述曲柄26的转动经四杆机构转换成所述摇杆24的摆动，所述摇杆24的摆动带动所述摇杆轴5和所述摇轴2的摆动。

参见图3所示，所述平衡块4与所述筘座脚3之间设置有平衡块底板27，所述平衡块底板27上可根据实验要求安放长短不同的所述平衡块4，来模拟织物的不同门幅。

参见图2、图3所示，所述的工作状态模拟装置包括一用于模拟经纬纱组成的织口的橡胶条14，所述橡胶条14安置在所述平衡块4的正前方，所述橡胶条14的两端固定在所述箱体1左右两侧的延伸臂上，所述橡胶条14安置在所述平衡块4的正前方，其高度位于所述平衡块4的中部，所述橡胶条14沿筘幅分布平行于所述摇轴2的轴心线，所述橡胶条14距离所述平衡块4前死心1-5毫米，每次所述平衡块4摆动都能碰到所述橡胶条14，模拟打纬动作。

参见图4、图5所示，所述的摇轴两侧运动测量装置包括两块测量板15，两块所述测量板15分别设置在所述摇轴2的两端，所述测量板15通过螺栓紧固在所述摇轴法兰与所述摇杆轴法兰的连接部位，所述测量板15与一测量所述摇轴2两侧运动的位移传感器17直接接触，在所述摇轴2摆动时所述位移传感器17始终保持与所述测量板15的接触。

参见图6、图7所示，所述测量板15上还吸附有一加速度传感器16，所述加速度传感器16测量所述摇轴2两侧的位移曲线。

参见图4、图6所示，所述的摇轴正中间部位外管壁上的受力测量装置包括一组桥式应变片18，所述桥式应变片18粘贴在所述摇轴2正中间部位的外管壁上，所述桥式应变片18粘贴方向与所述摇轴2轴心线呈45o夹角，所述应变片组18测量所述摇轴2摆动时所述摇轴2的扭曲应力。

参见图8所示，所述的特性测试装置包括一信号分析仪22，所述桥式应变片18、所述位移传感器17和所述加速度传感器16分别通过各自对应的电桥信号处理器19、变送器20和载荷放大器21与所述信号分析仪22的输入端连接，所述信号分析仪22的输入端还与所述编码器13连接，所述信号分析仪22的输出端与显示屏23相连接。

所述编码器13为时序信号产生装置，测量记录的时间由所述编码器13产生时序，织机所述主轴7回转，通过所述齿轮副12带动所述编码器13回转，回转角度经所述编码器13转换成数字信号，提供测量时序，即测量曲线的X坐标，另一路信号记录运动信号即测量曲线的Y坐标，所述显示屏23显示出随所述主轴7回转角度变化的位移、加速度和应力曲线。

参见图9所示，所述电桥信号处理器19内包括一内置放大器28和一内置变送器29，所述内置放大器28与所述桥式应变片18电源输入端连接，为其供电，所述桥式应变片18的信号输出端通过所述内置变送器29与所述信号分析仪22的输入端连接。

参见图1、图10、图11所示，通过改变设置在试验摇轴两侧的曲柄摇杆机构和电机的数量，本实用新型的织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置可分为单电机双侧曲柄双摇杆机构驱动摇轴的试验装置、单电机单侧曲柄摇杆机构驱动摇轴的试验装置和双电机双侧曲柄双摇杆机构驱动摇轴的试验装置。

    利用本实用新型的织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的方法，包括以下步骤：

1）参见图10、图1所示，比较单电机单侧曲柄摇杆机构驱动摇轴和单电机双侧曲柄双摇杆机构驱动摇轴两种传动方式，试验测量摇轴两侧运动的不同步和摇轴中间部位外管壁上受力状态；

    摇轴两侧运动不同步的后果是摇轴被动侧的运动始终跟不上主动侧的运动，被动侧的运动始终在赶超主动侧，与主动侧运动相比被动侧的运动是一会儿快一会儿慢，运动的结果是摇轴来回扭，当载荷持续增大时，发生摇轴扭断，摇轴扭断的断面呈现为疲劳断裂。

    单侧曲柄摇杆机构驱动摇轴，力的传递从摇轴的主动侧经摇轴传递到被动侧，传递过程化费时间，摇轴长度大于2.8米同时受载荷延迟了力的传递。

2）参见图1、图11所示，比较单电机双侧曲柄摇杆机构驱动摇轴和双电机双侧曲柄双摇杆机构驱动摇轴两种传动方式，试验测量摇轴两侧运动的不同步和摇轴中间部位外管壁上受力状态；

    单电机双侧双曲柄摇杆机构驱动摇轴，被动侧的运动经主动侧带动主轴，再由主轴传动被动侧的曲柄摇杆机构，因此还是存在滞后。用双电机方式，两电机起动保持同步，主动侧和被动侧的曲柄摇杆机构就能保持很好的同步。

3）参见图12、图13所示，利用长短不同的平衡块，模拟织物的不同门幅，试验不同长短的平衡块对两侧运动的不同步的影响，短平衡块受力变小，但被动侧的滞后现象更严重。

4）参见图14、图15、图16所示，利用橡胶条的厚度不同改变平衡块的阻滞力，模拟织机载荷大小，试验不同的阻滞力对两侧运动的不同步和摇轴中间部位外管壁上受力状态的影响。

5）利用变频器改变摇轴的转速，试验转速对两侧运动的不同步和摇轴中间部位外管壁上受力状态的影响。

上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置，其特征在于：包括试验装置机械部件、工作状态模拟部件、摇轴两侧运动测量装置、摇轴正中间部位外管壁上的受力测量装置和特性测试装置；

所述的试验装置机械部件包括一箱体（1），所述箱体（1）内设置有一摇轴（2），所述摇轴（2）上设置有筘座脚（3），所述筘座脚（3）上放置有平衡块（4），所述摇轴（2）的两端均通过摇轴法兰和摇杆轴法兰与所述摇杆轴（5）连接，所述摇杆轴（5）的两端分别支承在所述箱体（1）左右两侧箱壁轴承座上的滚珠轴承（6）上，所述摇轴（2）的下方平行设置有一主轴（7），所述主轴（7）通过连接器（8）和轴承座设置在所述箱体（1）左右两侧的箱壁上，至少有一侧的所述摇杆轴（5）通过一曲柄摇杆机构与同侧的所述主轴（7）连接，所述主轴（7）在主动侧通过一离合器（9）与一电机（10）连接，所述电机（10）连接一变频器（11），所述主轴（7）还通过一齿轮副（12）连接一编码器（13）；

所述的工作状态模拟装置包括一用于模拟经纬纱组成的织口的橡胶条（14），所述橡胶条（14）安置在所述平衡块（4）的正前方，所述橡胶条（14）的两端固定在所述箱体（1）左右两侧的延伸臂上；

所述的摇轴两侧运动测量装置包括两块测量板（15），两块所述测量板（15）分别设置在所述摇轴（2）的两端，所述测量板（15）通过螺栓紧固在所述摇轴法兰与所述摇杆轴法兰的连接部位，所述测量板（15）上吸附有一加速度传感器（16），所述测量板（15）与一位移传感器（17）接触；所述的摇轴正中间部位外管壁上的受力测量装置包括一组桥式应变片（18），所述桥式应变片（18）粘贴在所述摇轴（2）正中间部位的外管壁上；

所述的特性测试装置包括一信号分析仪（22），所述桥式应变片（18）、所述位移传感器（17）和所述加速度传感器（16）分别通过各自对应的电桥信号处理器（19）、变送器（20）和载荷放大器（21）与所述信号分析仪（22）的输入端连接，所述信号分析仪（22）的输入端还与所述编码器（13）连接，所述信号分析仪（22）的输出端与显示屏（23）相连接。

2.根据权利要求1所述的织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置，其特征在于：所述曲柄摇杆机构包括摇杆（24）、牵手（25）和曲柄（26），所述摇杆（24）的输出端与所述摇杆轴（5）、所述摇轴（2）连接，所述摇杆（24）的输入端经牵手（25）与所述曲柄（26）的输出端连接，所述曲柄（26）的输入端与所述主轴（7）连接。

3.    根据权利要求1所述的织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置，其特征在于：所述平衡块（4）与所述筘座脚（3）之间设置有平衡块底板（27）。

4.根据权利要求1所述的织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置，其特征在于：所述橡胶条（14）安置在所述平衡块（4）的正前方，其高度位于所述平衡块（4）的中部，所述橡胶条（14）沿筘幅分布平行于所述摇轴（2）的轴心线，所述橡胶条（14）距离所述平衡块（4）前死心1-5毫米。

5.根据权利要求1所述的织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置，其特征在于：所述桥式应变片（18）粘贴方向与所述摇轴（2）轴心线呈45o夹角。

6.根据权利要求1所述的织机摇轴轴承系统两侧不同步试验的装置，其特征在于：所述电桥信号处理器（19）内包括一内置放大器（28）和一内置变送器（29），所述内置放大器（28）与所述桥式应变片（18）电源输入端连接，为其供电，所述桥式应变片（18）的信号输出端通过所述内置变送器（29）与所述信号分析仪（22）的输入端连接。