CN204330311U - 一种消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，该装置包括试验装置机械部件、开口臂受力测量装置、综框运动方向位移和加速度测量装置、综框垂直运动方向加速度测量装置以及综框支架受力和加速度测量装置；本实用新型通过选取不同试验理论廓线的凸轮，可以定量地研究不同型式不同轮廓曲线的凸轮对综框运动、综框支架振动和开口臂受力的影响；还可以通过改变凸轮轴的转速，定量地研究转速因素对综框运动、综框支架振动和开口臂受力的影响。本实用新型的装置可以直接在各个测量点上得到数据，并立刻绘制出随凸轮轴转角度变化的综框运动、综框支架振动以及开口臂受力测量曲线，这有助于对凸轮轮廓曲线的结构改进和新设计提供依据。

Description

一种消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置

技术领域

本实用新型属于喷气织机领域，涉及一种消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，用于研究结构不同的消极式开口机构凸轮轮廓曲线对综框运动、振动和开口臂受到冲击力的影响。

背景技术

喷气织机的开口机构是工况条件很差的机械系统，开口机构的部件是喷气织机故障最多的部件，故障量占喷气织机故障总量的80%。开口机构完成的运动是简单的往复直线运动，综框是工作部件，综框带着经纱上下往复直线运动，在运动中综框受到的动态力和动态力矩很大。

综框是织机开口机构部件中的重要器材，综框的主要结构由上下横梁和左右两根侧档构成。横梁多数用铝合金扁管制成,在上下横梁两端由两根侧档联接，侧档用不绣钢或铝材制成。综框厚10-14毫米左右。综框的固有频率在数值上接近织机运转频率，在高速织机上，每根经纱的峰值达48.4-57.2厘牛，经密最高达510～600根／10厘米，且筘幅宽可达280-330厘米，每页综框受到几千根经纱的张力，高速高载运动的综框必须具有良好的动态特性。开口凸轮是消极式开口机构的运动源，开口凸轮的运动曲线不同，开口机构的运行质量和故障数量都有差别。

消极式开口机构使用回综弹簧的凸轮开口系统，凸轮作为驱动件，回综弹簧给综框提供回复力，利用弹簧约束保持凸轮从动件和凸轮滚子的接触，但在克服弹簧约束力时，惯性力会瞬时升高，滚子从动件从凸轮表面上瞬时脱开，跳开和冲击造成综框强振动，结果往往会造成综框的部件损耗，故障严重。

凸轮开口系统是织机故障率最高的部件，凸轮开口系统出现各种的动力学性能问题，究其原因，一是凸轮开口系统的动态参数随着运行速度提高和使用时间的推移发生了改变；二是凸轮开口系统的组成有几个类似回综弹簧、吊综绳和提综绳等柔性部件；柔性部件具有阻尼，可以缓冲振动，但运动的稳定性差，综框升到梭口顶部或降到底部，综框停不下来，在梭口顶部或底部来回振荡，振幅达2毫米。综框不仅在运动方向振荡，更在经纱的运动方向振荡，振幅超过2毫米，振荡的后果是在综框区域经纱断裂。

消极式开口机构的振动和稳定性等性往往取决于凸轮的轮廓曲线，在凸轮开口系统的运转频率范围内，综框和凸轮开口系统部件振荡剧烈。要研究各种型式的凸轮轮廓曲线，测量凸轮开口系统运行对于的综框运动、综框支架振动和开口臂受到的冲击力是必须要做的基础工作。通过研究不同轮廓曲线对开口机构作用的实测曲线，可以从数量上掌握哪一种轮廓曲线最适应的凸轮开口系统的速度范围。目前还缺少一种用在检测喷气织机开口机构上的凸轮轮廓曲线使用效果的试验装置。

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消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，用于研究结构不同的消极式开口机构凸轮轮廓曲线对综框运动、综框支架振动和开口臂受到冲击力的影响。

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：

一种消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，包括试验装置机械部件、开口臂受力测量装置、综框运动方向位移测量装置、综框运动方向加速度测量装置、综框垂直运动方向加速度测量装置、综框支架受力测量装置和综框支架加速度测量装置；

所述的试验装置机械部件包括综框和凸轮，所述综框设置在机架左右两侧的综框导架上，所述综框导架由综框支架和安装在所述综框支架上下安装平台的综框导轨组成，所述综框的左右两根侧档设置在所述综框导轨的轨道内，所述机架的左右两侧均设置有一套回综部件，所述回综部件由回综臂、吊综绳和回综弹簧组组成，所述回综臂设置在所述机架两侧的顶端，所述吊综绳的上端勾在所述回综臂内侧端的吊钩上，所述吊综绳的下端勾在所述综框侧档的挂钩上，所述回综弹簧组的上端与所述回综臂的外侧端连接，所述回综弹簧组的下端与设置在所述机架外侧的回综弹簧与回综弹簧支座连接；所述凸轮套设在一由电机驱动的凸轮轴上，所述电机由一变频器控制，所述凸轮经凸轮转子带动一开口臂，所述凸轮转子设置在所述开口臂的输入端，所述开口臂的输出端设置有综绳夹紧座，所述综绳夹紧座上设置有一根提综绳，所述提综绳的一端经三个滑轮与所述机架左侧档的下挂钩连接，所述提综绳的另一端经两个滑轮与所述机架右侧档的下挂钩连接；

所述的开口臂受力测量装置包括应变片组,所述应变片组粘贴在所述开口臂的臂脊上；所述的综框运动方向位移测量装置包括位移传感器，所述位移传感器的探头与所述综框上横梁的左测试弯板接触；所述的综框运动方向加速度测量装置包括第一加速度传感器，所述第一加速度传感器粘贴在所述综框上横梁的右测试弯板上；所述的综框垂直运动方向加速度测量装置包括第二加速度传感器，所述第二加速度传感器粘贴在所述综框上横梁的表面；所述的综框支架加速度测量装置包括第三加速度传感器，所述第三加速度传感器粘贴在所述综框支架上安装平台的侧表面；所述的综框支架受力测量装置包括压电式力传感器，所述压电式力传感器粘贴在所述综框支架下安装平台的侧表面；

所述应变片组、所述位移传感器、所述第一、第二、第三加速度传感器和所述压电式力传感器分别通过电桥信号处理器、变送器、第一、第二、第三、第四载荷放大器连接到信号分析仪的输入端，所述凸轮轴上还通过齿轮副设置有一编码器，所述编码器与所述信号分析仪的输入端连接，所述信号分析仪的输出端连接显示屏。

进一步的，所述回综弹簧组有8-15根回综弹簧组成。

进一步的，所述电桥信号处理器内包括电桥供应电压模块、V/I放大器、信号放大器、调解器和校准模块，所述电桥供应电压模块为所述应变片组供电，所述应变片组的输出信号经所述V/I放大器和所述信号放大器输入到所述信号分析仪，所述调解器分别于所述电桥供应电压模块、所述V/I放大器以及所述校准模块连接，所述校准模块与所述信号放大器连接。

进一步的，所述第二加速度传感器粘贴在所述综框上横梁右端的前侧面，高度位于所述综框上横梁的中部，所述第二加速度传感器离所述综框右侧档的间距为所述综框长度的十分之一。

进一步的，所述第三加速度传感器粘贴在所述综框支架上安装平台的前侧面，且靠近所述综框支架外侧。

进一步的，所述压电式力传感器粘贴在所述综框支架下安装平台的前侧面，且靠近所述综框支架外侧。

进一步的，所述凸轮为余弦运动规律廓线凸轮，其理论半径取作凸轮位移角Φ的函数如下：

R = R(Φ)= -(H/2 - COS(Φ/Φo)π) + Rb；

式中: Rb表示凸轮的基园半径;

  H表示凸轮的升程;     

Φo表示凸轮的升程为H时的凸轮转角。

进一步的，所述凸轮为摆线曲线运动规律廓线凸轮，其理论半径取作凸轮位移角Φ的函数如下：

R = R(Φ) = H(Φ/Φo - (1/2π)Sin(Φ/Φo)2π) + Rb;

式中:Rb表示凸轮的基园半径;

     H表示凸轮的升程;     

     Φo表示凸轮的升程为H时的凸轮转角。

进一步的，所述凸轮为修正梯形运动曲线规律廓线凸轮，其理论半径取作凸轮位移角Φ的函数如下：

R = R(Φ) = 0.9724612H(4(Φ/Φo) - sin(4π(Φ/Φo)/π) + Rb; 0＜Φ＜Φo∕8;

R = R(Φ) = H(2.44406184(Φ/Φo)² - 0.22203097(Φ/Φo) + 0.00723407) + Rb; Φo∕8＜Φ＜3Φo∕8；

R = R(Φ) = H(1.6110154(Φ/Φo) - 0.0309544sin(4π(Φ/Φo) - π) - 0.3055077) + Rb；3Φo∕8＜Φ＜Φo∕2；

    R = R(Φ) = H(1.6110154(Φ/Φo) - 0.0309544sin(4π(Φ/Φo) - π) - 0.3055077) + Rb; Φo∕2＜Φ＜Φo5∕8；

    R = R(Φ) = H(4.6660917(Φ/Φo) - 2.44406184(Φ/Φo)² - 1.2292648) + Rb; 5Φo∕8＜Φ＜7Φo∕8；

    R = R(Φ) = H(0.6110154 + 0.3889845(Φ/Φo) + 0.0309544sin(4π(Φ/Φo) - 3π)) + Rb；7Φo∕8＜Φ＜Φo;

    上述式中: Rb表示凸轮的基园半径;

          H表示凸轮的升程;

          Φo表示凸轮的升程为Ｈ时的凸轮转角。

 应用本装置的试验方法，包括以下步骤：

步骤1）在综框和开口臂上确定测量点，并在测量点上设置测量装置；

（1）在开口臂的侧面粘贴一组应变片组,用于测量凸轮对开口臂的冲击力；

（2）在综框上横梁的左右顶面个安置一块测试弯板，在左测试弯板上设置一个位移传感器，位移传感器的探头与左测试弯板接触，用于测量综框运动方向的位移，在右测试弯板上粘贴一个加速度传感器，用于测量综框运动方向的加速度；

（3）在综框上横梁的右端前侧面粘贴一个加速度传感器，高度在综框上横梁的中部，该加速度传感器离右侧档的间距为综框长度的十分之一，用于测量综框垂直于运动方向的加速度；

（4）在综框支架的上安装平台的前侧面安装一个加速度传感器，且靠近综框支架内侧，用于测量综框运动引起综框支架的振动；在综框支架的下安装平台的前侧面安装一个压电式力传感器，且靠近综框支架内侧，用于测量综框运动对综框支架的冲击力；

步骤2）选择以下三种试验理论廓线不同的凸轮，构建三种不同型式的消极式开口机构；

（1）余弦运动规律廓线凸轮；

（2）摆线曲线运动规律廓线凸轮；

（3）修正梯形运动曲线规律廓线凸轮；

步骤3）分别对上述三种消极式开口机构上的测量点进行测量；

应变片组、位移传感器、加速度传感器和压电式力传感器分别通过电桥信号处理器、变送器、载荷放大器和载荷放大器将测量信号输入到信号分析仪；

步骤4）分析信号，处理数据，绘制测量曲线；

凸轮轴回转，通过齿轮副带动编码器回转，回转角度经编码器转换成编码角度，编码角度再经信号分析仪转换成数字信号，提供测量时序，即测量曲线的X坐标，另一路信号记录测量点上的测量信号，即测量曲线的Y坐标，显示屏上显示出随凸轮轴转角度变化的综框运动、综框支架振动以及开口臂受力测量曲线。

步骤5）改变变频器的转速，重复进行步骤3-4的测量与分析；

利用变频器改变凸轮轴的转速，试验不同转速对综框运动、综框支架振动以及开口臂受到的冲击力的影响。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型设计了一种专门用于研究结构不同的消极式开口凸轮理论廓线对综框运动、综框支架振动和开口臂受力的影响的试验装置。本实用新型通过选取不同试验理论廓线的凸轮，可以定量地研究不同型式不同轮廓曲线的凸轮对综框运动、综框支架振动和开口臂受力的影响；本实用新型还可以通过改变凸轮轴的转速，定量地研究转速因素对综框运动、综框支架振动和开口臂受力的影响。本实用新型的测量装置可以直接在各个测量点上得到数据，并立刻绘制出随凸轮轴转角度变化的综框运动、综框支架振动以及开口臂受力测量曲线，这有助于对凸轮轮廓曲线的结构改进和新设计提供依据。

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为本实用新型试验装置机械部件的整体结构示意图；

图2为本实用新型的凸轮、凸轮转子和开口臂连接关系示意图；

图3为本实用新型的应变片组在图2中开口臂A方向上的安装位置示意图；

图4为本实用新型的位移传感器和第一加速度传感器在综框横梁上的安装位置示意图；

图5为本实用新型的第二加速度传感器在综框横梁上的安装位置示意图；

图6为图5的左视图；

图7为本实用新型的第三加速度传感器和压电式力传感器在综框支架上的安装位置示意图；

图8为图7的右视图；

图9为本实用新型测量装置的信号连接示意图；

图10为本实用新型应变片组与电桥信号处理器的连接关系示意图；

图11为凸轮的升程曲线；

图12为凸轮的梯形运动曲线。

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。

一种消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，包括试验装置机械部件、开口臂受力测量装置、综框运动方向位移测量装置、综框运动方向加速度测量装置、综框垂直运动方向加速度测量装置、综框支架受力测量装置和综框支架加速度测量装置。

参见图1所示，所述的试验装置机械部件包括综框1和凸轮2，所述综框1设置在机架3左右两侧的综框导架4上，所述综框导架4由综框支架41和安装在所述综框支架41上下安装平台的综框导轨42组成，所述综框1的左右两根侧档设置在所述综框导轨42的轨道内，所述机架3的左右两侧均设置有一套回综部件，所述回综部件由回综臂5、吊综绳6和回综弹簧组7组成，所述回综臂5设置在所述机架3两侧的顶端，所述吊综绳6的上端勾在所述回综臂5内侧端的吊钩上，所述吊综绳6的下端勾在所述综框1侧档的挂钩上，所述回综弹簧组7的上端与所述回综臂5的外侧端连接，所述回综弹簧组7的下端与设置在所述机架3外侧的回综弹簧与回综弹簧支座8连接；所述凸轮2套设在一由电机9驱动的凸轮轴10上，所述电机9由一变频器11控制转速，所述凸轮2经凸轮转子12带动一开口臂13，所述凸轮转子12设置在所述开口臂13的输入端，所述开口臂13的输出端设置有综绳夹紧座14，所述综绳夹紧座14上设置有一根提综绳15，所述提综绳15的一端经三个滑轮16与所述机架3左侧档的下挂钩连接，所述提综绳15的另一端经两个滑轮16与所述机架3右侧档的下挂钩连接。

所述凸轮轴10带动所述凸轮2转动，所述凸轮2经所述转子12带动所述开口臂13摆动，所述开口臂13经所述综绳夹紧座14牵拉所述提综绳15，所述提综绳15经所述滑轮16转换运动方向，所述提综绳15带动所述综框1作上下往复运动；所述回综弹簧组7有8-15根回综弹簧组成，所述回综弹簧的作用是防止开口过程中所述凸轮2与所述凸轮转子12的脱离。

 在开口机构中，综框在最低位置与最高位置之间作往复运动，综框在最低和最高位置都有一段静止阶段，在升程或降程结束后综框剧烈振动。综框呈现为框架结构型式，以弯扭联合振型为主，因此需要测量综框在以下几个方向上的振动。

参见图2、图3所示，所述的开口臂受力测量装置包括应变片组17,所述应变片组17粘贴在所述开口臂13的臂脊上，用于测量所述凸轮2对所述开口臂13的冲击力。

参见图4所示，所述的综框运动方向位移测量装置包括位移传感器18，所述位移传感器18的探头与所述综框1上横梁的左测试弯板19接触，用于测量所述综框1在运动方向上的位移；所述的综框运动方向加速度测量装置包括第一加速度传感器20，所述第一加速度传感器20粘贴在所述综框1上横梁的右测试弯板21上，用于测量所述综框1在运动方向上的加速度。

参见图5、图6所示，所述的综框垂直运动方向加速度测量装置包括第二加速度传感器22，所述第二加速度传感器22粘贴在所述综框1上横梁的表面，用于测量所述综框1在垂直于运动方向上的加速度。

综框是扁宽型框架式部件，综框的主要结构由上下横梁和左右两根侧档构成，综框左右两根侧档在上下综框导轨的轨道内上下运动。在上下运动时综框产生强幌动，运动中的侧档不断敲击综框导轨的轨道。

参见图7、图8所示，所述的综框支架加速度测量装置包括第三加速度传感器23，所述第三加速度传感器23粘贴在所述综框支架41上安装平台的侧表面，用于测量综框运动引起的所述综框支架41的振动；所述的综框支架受力测量装置包括压电式力传感器24，所述压电式力传感器24粘贴在所述综框支架41下安装平台的侧表面，用于测量综框运动对所述综框支架41的冲击力。

参见图9所示，所述应变片组17、所述位移传感器18、所述第一、第二、第三加速度传感器23和所述压电式力传感器24分别通过电桥信号处理器25、变送器26、第一、第二、第三、第四载荷放大器27,28,29,30连接到信号分析仪31的输入端，所述凸轮轴10上还通过齿轮副32设置有一编码器33，所述编码器33与所述信号分析仪31的输入端连接，所述信号分析仪31的输出端连接显示屏34。

所述凸轮轴10回转，通过所述齿轮副32带动所述编码器33回转，回转角度经所述编码器33转换成编码角度，编码角度再经所述信号分析仪31转换成数字信号，提供测量时序，即测量曲线的X坐标，另一路信号记录测量点上的测量信号，即测量曲线的Y坐标，所述显示屏34上显示出随凸轮轴转角度变化的综框、综框支架运动、振动以及开口臂受力测量曲线。

进一步的，参见图10所示，所述电桥信号处理器25内包括电桥供应电压模块251、V/I放大器252、信号放大器253、调解器254和校准模块255，所述电桥供应电压模块251为所述应变片组17供电，所述应变片组17的输出信号经所述V/I放大器252和所述信号放大器253输入到所述信号分析仪31，所述调解器254分别于所述电桥供应电压模块251、所述V/I放大器252以及所述校准模块255连接，所述校准模块255与所述信号放大器253连接。

进一步的，所述第二加速度传感器22粘贴在所述综框1上横梁右端的前侧面，高度位于所述综框1上横梁的中部，所述第二加速度传感器22离所述综框1右侧档的间距为所述综框1长度的十分之一。

进一步的，所述第三加速度传感器23粘贴在所述综框支架41上安装平台的前侧面，且靠近所述综框支架41外侧。

进一步的，所述压电式力传感器24粘贴在所述综框支架41下安装平台的前侧面，且靠近所述综框支架41外侧。

本实用新型采用了以下三种试验理论廓线不同的凸轮：

凸轮的运动规律，R = R(Φ)表示凸轮的理论半径取作凸轮角位移Φ的函数,R必须满足喷气织造工艺的要求,凸轮运动除满足梭口的张开和闭合外,在梭口满开时,综框被要求停顿一段时间,在停顿一段时间内需完成喷气引纬动作;在平综后,接着是打纬动作。参见图11所示，因此开口凸轮一般采用停顿-上升-停顿-下降-停顿的形式。

（1）余弦运动规律廓线凸轮，其理论半径取作凸轮位移角Φ的函数如下：

R = R(Φ)= -(H/2 - COS(Φ/Φo)π) + Rb；

式中: Rb表示凸轮的基园半径;

  H表示凸轮的升程;     

  Φo表示凸轮的升程为H时的凸轮转角。

（2）摆线曲线运动规律廓线凸轮，其理论半径取作凸轮位移角Φ的函数如下：

R = R(Φ) = H(Φ/Φo - (1/2π)Sin(Φ/Φo)2π) + Rb;

式中:Rb表示凸轮的基园半径;

     H表示凸轮的升程;     

     Φo表示凸轮的升程为H时的凸轮转角。

（3）修正梯形运动曲线规律廓线凸轮；

    用三角函数运动规律作为凸轮的理论廓线，当从动件开口臂作停-升-停运动，在运动的起始位置和终止位置存在冲击，不宜于高速运转。为了避免在运动的起始位置和终止位置产生刚性冲击，用组合运动规律，在运动的起始位置和终止位置采用多项式摆线运动规律，消除起始和终止位置的加速度突变，参见图12所示，这种组合运动的加速度曲线如梯形，因此称作梯形运动曲线。

    其理论半径取作凸轮位移角Φ的函数如下：

R = R(Φ) = 0.9724612H(4(Φ/Φo) - sin(4π(Φ/Φo)/π) + Rb; 0＜Φ＜Φo∕8;

R = R(Φ) = H(2.44406184(Φ/Φo)2 - 0.22203097(Φ/Φo) + 0.00723407) + Rb; Φo∕8＜Φ＜3Φo∕8；

R = R(Φ) = H(1.6110154(Φ/Φo) - 0.0309544sin(4π(Φ/Φo) - π) - 0.3055077) + Rb；3Φo∕8＜Φ＜Φo∕2；

R = R(Φ) = H(1.6110154(Φ/Φo) - 0.0309544sin(4π(Φ/Φo) - π) - 0.3055077) + Rb; Φo∕2＜Φ＜Φo5∕8；

R = R(Φ) = H(4.6660917(Φ/Φo) - 2.44406184(Φ/Φo)2 - 1.2292648) + Rb; 5Φo∕8＜Φ＜7Φo∕8；

R = R(Φ) = H(0.6110154 + 0.3889845(Φ/Φo) + 0.0309544sin(4π(Φ/Φo) - 3π)) + Rb；7Φo∕8＜Φ＜Φo;

上述式中: Rb表示凸轮的基园半径;

          H表示凸轮的升程;

          Φo表示凸轮的升程为Ｈ时的凸轮转角。

  应用本装置的试验方法，包括以下步骤：

步骤1）在综框和开口臂上确定测量点，并在测量点上设置测量装置；

（1）在开口臂的侧面粘贴一组应变片组,用于测量凸轮对开口臂的冲击力；

（2）在综框上横梁的左右顶面个安置一块测试弯板，在左测试弯板上设置一个位移传感器，位移传感器的探头与左测试弯板接触，用于测量综框运动方向的位移，在右测试弯板上粘贴一个加速度传感器，用于测量综框运动方向的加速度；

（3）在综框上横梁的右端前侧面粘贴一个加速度传感器，高度在综框上横梁的中部，该加速度传感器离右侧档的间距为综框长度的十分之一，用于测量综框垂直于运动方向的加速度；

（4）在综框支架的上安装平台的前侧面安装一个加速度传感器，且靠近综框支架内侧，用于测量综框运动引起综框支架的振动；在综框支架的下安装平台的前侧面安装一个压电式力传感器，且靠近综框支架内侧，用于测量综框运动对综框支架的冲击力；

步骤2）选择以下三种试验理论廓线不同的凸轮，构建三种不同型式的消极式开口机构；

（1）余弦运动规律廓线凸轮；

（2）摆线曲线运动规律廓线凸轮；

（3）修正梯形运动曲线规律廓线凸轮；

步骤3）分别对上述三种消极式开口机构上的测量点进行测量；

应变片组、位移传感器、加速度传感器和压电式力传感器分别通过电桥信号处理器、变送器、载荷放大器和载荷放大器将测量信号输入到信号分析仪；

步骤4）分析信号，处理数据，绘制测量曲线；

凸轮轴回转，通过齿轮副带动编码器回转，回转角度经编码器转换成编码角度，编码角度再经信号分析仪转换成数字信号，提供测量时序，即测量曲线的X坐标，另一路信号记录测量点上的测量信号，即测量曲线的Y坐标，显示屏上显示出随凸轮轴转角度变化的综框运动、综框支架振动以及开口臂受力测量曲线。

步骤5）改变变频器的转速，重复进行步骤3-4的测量与分析；

利用变频器改变凸轮轴的转速，试验不同转速对综框运动、综框支架振动以及开口臂受到的冲击力的影响。    

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 (9)

1.一种消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，其特征在于：包括试验装置机械部件、开口臂受力测量装置、综框运动方向位移测量装置、综框运动方向加速度测量装置、综框垂直运动方向加速度测量装置、综框支架受力测量装置和综框支架加速度测量装置；

所述的试验装置机械部件包括综框（1）和凸轮（2），所述综框（1）设置在机架（3）左右两侧的综框导架（4）上，所述综框导架（4）由综框支架（41）和安装在所述综框支架（41）上下安装平台的综框导轨（42）组成，所述综框（1）的左右两根侧档设置在所述综框导轨（42）的轨道内，所述机架（3）的左右两侧均设置有一套回综部件，所述回综部件由回综臂（5）、吊综绳（6）和回综弹簧组（7）组成，所述回综臂（5）设置在所述机架（3）两侧的顶端，所述吊综绳（6）的上端勾在所述回综臂（5）内侧端的吊钩上，所述吊综绳（6）的下端勾在所述综框（1）侧档的挂钩上，所述回综弹簧组（7）的上端与所述回综臂（5）的外侧端连接，所述回综弹簧组（7）的下端与设置在所述机架（3）外侧的回综弹簧与回综弹簧支座（8）连接；所述凸轮（2）套设在一由电机（9）驱动的凸轮轴（10）上，所述电机（9）由一变频器（11）控制，所述凸轮（2）经凸轮转子（12）带动一开口臂（13），所述凸轮转子（12）设置在所述开口臂（13）的输入端，所述开口臂（13）的输出端设置有综绳夹紧座（14），所述综绳夹紧座（14）上设置有一根提综绳（15），所述提综绳（15）的一端经三个滑轮（16）与所述机架（3）左侧档的下挂钩连接，所述提综绳（15）的另一端经两个滑轮（16）与所述机架（3）右侧档的下挂钩连接；

所述的开口臂受力测量装置包括应变片组（17）,所述应变片组（17）粘贴在所述开口臂（13）的臂脊上；所述的综框运动方向位移测量装置包括位移传感器（18），所述位移传感器（18）的探头与所述综框（1）上横梁的左测试弯板（19）接触；所述的综框运动方向加速度测量装置包括第一加速度传感器（20），所述第一加速度传感器（20）粘贴在所述综框（1）上横梁的右测试弯板（21）上；所述的综框垂直运动方向加速度测量装置包括第二加速度传感器（22），所述第二加速度传感器（22）粘贴在所述综框（1）上横梁的表面；所述的综框支架加速度测量装置包括第三加速度传感器（23），所述第三加速度传感器（23）粘贴在所述综框支架（41）上安装平台的侧表面；所述的综框支架受力测量装置包括压电式力传感器（24），所述压电式力传感器（24）粘贴在所述综框支架（41）下安装平台的侧表面；

所述应变片组（17）、所述位移传感器（18）、所述第一、第二、第三加速度传感器（23）和所述压电式力传感器（24）分别通过电桥信号处理器（25）、变送器（26）、第一、第二、第三、第四载荷放大器（27,28,29,30）连接到信号分析仪（31）的输入端，所述凸轮轴（10）上还通过齿轮副（32）设置有一编码器（33），所述编码器（33）与所述信号分析仪（31）的输入端连接，所述信号分析仪（31）的输出端连接显示屏（34）。

2.根据权利要求1所述的消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，其特征在于：所述回综弹簧组（7）有8-15根回综弹簧组成。

3.根据权利要求1所述的消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，其特征在于：所述电桥信号处理器（25）内包括电桥供应电压模块（251）、V/I放大器（252）、信号放大器（253）、调解器（254）和校准模块（255），所述电桥供应电压模块（251）为所述应变片组（17）供电，所述应变片组（17）的输出信号经所述V/I放大器（252）和所述信号放大器（253）输入到所述信号分析仪（31），所述调解器（254）分别于所述电桥供应电压模块（251）、所述V/I放大器（252）以及所述校准模块（255）连接，所述校准模块（255）与所述信号放大器（253）连接。

4.根据权利要求1所述的消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，其特征在于：所述第二加速度传感器（22）粘贴在所述综框（1）上横梁右端的前侧面，高度位于所述综框（1）上横梁的中部，所述第二加速度传感器（22）离所述综框（1）右侧档的间距为所述综框（1）长度的十分之一。

5.根据权利要求1所述的消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，其特征在于：所述第三加速度传感器（23）粘贴在所述综框支架（41）上安装平台的前侧面，且靠近所述综框支架（41）外侧。

6.根据权利要求1所述的消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，其特征在于：所述压电式力传感器（24）粘贴在所述综框支架（41）下安装平台的前侧面，且靠近所述综框支架（41）外侧。

7.根据权利要求1所述的消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，其特征在于，所述凸轮（2）为余弦运动规律廓线凸轮，其理论半径取作凸轮位移角Φ的函数如下：

R = R(Φ)= -(H/2 - COS(Φ/Φo)π) + Rb；

式中: Rb表示凸轮的基园半径;

  H表示凸轮的升程;

  Φo表示凸轮的升程为H时的凸轮转角。

8.根据权利要求1所述的消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，其特征在于，所述凸轮（2）为摆线曲线运动规律廓线凸轮，其理论半径取作凸轮位移角Φ的函数如下：

    R = R(Φ) = H(Φ/Φo - (1/2π)Sin(Φ/Φo)2π) + Rb;

    式中:Rb表示凸轮的基园半径;

         H表示凸轮的升程;

         Φo表示凸轮的升程为H时的凸轮转角。

9.  根据权利要求1所述的消极式开口机构凸轮理论廓线试验的装置，其特征在于，所述凸轮（2）为修正梯形运动曲线规律廓线凸轮，其理论半径取作凸轮位移角Φ的函数如下：

R = R(Φ) = 0.9724612H(4(Φ/Φo) - sin(4π(Φ/Φo)/π) + Rb; 0＜Φ＜Φo∕8;

R = R(Φ) = H(2.44406184(Φ/Φo)² - 0.22203097(Φ/Φo) + 0.00723407) + Rb; Φo∕8＜Φ＜3Φo∕8；

R = R(Φ) = H(1.6110154(Φ/Φo) - 0.0309544sin(4π(Φ/Φo) - π) - 0.3055077) + Rb；3Φo∕8＜Φ＜Φo∕2；

    R = R(Φ) = H(1.6110154(Φ/Φo) - 0.0309544sin(4π(Φ/Φo) - π) - 0.3055077) + Rb; Φo∕2＜Φ＜Φo5∕8；

    R = R(Φ) = H(4.6660917(Φ/Φo) - 2.44406184(Φ/Φo)² - 1.2292648) + Rb; 5Φo∕8＜Φ＜7Φo∕8；

    R = R(Φ) = H(0.6110154 + 0.3889845(Φ/Φo) + 0.0309544sin(4π(Φ/Φo) - 3π)) + Rb；7Φo∕8＜Φ＜Φo;

    上述式中: Rb表示凸轮的基园半径;

              H表示凸轮的升程;     

              Φo表示凸轮的升程为Ｈ时的凸轮转角。