環錠精紡機鋼領摩擦係數測試方法
2023-12-09 00:35:46 1
專利名稱：環錠精紡機鋼領摩擦係數測試方法
技術領域：
本發明是紡織工業中鋼領與鋼絲圈之間動摩擦係數f值的測試方法。
現有的測試方法中，有些只能測摩擦力F，無法測f值;(日)田中英世關於鋼領和鋼絲圈之間的摩擦力(載紡織器材81.№4)所述的方法雖可求出f值，但正壓力N的方向與實際不符，用法碼稱量N及F的力頗感不便;紡織器材86.№3所載鋼領磨損試驗機的設計中介紹用兩根線繩拉住鋼絲圈，測量F及N力後計算f值。其線繩與F、N的方向也不一致。測試時這兩種方法都需根據鋼領的直徑對機構作某些調整，因而到目前為止生產中仍然沿用手感和目測等傳統方式進行檢測。
本發明的目的是研究一種能進行多頭測試f值並自動顯示測試結果的簡便測試方法，供紡織廠和鋼領製造廠檢測鋼領之用。
本發明的特點是1、應用力的合成原理將鋼絲圈所受諸力簡化為一個合力S，該合力由一端被砝碼加載的線繩代替，該線繩的著用點在反力-正壓力N與摩擦力F合力的延長線上，且與之共線，大小相等而方向相反(參看
圖1(a))。
2、應用相對運動原理令鋼領按鋼絲圈的反方向迴轉，鋼絲圈被線繩拉住，由於f值的存在，鋼絲圈和線繩移動到某一位置時達到平衡，因此測量此狀態下的線繩位置，就可以省去N和F的測力環節而直接換算成f值。
此位置的測量方法有以下幾種方式一測量線繩與子午面間夾角的tgψ如圖2所示，鋼絲圈2被線繩3拉住，測試時用伺服對零機構不斷調整導線孔A的位置，使鋼絲圈與鋼領1的接觸點處於通過光源B的子午面上。當f＝0時，3與子午面重合，此時ψ＝0;f≠0時3與子午面之間呈ψ角，它們之間有以下關係S·Sinψ＝S·Cosψ·f
DC值可通過光電編碼器等測量，GC可根據鋼領直徑預置，利用單片機系統可方便地顯示出f值。
正常紡紗時ξ值隨卷繞直徑而不斷變化，一般在4°～13°之間。在本裝置中ξ由h的高低和GC尺寸確定。
方式＝通過槓桿放大測量槓桿的角位移φ如圖3所示，槓桿以0′為支點隨線繩的平衡而擺動φ角，槓桿的右端有光電編碼盤E，它處於光電耦合器的發光二極體和矽光敏三極體4之間，4與E的徑向小孔一一對應，這樣小孔組成的編碼信號輸入單片機中即可進行以下計算(式中R為接觸處的鋼領半徑)
Sinθ/R=Sin(180°-ψ′)/OA,Sinθ/O′D=Sin(φ-θ)/O′A′A′C′=OA′Sin(ψ′-θ)
ξ=tg-1{h/［OA′Coo(ψ,-θ)-R]｝採用六位二進位時，編碼盤上有六個同心圓弧，組成64個徑向的六位編碼信號，解析度可達0.01～0.02為減少計算機的操作時間，可預先將各種直徑的鋼領製成表格存入ROM(或EPROM)中待查。
方式三測量線繩在水平面上的角位移θ如圖4所示，線繩穿過擺臂4的叉B中間，擺臂4的角位移與f的關係為(參看圖3的上半部分空間力系，區別在於取消了O＇O杆)Sinθ/R=Sin(180°-ψ′)/OA,A′C′=OA′Sin(ψ′-θ)
ξ=tg-1{h/［OA,Coo(ψ,-θ)-R]｝的最大動程在13°以下，可採用圓計量光柵、圓磁柵或圓形感應同步器等作角位移傳感器。以上方程組也可製成表格貯存在ROM或EPROM中待查。f的解析度根據採用的測量方法而不同，在0.02～0.001之間。
以上三種方式中，方式1機構較複雜，測試時間較長;方式2電路簡單，但槓桿製造和安裝精度要求較高;方式3與方式2恰相反。後兩種方式的功能完全相同可根據製造條件選擇。
3、為了模擬鋼絲圈的運行狀態，特製了各種圈形的測試用鋼絲圈(見圖1(b))。該鋼絲圈上端開有小孔，線繩穿在小孔的後側。這樣，線繩對接觸處的力矩就能與紡紗時氣圈張力TR。圈繞張力TW、離心力C、重力G以及空氣阻力Q、哥氏力P等諸力所產生的力矩相當(見圖1(C))，鋼絲圈就能模擬運行時的外傾、超前、前傾等狀態，並能隨f值的大小而進一步調整自己的姿勢(參見圖1(a));
4、鋼絲圈被線繩拉住受高速迴轉的鋼領跑道摩擦就如同鋼絲圈在鋼領跑道上高速運行一樣也會產生跳躍等脈動現象。為此在線繩與砝碼之間加裝一緩衝器，以緩和脈動引起的失重和加重;鋼絲圈與鋼領跑道的表面狀態是影響f值的一對矛盾，因此應嚴格控制鋼絲圈的幾何形狀、表面狀態環境溫度和鋼絲圈的測試次數，使測試結果能表示在同一狀態下的鋼領狀況，以保證測試準確;
5、應用電測技術，結合單片機和其它外圍設備，組合成一個完整的智能化儀表。下面舉一個單片機系統的測試過程為例鋼領轉速、直徑以及fo、h等在測試之前已分別預置在各自的I/O口上。鋼領由直流電機或步進電機通過升速裝置傳動。啟動時先將預置的內容存貯到工作寄存器內，然後啟動電機並逐漸加速。待達到預定轉速後，單片機開始輪流向各個鋼領的I/O口取樣，採樣完畢電機降速直至停轉，同時將採樣結果進行查表計算和對比，最後結果-f的平均值被送到各自的數碼管上顯示，與fo對比的結果則由另外的I/O口輸出。例如每個鋼領佔四個引腳共四個指示燈可以規定，第一個燈亮時表示＜fo，第二個燈亮時表示＜2fo……，兩個燈同亮時表示＜5fo，最後一種信號表示＞nfo。
測試完後由人工將鋼領取下，按照指示燈的分檔情況分放在容器內，然後裝上第二批鋼領，套上鋼絲圈，撳某引腳處的複試按鈕，就可以不再經過取預置值的過程而進行下一次採樣、查表和顯示。當換另一種型號的鋼領，或者轉速等其它參數有改動時，則應在改變預置數後重新進行啟動過程，圖5是程序框圖。由於計算機速度高的特點，除上下料外需時不到半秒鐘。鋼領製造廠的測試量較大可採用自動上下料及自動分檔包裝以提高勞動生產率。
本發明可代替目前生產中的手感和目測等傳統方法，並可根據測試結果將＜fo和＞nfo的鋼領挑出來重新處理或者報廢，其餘的鋼領按分檔結果分機臺使用，以便於選配鋼絲圈號數，達到合理控制氣圈，降低紡紗斷頭，減少紗線毛羽，改善紗線彈性，提高生產效率等目的。
權利要求
1.一種測試環錠精紡機鋼領摩擦係數f值的方法。現有方法是通過測試正壓力和摩擦力計算而得，但誤差較大，測試時還需根據鋼領直徑對機構作某些調整，不太方便。本發明的特徵是A、只用一根繩線拉住鋼圈，測量該線繩處於平衡位置時的tgΨ、φ或θ換算成f值，省去了測力環節；B、應用單片機和電測技術進行多頭自動測試和顯示；C、特製測試用鋼絲圈以模擬紡紗時的運行狀態。
2.根據權利要求1所述的測試方法，其特徵在於用伺服對零裝置及光電編碼器等測量鋼絲圈對零以後線繩與子午面夾角的正弦(tgψ)，然後輸入單片機中進行計算，對比和顯示。
3.根據權利要求1所述的測試方法，其特徵在於用光電編碼盤測量隨線繩擺動且具有一定放大比例的測試槓桿角位移φ，然後輸入單片機中進行計算，對比和顯示。
4.根據權利要求1所述的測試方法，其特徵在於應用光電編碼盤、圓光柵、圓磁柵或圓形感應同步器等電測技術測量線繩在水平面上的角位移θ，然後輸入單片機中進行計算，對比和顯示。
5.根據權利要求1所述的多頭自動測試和顯示，其特徵是，用戶根據需要事先向單片機預置鋼領轉速、f的下限值fo、鋼領直徑以及正壓力與水平面的夾角ξ(或導索孔高度h)等參數，測試時只需裝上鋼領，套上鋼絲圈、開機，即可進行自動採樣、計算(或查表)，在數碼管上顯示每個鋼領的平均f值，並用指示燈表示與fo對比的結果-fo……nfo。
6.根據權利要求1所述的測試用鋼絲圈，其特徵在於該鋼絲圈的上端開有小孔，線繩穿在小孔的後側，使鋼絲圈能模擬紡紗時的運行狀態。
全文摘要
本發明為紡織生產中鋼領與鋼絲圈之間動摩擦係數f值的測試方法。過去的同類測試方法誤差較大，測試時需根據鋼領直徑對機構作某些調整，頗感不便。本發明沿用相對運動和力的合成原理，將鋼絲圈的幾個作用力簡化為與正壓力和摩擦力的合力共線的一個力，設計了測試用鋼絲圈以模擬紡紗時的運行狀態。本發明用光電編碼盤、光柵或磁柵等電測技術與單片機組合成能根據用戶預選的鋼領轉速，鋼領直徑和f下限值fo進行自動測試的智能化儀表。
文檔編號G01N19/02GK1042235SQ8910834
公開日1990年5月16日 申請日期1989年11月2日 優先權日1989年11月2日
發明者周愛琳, 黃民, 邱黎輝, 黃為 申請人:周愛琳