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环锭精纺机钢领摩擦系数测试方法

阅读：1052发布：2020-07-16

IPRDB可以提供环锭精纺机钢领摩擦系数测试方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明为纺织生产中钢领与钢丝圆之间动摩擦系统Ff值的测试方法。过去的同类测试方法误差较大，测试时需根据钢领直径对机构作某些调整，颇感不便。本发明沿用相对运动和力的合成原理，将钢丝圈的几个作用力简化为与正压力和摩擦力的合力共线的一个力，设计了测试用钢丝圈以模拟纺纱时的运行状态。本发明用光电编码盘、光栅或磁栅等电测技术与单片机组合成能根据用户预选的钢领转速，钢领直径和f下限值fo进行自动测试的智能化仪表。，下面是环锭精纺机钢领摩擦系数测试方法专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种用以测试环锭精纺机钢领与钢丝圈之间摩擦系数f值的方法。其特征是：钢领固装在由电机带动的夹头上，钢领跑道上套一特制的带孔钢丝圈，用一根线绳穿过该小孔的后侧以模拟纺纱时的运行状态，线绳另端由砝码或弹簧拉住，测试时线绳随f值的大小而摆动一定角度，将此角度输入单片机中连同预置的钢领直径等参数计算f值并与预置的下限f。进行对比最后显示f及其分档结果。

2、根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：用伺服对零装置及光电编码器等测量钢丝圈对零以后线绳与子午面夹角的正切（tgψ），输入单片机中进行计算、对比和显示。

3、根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：用光电编码盘测量随线绳摆动且具有一定放大比例的测试杠杆角位移φ，然后输入单片机中进行计算、对比和显示。

4、根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：用光电编码盘、圆光栅、圆磁栅或圆形感应同步器等电测技术测量线绳在水平面上的夹角θ，然后输入单片机中进行计算、对比和显示。

5、根据权利要求1、2、3、4所述的测试方法，其特征在于：测试前向单片机预置钢邻直径、钢领转速、正压力与水平面的夹角ξ（或导索孔高度h）以及f的下限值f。等参数，测试时装上钢领，套上被线绳拉住的钢丝圈，揿启动按钮，即可进行速度控制、自动对多只钢领采样、计算（或查表），在数码管上显示每只钢领的f平均值以及用数只指示灯表示它们与f。对比的结果-＜fo、＞2fo、……、＞nfo。

说明书全文

本发明是纺织工业中钢领与钢丝圈之间动摩擦系数f值的测试方法。

现有的测试方法中，有些只能测摩擦力F，无法测f值;（日）田中英世<关于钢领和钢丝圈之间的摩擦力>（载<纺织器材>81.№4）所述的方法虽可求出f值，但正压力N的方向与实际不符，用砝码称量N及F的力颇感不便;<纺织器材>86.№3所载<钢领磨损试验机的设计>中介绍用两根线绳拉住钢丝圈，测量F及N力后计算f值。其线绳与F、N的方向也不一致。测试时这两种方法都需根据钢领的直径对机构作某些调整，因而到目前为止生产中仍然沿用手感和目测等传统方式进行检测。

本发明的目的是研究一种能进行多头测试f值并自动显示测试结果的简便测试方法，供纺织厂和钢领制造厂检测钢领之用。

本发明的特点是：

1、应用力的合成原理将钢丝圈所受诸力简化为一个合力S，该合力由一端被砝码加载的线绳代替，该线绳的着用点在反力-正压力N与摩擦力F合力的延长线上，且与之共线，大小相等而方向相反（参看图1（a））。

2、应用相对运动原理令钢领按钢丝圈的反方向回转，钢丝圈被线绳拉住，由于f值的存在，钢丝圈和线绳移动到某一位置时达到平衡，因此测量此状态下的线绳位置，就可以省去N和F的测力环节而直接换算成f值。

此位置的测量方法有以下几种：

方式一测量线绳与子午面间夹角的tgψ

如图2所示，钢丝圈2被线绳3拉住，测试时用伺服对零机构不断调整导线孔A的位置，使钢丝圈与钢领1的接触点处于通过光源B的子午面上。当f＝0时，3与子午面重合，此时ψ＝0;f≠0时3与子午面之间呈ψ角，它们之间有以下关系：

S·Sinψ＝S·Cosψ·f

∴ $S · Sin ψ = S · Cos ψ · f$

DC值可通过光电编码器等测量， GC可根据钢领直径预置，利用单片机系统可方便地显示出f值。

正常纺纱时ξ值随卷绕直径而不断变化，一般在4°～13°之间。在本装置中ξ由h的高低和 GC尺寸确定。

方式二通过杠杆放大测量杠杆的角位移φ

如图3所示，杠杆以0′为支点随线绳的平衡而摆动φ角，杠杆的右端有光电编码盘E，它处于光电耦合器的发光二极管和硅光敏三极管4之间，4与E的径向小孔一一对应，这样小孔组成的编码信号输入单片机中即可进行以下计算（式中R为接触处的钢领半径）：

Sinθ/R=Sin(180°-ψ')/ OA，

sinθ/ OD=sin(φ-θ)/ OA，

A'C'= OA'·sin(ψ'-θ)

采用六位二进制时，编码盘上有六个同心圆弧，组成64个径向的六位编码信号，分辨率可达0.01～0.02为减少计算机的操作时间，可预先将各种直径的钢领制成表格存入ROM（或EPROM）中待查。

方式三测量线绳在水平面上的角位移θ

如图4所示，线绳穿过摆臂4的叉B中间，摆臂4的角位移与f的关系为（参看图3的上半部分空间力系，区别在于取消了 O'D杆）：

Sinθ/R=Sin(180°-ψ')/ OA，

A'C'= OA'·sin(ψ'-θ)

的最大动程在13°以下，可采用圆计量光栅、圆磁栅或圆形感应同步器等作角位移传感器。以上方程组也可制成表格贮存在ROM或EPROM中待查。f的分辨率根据采用的测量方法而不同，在0.02～0.001之间。

以上三种方式中，方式1机构较复杂，测试时间较长;方式2电路简单，但杠杆制造和安装精度要求较高;方式3与方式2恰相反。后两种方式的功能完全相同可根据制造条件选择。

3、为了模拟钢丝圈的运行状态，特制了各种圈形的测试用钢丝圈（见图1（b））。该钢丝圈上端开有小孔，线绳穿在小孔的后侧。这样，线绳对接触处的力矩就能与纺纱时气圈张力TR。圈绕张力TW、离心力C、重力G以及空气阻力Q、哥氏力P等诸力所产生的力矩相当（见图1（C）），钢丝圈就能模拟运行时的外倾、超前、前倾等状态，并能随f值的大小而进一步调整自己的姿势（参见图1（a））;

4、钢丝圈被线绳拉住受高速回转的钢领跑道摩擦就如同钢丝圈在钢领跑道上高速运行一样也会产生跳跃等脉动现象。为此在线绳与砝码之间加装一缓冲器，以缓和脉动引起的失重和加重;钢丝圈与钢领跑道的表面状态是影响f值的一对矛盾，因此应严格控制钢丝圈的几何形状、表面状态环境温度和钢丝圈的测试次数，使测试结果能表示在同一状态下的钢领状况，以保证测试准确;

5、应用电测技术，结合单片机和其它外围设备，组合成一个完整的智能化仪表。下面举一个单片机系统的测试过程为例：钢领转速、直径以及fo、h等在测试之前已分别预置在各自的I/O口上。钢领由直流电机或步进电机通过升速装置传动。启动时先将预置的内容存贮到工作寄存器内，然后启动电机并逐渐加速。待达到预定转速后，单片机开始轮流向各个钢领的I/O口取样，采样完毕电机降速直至停转，同时将采样结果进行查表计算和对比，最后结果-f的平均值被送到各自的数码管上显示，与fo对比的结果则由另外的I/O口输出。例如每个钢领占四个引腳共四个指示灯可以规定，第一个灯亮时表示＜fo，第二个灯亮时表示＜2fo……，两个灯同亮时表示＜5fo，最后一种信号表示＞nfo。

测试完后由人工将钢领取下，按照指示灯的分档情况分放在容器内，然后装上第二批钢领，套上钢丝圈，揿某引腳处的复试按钮，就可以不再经过取预置值的过程而进行下一次采样、查表和显示。当换另一种型号的钢领，或者转速等其它参数有改动时，则应在改变预置数后重新进行启动过程，图5是程序框图。由于计算机速度高的特点，除上下料外需时不到半秒钟。钢领制造厂的测试量较大可采用自动上下料及自动分档包装以提高劳动生产率。

本发明可代替目前生产中的手感和目测等传统方法，并可根据测试结果将＜fo和＞nfo的钢领挑出来重新处理或者报废，其余的钢领按分档结果分机台使用，以便于选配钢丝圈号数，达到合理控制气圈，降低纺纱断头，减少纱线毛羽，改善纱线弹性，提高生产效率等目的。

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环锭精纺机钢领摩擦系数测试方法

本发明是纺织工业中钢领与钢丝圈之间动摩擦系数f值的测试方法。

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