提综刀频谱曲线测量方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种提综刀频谱曲线测量装置，包括用橡胶绳悬吊起的提综刀，所述提综刀在厚度最薄处安装有两个加速度传感器，所述的加速度传感器通过载荷放大器连接于信号分析仪；还包括有一力锤，所述力锤上安装有力传感器，所述信号分析仪连接于所述力锤，所述力传感器通过电荷放大器连接于所述信号分析仪，所述信号分析仪连接有显示屏。通过测试结果改良提综刀，使其具有运动稳定、变形和振动小等良好的动态性能。
【专利说明】提综刀频谱曲线测量方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及提花机测量【技术领域】，具体而言，涉及一种提综刀频谱曲线测量方法及其装置。
【背景技术】
[0002]开口机构完成的运动是简单的往复直线运动，提综刀的振动和变形状态与织机的运行速度有关，织机的运行速度高于提综刀的临界速度，因此测量提综刀频谱曲线很重要，曲线反映了提综刀振动的频率特性和强度，有了频谱曲线就能正确了解提综刀的临界工作状态。只要工作速度稍作变动，避开提综刀的前几阶临界速度，振动强度就可以大大减少。
[0003]在提花机构中，提综刀作往复运动，在提综刀升程或降程结束后提综刀剧烈振动。提综刀的振型复杂并振幅大，尤其在提综刀运动的宽度方向产生大幅度振动，运动中的提综刀产生弯曲，中部弯曲可以达数毫米，相邻的提综刀都会产生弯曲，而且弯曲方向不一致，造成相邻提综刀之间的碰撞，并损坏提综刀相邻零部件。
[0004]提综刀的弯曲状态、提综刀之间的碰撞、提综刀和周边零部件的撞击都与提花机构的运行速度和受:力大小有关，提花机运行速度闻于提综刀的临界速度，尤其是宽幅提综刀，因此测量提综刀频谱曲线是了解提综刀必须做的工作。提综刀采用重量轻、强度高的铝合金材料。以往评定提综刀的标准只有平直度、强度等静态指标，随着高速织机的出现，它还应具有运动稳定、变形和振动小等良好的动态性能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种提综刀频谱曲线测量方法及其装置。
[0006]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
一种提综刀频谱曲线测量方法，将提综刀用橡胶绳吊起；由信号分析仪内的信号发生器施加信号给力锤，信号发生器产生伪随机信号作为激励器力锤的驱动信号，信号经数模转换器变换成模拟信号驱动所述力锤，用力锤敲击提综刀，所述力锤上装有力传感器，敲击经力传感器输出信号通过电荷放大器输入到所述信号分析仪；提综刀上设置有加速度传感器，所述加速度传感器得到力锤敲击后提综刀的响应信号，提综刀上的响应信号经载荷放大器到所述信号分析仪，两组信号同时输入信号分析仪，完成信号采集，所述信号分析仪采用数字方法直接由模拟/数字转换器，得到数字信号，并通过显示屏显示输出。
[0007]优选的,所述力锤敲击点位于所述提综刀右上角。
[0008]进一步的,所述频谱曲线测量范围为0-100HZ。
[0009]一种提综刀频谱曲线测量装置，包括用橡胶绳悬吊起的提综刀，所述提综刀在厚度最薄处安装有两个加速度传感器，所述的加速度传感器通过载荷放大器连接于信号分析仪；还包括有一力锤，所述力锤上安装有力传感器，所述信号分析仪连接于所述力锤，所述力传感器通过电荷放大器连接于所述信号分析仪，所述信号分析仪连接有显示屏。
[0010]进一步的，所述加速度传感器一个设置在提综刀厚度最薄处正中间，另一个设置在提综刀边1/5L处，L表不提综刀长度。
[0011]优选的，所述提综刀用两根橡胶绳对称悬挂在架子上，两根橡胶绳分别穿过提综刀左上部和右上部对称的孔内。
[0012]测量提综刀频谱曲线的方法包括用力锤击打提综刀，用加速度传感器测量提综刀中部的响应，激励和响应信号同时输入分析仪，经FFT变换，得到提综刀的频响函数。
[0013]本发明的有益效果是:
1、通过测试结果改良提综刀，使其具有运动稳定、变形和振动小等良好的动态性能。
[0014]2、用橡胶绳悬挂提综刀，使提综刀的状态等同于自由状态，可研究提综刀部件结构的频谱和模态参数。
[0015]3、双通道分析仪具有两个通道信号分析功能，可测量两组信号之间的关联，交叉谱、频率响应和相干性等。
[0016]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的【具体实施方式】由以下实施例及其附图详细给出。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为提综刀悬吊状态不意图；
图2为图1左视图；
图3为提综刀频谱曲线测量系统框图；
图4为提综刀加速度传感器位置示意图；
图5为图4左视图；
图6为提综刀的频响函数；
图7为提综刀频响函数在10.9HZ的细节图。
【具体实施方式】
[0018]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
[0019]参照图1、图2、图3所示，一种提综刀频谱曲线测量方法，将提综刀I用橡胶绳2吊起；由信号分析仪3内的信号发生器施加信号给力锤4，信号发生器产生伪随机信号作为激励器力锤的驱动信号，信号经数模转换器变换成模拟信号驱动所述力锤4，用力锤4敲击提综刀I，力锤4敲击点100位于所述提综刀I右上角，所述力锤4上装有力传感器5,敲击经力传感器5输出信号通过电荷放大器6输入到所述信号分析仪3 ;提综刀I上设置有加速度传感器7，所述加速度传感器7得到力锤4敲击后提综刀I的响应信号，提综刀I上的响应信号经载荷放大器8到所述信号分析仪3，两组信号同时输入信号分析仪3，完成信号采集，所述信号分析仪3采用数字方法直接由模拟/数字转换器，得到数字信号，并通过显示屏9显示输出。所述频谱曲线测量范围为0-100HZ。
[0020]参照图1至图5所示，一种提综刀频谱曲线测量装置，提综刀I用两根橡胶绳2对称悬挂在架子上，两根橡胶绳2分别穿过提综刀I左上部和右上部的孔内，所述提综刀I在中间厚度最薄处安装有两个加速度传感器7，所述的加速度传感器7通过载荷放大器8连接于信号分析仪3 ;还包括有一力锤4，所述力锤4上安装有力传感器5，所述信号分析仪3连接于所述力锤4，所述力传感器5通过电荷放大器6连接于所述信号分析仪3，所述信号分析仪3连接有显示屏9。所述加速度传感器7 —个设置在提综刀I中部厚度最薄处，另一个设置在提综刀I边1/5L处，L表示提综刀I长度。
[0021]提综刀I悬挂在一个框架上，使其状态等同于自由状态，可研究提综刀部件结构的频谱和模态参数，如前几阶固有频率、阻尼比等。
[0022]提综刀的结构呈扁长板型，厚度不等6 — 14毫米，最薄处在中间厚6毫米。提综刀结构上显著特点是提综刀上装有防碰撞橡胶垫，提综刀的振型复杂并振幅大，尤其在提综刀运动的宽度方向产生大幅度振动，运动中的提综刀产生弯曲。相邻两页提综刀用橡胶垫隔开以缓解提综刀之间的碰撞，橡胶垫安置在提综刀8毫米厚板两侧的几个Φ 10.5mm孔中，在提综刀弯曲时，让橡胶垫与相邻提综刀的橡胶垫碰撞。
[0023]提综刀在上下往复运动时带动经纱实现开口动作，承受经纱张力动载荷。在高速织机上，每根经纱的张力峰值达48.4?57.2厘牛，经密达510?600根/ 10厘米，且筘幅宽可达280-330厘米，提综刀必须具有高强度和刚性。提综刀在承受动载荷的过程中，提综刀挠度允差仅为I毫米，且不能扭曲，在高速织机上，运行的提综刀扭曲达数毫米。提综刀采用重量轻、强度高的铝合金材料。以往评定提综刀的标准只有平直度、强度等静态指标，随着高速织机的出现，它还应具有运动稳定、变形和振动小等良好的动态性能。
[0024]测试方法和步骤如下:
1.信号激励和数据采集
采用锤击激励器对提综刀进行激励，由分析仪内的信号发生器施加信号给力锤，信号发生器产生伪随机信号作为激励器力锤的驱动信号，信号经数模转换器变换成模拟信号驱动力锤，用力锤敲击并激振提综刀。
[0025]力锤上装有力传感器，敲击经力传感器输出信号，力传感器输出信号经电荷放大器输入到分析仪；提综刀上安置加速度传感器，加速度计得到力锤敲击后提综刀的响应信号，提综刀上的响应信号经载荷放大器到分析仪，两组信号同时输入分析仪，完成信号采集，分析仪采用数字方法直接由模拟/数字转换器，得到数字信号。
[0026]双通道分析仪具有两个通道信号分析功能，可测量两组信号之间的关联，交叉谱、频率响应和相干性等。
[0027]2.数据处理和变换
提综刀是提花机开口部件中的重要部材。它的固有频率在数值上接近织机运转频率，因此，用在高速运动织机上的提综刀应具有良好的频谱特性，测试提综刀的频响试验采用频域识别法。
[0028]提综刀系统是线性的、非时变的、稳定的。提综刀的频响试验分析方法是模态分析方法的一种，通过试验方法求得提综刀的模态频率。提综刀作为线性振动系统，用力锤的敲击激振提综刀，激振后经加速度传感器输出的振动信号，用输入力信号与输出的振动信号的关系描述提综刀。
[0029]采用信号分析仪平台和分析软件对采集的双路信号进行FFT变换，求得频响函数。
[0030]I)测量力锤输入力与输出加速度响应之间的时间历程；
2)经数据处理、用FFT方法把时域信号转换成实频域内的信号，用分析软件解出提综刀的频响函数。
[0031]在分析仪屏幕上显示时域信号、自谱、互谱、功率谱等提综刀的频域信号，信号曲线显示在分析仪的屏幕上。
[0032]3.提综刀的激振试验分成两步，预试验和正式激振试验。
[0033]提综刀的预激振试验的目的:提综刀的激振试验的方法正确性对试验人员的经验有依赖性，因此预激振试验的目的是认识提综刀系统。在预试验中，要求确定:
激励器和响应点组态:敲击点数量，激励器力的振幅，激励器的激励位置。
[0034]参照图4、图5所示，提综刀测量点的分布，响应测点和敲击点:
提综刀频谱特性试验采用定点响应，单点激励和二点响应来得到提综刀的频谱曲线。
[0035]力锤击打点有一点，一点是力锤击打提综刀的右上角部。
[0036]加速度响应点有两点，选在提综刀中部6mm处,一点是提综刀的中点，另一点是距提综刀边五分之一。
[0037]激励采用单点敲击，二点响应的方法。用冲击锤依次敲击提综刀上的结点上，二点响应的选择避免了响应点恰好是提综刀最初几阶振型的节点。
[0038]正式激振试验就是在选定的激励器组态和分频段的条件下，对各测量点求得提综刀系统的响应。测试的要求是:每个固有振型至少在一个激励频率上进行响应的线性检验，即激励力的水平变化，以便能在线性范围内以合适的激励力幅工作。
[0039]4.激励方式和激励频率的范围
激励有瞬态力和随机力激励，测量要求同时激励出低频段的十余个模态。
[0040]瞬态力激励:瞬态力激励由冲击锤的力脉冲产生。瞬态脉冲力激励的幅值、频率范围、和持续时间均可以调节，采用更换冲击锤的锤头质量、锤头的硬度的方法。用瞬态力激励的优点是激励力的能量分布在很宽的频带上，测量方便，对线性系统具有良好的适应性。
[0041]随机力激励:使用伪随机力信号激励，伪随机力信号实质上是基本周期T的多频道信号，在T秒内激励力的离散谱线达几百条，其概率密度接近于高斯分布。因此，伪随机力信号激励亦可以称为全频道信号激励。用伪随机力信号激励的优点是激励力的能量分布在很宽的频带上，测量方便，对线性系统具有良好的适性。
[0042]提综刀测试采用伪随机信号随机力激励。
[0043]激励频率的范围:提综刀的测试频率O?10Hz范围内。在O?10Hz范围内，冲击锤的激励力具有较好的水平性。激励力的振幅应可以调节，力的频域特性应具有把待识别的各阶模态激励出来。
[0044]激励力的振幅可以按激励力曲线和激励力的自功率谱来调节，调节每一次激励力的水平，激励力的振幅合乎要求，则记录信号；激励力的振幅和曲线不合乎要求，再来一次激励。
[0045]5.提综刀的频响函数
参照图6所示，由图可见提综刀的模态并不呈现密集状态，就每一个共振峰而言，有的单峰是双密模态，如图5的10.9HZ就是双密模态。作为提综刀模态的整体而言，各阶提综刀模态是相互离散的，提综刀的模态群是一模态不密集的结构系统。
[0046]参照图7所示，因此，能在局部分频段区域内，测量提综刀的双密模态，分频段测量作为O-1OOHz频道测量的补充，如图5所示分频段测量的结果用作相位分离，具有高精度。
[0047]提综刀是一种板式结构，阻尼比ζ的数量级在0.01?I的范围内，在这种情况下，实际无阻尼固有频率ω0与有阻尼固有频率ωηο在数值上差别很小。
[0048]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种提综刀频谱曲线测量方法，其特征在于:将提综刀(I)用橡胶绳(2)吊起；由信号分析仪(3)内的信号发生器施加信号给力锤(4)，信号发生器产生伪随机信号作为激励器力锤的驱动信号，信号经数模转换器变换成模拟信号驱动所述力锤(4)，用力锤(4)敲击提综刀(1)，所述力锤(4)上装有力传感器(5)，敲击经力传感器(5)输出信号通过电荷放大器(6 )输入到所述信号分析仪(3 );提综刀(I)上设置有加速度传感器(7 )，所述加速度传感器(7)得到力锤(4)敲击后提综刀(I)的响应信号，提综刀(I)上的响应信号经载荷放大器(8)到所述信号分析仪(3)，两组信号同时输入信号分析仪(3)，完成信号采集，所述信号分析仪(3)采用数字方法直接由模拟/数字转换器，得到数字信号，并通过显示屏(9)显示输出。
2.根据权利要求1所述的提综刀频谱曲线测量方法，其特征在于:所述力锤(4)敲击点(100)位于所述提综刀(I)右上角。
3.根据权利要求1所述的提综刀频谱曲线测量方法，其特征在于:所述频谱曲线测量范围为0-100HZ。
4.一种提综刀频谱曲线测量装置，其特征在于:包括用橡胶绳(2)悬吊起的提综刀(O,所述提综刀(I)在中间最薄处安装有两个加速度传感器(7 )，所述的加速度传感器(7 )通过载荷放大器(8)连接于信号分析仪(3);还包括有一力锤(4)，所述力锤(4)上安装有力传感器(5)，所述信号分析仪(3)连接于所述力锤(4)，所述力传感器(5)通过电荷放大器(6)连接于所述信号分析仪(3)，所述信号分析仪(3)连接有显示屏(9)。
5.根据权利要求4所述的提综刀频谱曲线测量装置，其特征在于:所述加速度传感器(7)一个设置在提综刀(I)中部，另一个设置在提综刀(I)边1/5L处，L表示提综刀(I)长度。
6.根据权利要求4所述的提综刀频谱曲线测量装置，其特征在于:所述提综刀(I)用两根橡胶绳(2 )对称悬挂在架子上，两根橡胶绳(2 )分别穿过提综刀(I)左上部和右上部对称的孔内。
【文档编号】G01M13/00GK104180985SQ201410467890
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】周玉峰, 祝章琛 申请人:吴江万工机电设备有限公司