专利名称：环锭精纺机钢领摩擦系数测试方法
技术领域：
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，用法码称量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
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＝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/O′D=Sin(φ-θ)/O′A′A′C′=OA′Sin(ψ′-θ)
ξ=tg-1{h/［OA′Coo(ψ,-θ)-R]｝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＇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。
权利要求
1.一种测试环锭精纺机钢领摩擦系数f值的方法。现有方法是通过测试正压力和摩擦力计算而得，但误差较大，测试时还需根据钢领直径对机构作某些调整，不太方便。本发明的特征是A、只用一根绳线拉住钢圈，测量该线绳处于平衡位置时的tgΨ、φ或θ换算成f值，省去了测力环节；B、应用单片机和电测技术进行多头自动测试和显示；C、特制测试用钢丝圈以模拟纺纱时的运行状态。
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弦(tgψ)，然后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，其特征在于应用光电编码盘、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角位移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所述的多头自动测试和显示，其特征是，用户根据需要事先向单片机预置钢领转速、f的下限值fo、钢领直径以及正压力与水平面的夹角ξ(或导索孔高度h)等参数，测试时只需装上钢领，套上钢丝圈、开机，即可进行自动采样、计算(或查表)，在数码管上显示每个钢领的平均f值，并用指示灯表示与fo对比的结果-<fo……>nfo。
6.根据权利要求1所述的测试用钢丝圈，其特征在于该钢丝圈的上端开有小孔，线绳穿在小孔的后侧，使钢丝圈能模拟纺纱时的运行状态。
全文摘要
本发明为纺织生产中钢领与钢丝圈之间动摩擦系数f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。
文档编号G01N19/02GK1042235SQ8910834
公开日1990年5月16日 申请日期1989年11月2日 优先权日1989年11月2日
发明者周爱琳, 黄民, 邱黎辉, 黄为 申请人:周爱琳