开幅热定型克重自动检测系统装置设计.doc

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1、开幅热定型克重自动检测系统装置设计摘要中国是纺织品生产和出口的大国，为了保证质量和效益，那么对纺织品的克重的检测和控制就显得尤其重要。目前，我国的绝大多数的纺织企业用圆形取布的方法来测量纺织品的克重，这种方法虽然简单易行，但是会浪费大量的纺织布料和人工成本。现有在线克重检测功能的克重扫描仪，需要安装至热定型机上，但是要求纺织品水平通过扫描仪，这给克重扫描仪的安装增加了难度。因此本课题主要是对定型机和摆布装置进行改造，以便于扫描仪的安装。克重扫描仪安装成功后，可对纺织品的克重进行实时监测，将提高生产效率，节省成本，增强企业竞争力。关键词：纺织品；克重；热定型机；在线扫描仪ABSTRACTChin

2、a is a big producer and exporter of textile country, in order to ensure the quality and effectiveness, then the weight of textile testing and control is especially important. Currently, the vast majority of Chinas textile enterprises to take the cloth with a circular way to measure gram weight of te

3、xtile materials, although this method is simple, but it will waste a lot of textile fabrics and labor costs. Existing gram weight with online scanner detection function, you need to install it on the heat setting machine, but the textile must be horizontal when it goes through the scanner. It is dif

4、ficult to install an online scanner. Therefore, the main task is to transform these setting machine and mercy devices for installation in the scanner. After the successful installation of the scanner weight, gram textiles can be real-time monitoring of weight, will improve productivity, save costs a

5、nd enhance the competitiveness of enterprises.Keywords: textile，gram weight，heat setting machine，online scanner目 录第一章、绪论1（一）现有技术1（二）本设计的目的和意义3第二章、扫描架的机械设计4（一）扫描架设计图4（二）电机的选型5（三）减速器的选型7（四）传动部分设计10（五）扫描架导轨设计12（六）探测头支撑架设计13第三章、扫描架安装方案一15（一）扫描架安装位置的选择15（二）本方案的优缺点16（三）改装和安装细节16第四章、扫描架安装方案二22（一）扫描架安装位置的选择

6、22（二）本方案的优缺点23（三）改装和安装细节23第五章、扫描架安装方案三29 (一)扫描架安装位置的选择29（二）本方案的优缺点29（三）改装和安装细节30第六章、结论36参考文献37附录38致谢60III开幅热定型克重自动检测系统装置设计第一章、绪论（一）现有技术1、 目前使用的克重检测方法目前，国内纺织印染企业在生产中对布料的克重检测方法主要是：首先用克重取样器从布料上取下一块圆形布料，然后再用电子秤称其重量，如图1-1。这种方法虽然简单易行，但不能实现连续测量，若要保证生产过程中织物克重符合要求，必须多次取样。这样不仅耗费人工成本而且会严重破坏织物完整性，如图1-2，用圆形取布机取样

7、后会在布料上留下圆形“窟窿”，所以有必要开发在线克重检测系统。 图1-1 圆形取样器和电子秤 图1-2实拍取样后的布料2、克重扫描系统用于造纸、无纺布等的检测现有的克重自动检测系统主要用于造纸、无纺布和涂布。纸张、无纺布和涂布的幅宽较大，表面比较平整，生产过程中的温度较低，这些条件都比较利于克重自动检测系统的安装，且不需要对生产线上的设备改造，可以直接使用，如图1-3。图1-3 用于生产的克重自动检测系统3、纺织印染厂的生产线和设备状况一般来说，棉纺布的生产线不适合安装如图1-3所示的克重自动检测系统，克重检测设备只能安装在出布端的狭小区域，并且出布端也不能直接安装克重检测设备。那是因为：首先

8、，出布端织物需要脱针，经过导布辊进入摆布装置。由于织物脱针区域存在针板等机械装置（如图1-4），并且织物温度较高，影响测量精度，所以不适合检测探头安装；，接下来，在导布辊附近的区域，织物倾斜进入摆布装置（如图1-5），而检测探头需要水平安装，所以该区域也不适合安装检测设备；最后，在摆布装置区域，由于织物左右摆动（如图1-6），不适合探头检测，所以也无法进行安装。因此，若要实现克重自动检测系统的安装，需要对导布、摆布区域附近的装置进行改造。图1-4.织物脱针图1-5.织物倾斜进入摆布装置图1-6.摆布装置4、现有在线扫描仪传感器根据应用测量的不同材料，可以选择射线、X射线、红外线、激光4种传感器

9、中最合适的一种。所有传感器都是非接触式，不损害被测材料。表1-1 传感器性能对比穿透式传感器射线测量范围：10-5000克/平方米放射源种类：钷147(147Pm)；氪85(85Kr)；锶90(Se90)X射线测量范围：5-2000微米低能X射线5000电子伏特红外线测量范围：0-30%（水分）反射式传感器红外线测量范围：0-90%（水分）0-1000克/平方米（涂布量）激光测量范围：0.01-100毫米图1-7 厂家提供的扫描架（二）本设计的目的和意义克重自动检测装置若能安装至生产线上，则可以实现对纺织品克重的实时检测，方便生产者对纺织品生产过程的监测，保证纺织品克重的稳定。另外，本设计可以

10、节省大量人工成本，保证织物的完整性，提高生产效率。第二章、扫描架的机械设计（一）扫描架设计图图2-1 扫描架主视图图2-2 扫描架左视图图2-3 扫描架俯视图图中各箭头注释分别为：1、电动机 2、减速器 3、同步带轮 4、同步带 5、导轨 6、纺织品 7、传感器 8、用于支撑探测头的支撑架。具体运动过程如下：电动机的输出轴与减速器输入轴相连，与减速器输出轴相连的同步带轮转动并带动上下同步带左右水平运动。同步带与装载探测头的支撑架通过锁扣连接在一起，支撑架被安装在导轨内，由于各个同步带轮的大小尺寸完全一致，所以探测头上下两个探头可以以相同的速度左右水平移动。（二）电机的选型探测头的水平移动速度大

11、约为至之间，探测头的最大扫描范围，经计算，电动机正反转之间的间隔约为至。由于电动机需要较频繁地改变其转向，所以须选择一款三相异步电动机。三相异步电动机在其定子通入三相交流电后，会产生以同步转速旋转的旋转磁场，异步电机的同步转速与电源频率，电机的磁极对数相关。异步电机的同步转速公式如下：其中是交流电源的频率，我国的交流电源频率为，是电机的磁极对数。表2-1 一部分三相异步电机的型号及参数型号额定功率（）转速（）同步转速级Y80M1-20.752830Y80M2-21.12830Y90S-21.52840同步转速级Y80M1-40.551390Y80M2-40.751390Y90S-41.1140

12、0同步转速级Y90S-60.75910Y90L-61.1910Y100L-61.5940考虑到负载为探测头、同步带等重量较轻的装置，且探测头扫描速度不快，若选择同步转速3000r/min，极对数为1的电机，电机的额定转速较高（接近3000r/min），经计算，减速器的传动比约为，这就要求减速器的传动比比较大。我们可以试着选择型号Y90S-4，功率为1.1kW，额定转速为1400r/min的三相异步电机，通过计算来看看它是否符合条件。根据电动机转矩公式： 若选取的减速器的传动比为35（具体计算过程参见（4）减速器传动比的计算），使用系数为90%，则根据减速器的输出转矩公式：其中，为减速器传动比，

13、为使用系数。所以：F探测头图2-4.探测头运动简图如图2-4，当探测头加速或改变运动方向时，同步带需要给探测头提供最大的拉力，同步带轮半径,由于探测头质量不详，若考虑比较极端的情况，假设探测头质量，探测头从静止到最大速度需。探测头运动最大加速度：，由于探测头匀速运动时只需克服摩擦力，而摩擦力较小，可以忽略不计，所以同步带提供的最大拉力：，传动轴需提供转矩：，而同步带的传动效率极高（可达98%），所以要求减速器输出轴的转矩至少为：，虽然在计算时不计各种摩擦阻力，但是可以比较得：减速器额定输出转矩，可知Y90S-4型三相异步电机-减速器输出动力足以带动扫描架上的设备运行。如果我们从经济节能方面考虑

14、，Y90S-4三相异步电机提供的动力似乎有些浪费，我们若选择Y80M1-4型三相异步电机，由表1-4的数据得：它的额定转速为1390r/min,额定功率550W。该电机额定输出转矩：，减速器的传动比约为，减速器输出轴的输出转矩：在不计摩擦和动力损耗的情况下，减速器输出轴的额定输出转矩依然远远大于，所以选择Y80M1-4型三相异步电机可以带动负载运行。至于同步转速为1000r/min，极对数为3的电机，表2-1所列的三款电机的额定功率都要比Y80M1-4的大，且额定转速在1000r/min以下，所以无论是从功率还是可以提供的转矩来说，它们都符合要求。但是从成本上考虑，Y90S-6，Y90L-6和

15、Y100L-6型电机的价格都要比Y80M1-4型的贵，因此，结合电机的性能和价格来说，Y80M1-4型电机是最佳选择。（三）减速器的选型减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速。减速器的种类很多，常用的减速器主要有：蜗轮减速器，谐波减速器和行星减速器。蜗轮减速器的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性

16、与金属件相比较差。输入转速不能太高。行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。表2-2 减速器性能比较蜗轮减速器谐波减速器行星减速器体积大小小背隙低高高刚性高中低寿命中短长效率低高高而对于在线克重检测系统来说，扫描探测头的移动速度和位置的控制要求不高，且蜗轮减速器是现如今最常用的减速机机械，所以可以考虑使用蜗轮减速器。1、蜗轮减速器适用范围（1）高速轴转速不大于。（2）齿轮传动圆周速度不大于。（3）工作环境温度为-4045，如果低于0，启动前润滑油应预热至0以上。2、蜗轮减速器的优点（1）齿轮采用高强度低碳合金钢经渗碳淬火而成，齿

17、面硬度达HRC58-62，齿轮均采用磨齿工艺，精度高，接触性好。（2）运转平稳，噪音低。（3）体积小，重量轻，使用寿命长，承载能力高。（4）易于拆检，易于安装。 图2-5 蜗轮减速器所以，综上所述，蜗轮减速器是最佳选择。3、减速器传动比的计算同步带线速度，同步带轮半径；（1）当时，同步带轮角速度：，同步带轮轴的转速为：，由于同步带轮大小尺寸相同，所以蜗轮减速器输出轴的转速为，而电动机额定转速为；蜗轮减速器传动比：（2）当时，同步带轮角速度：，同步带轮轴的转速为：，蜗轮减速器输出轴的转速：而电动机额定转速为：，蜗轮减速器传动比：综上所述，我们选取的蜗轮减速器的传动速比在3040之间会比较合适，即

18、可设定传动比为35。市面上可以购买的蜗轮减速器主要有WP, WH, CW, RV系列，其中WP系列是比较常用的。WP系列产品的型号有40250，单级传动传动比为1060，双级传动传动比可达200900；输入功率0.1233.2千瓦，输出转矩66050牛米；齿面硬度：硬齿面；安装形式为立式，我们可以从中选取一款传动比为35的产品。（四）传动部分设计目前，同步带在机械传动中得到了非常广泛的运用。个人觉得，从成本上考虑，同步带要比链条更加经济，而且在性能方面同步带非常轻便，并且也有不错的传动比，传动比较顺滑且线速度恒定，噪音也比用链条传动小不少。关于同步带和皮带的比较，首先，我觉得同步带传动要比皮带

19、传动更加准确；第二，同步带要比皮带更加耐用（皮带的使用时间长了就需要更换），而且同步带的价格也非常便宜。所以结合它们的性能和价格来考虑，同步带是最佳选择。既然扫描架的探测头需要同步带轮和同步带来带动，所以有必要了解同步带和同步带轮。1、同步带优点同步带是以钢丝绳或玻璃纤维为强力层，外覆以聚氨酯或氯丁橡胶的环形带，带的内周制成齿状，使其与齿形带轮啮合。同步带传动时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用温度-2080，线速度小于50m/s，传递功率小于300kw，,对于要求同步的传动也可用于低速传动。图2-6 同步带同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环

20、行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。 传输用同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达1:10。允许线速度可达，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。 2、同步带轮简介同步带轮一般由钢，铝合金，铸铁，黄铜，等材料制造。内孔有圆孔，D形孔，锥形孔等形式。表面处理有本色氧化，发黑，镀锌，镀彩锌，高频淬火等处理。精度等级依客户要求而定。图2-7 同

21、步带轮3、同步带和同步带轮的选型在本设计中，同步带的齿形为梯形齿，单面带，市面上同步带的节距主要有5.08,9.525,12.7,5.0,8.0,3.0,我们规定同步带的节距为12.7，宽度为20，材质为PU聚氨酯。同步带轮的外圆半径40，由于铝合金质量轻，常用于轻载同步带传动，所以我们规定同步带轮的材质为铝合金。同步带简图如图2-8，下面我们来简单计算下同步带轮的齿数。图2-8 同步带简图同步带节距，同步带轮的外圆半径，因为同步带和同步带轮啮合，所以同步带轮的齿距与同步带节距相等。同步带的齿数：，所以同步带轮的齿数为20。综上所述，同步带为梯形齿，单面带，节距12.7，宽度20，材质PU聚氨

22、酯。同步带轮外圆半径40，齿数20，材质为铝合金。（五）扫描架导轨设计图2-9 扫描架导轨简图图2-10 导轨细节如图2-8，在扫描架导轨图中，1为探测头支撑架，2为钢珠，3为导轨外壳，材质为钢铁，4为探测头。探测头支撑架的作用是支撑和固定探测头；钢珠的表面涂有润滑油，它的作用是减小摩擦力，引导探测头的运动。根据图2-9，导轨宽60，厚30，导轨内的钢珠半径为7.5，支撑架位于导轨内的部分宽为40。（六）探测头支撑架设计图2-11 探测头支撑架左视图图2-12 支撑架俯视图如图2-10,1为一长为，宽为，厚的钢块，它的几何中心有一半径为的孔洞，刚好可使扫描架支撑架通过，另外，我们要求将钢块1和

23、钢块6通过焊接结合在一起。2为螺栓，长，3也为螺栓，4为同步带，厚约，宽。5为长，宽，厚的钢块；6也为一钢块，它的中间有一凹槽，刚好可以使同步带与之紧紧贴合。探测头支撑架有两个作用，一是它将导轨，探测头相互连接，二是它将同步带和探测头“锁”在一起。如图2-10，在扫描架完成安装之前，钢块5和钢块6是分离的，首先，我们可将同步带置于钢块6的凹槽内，接着将钢块5与钢块6贴合，然后将螺栓2用螺丝刀拧紧，这样钢块5，钢块6就可以随着同步带水平移动了。可以说本设计可以让探测头的安装和拆卸变得简单和方便，便于生产者的维修和调试。第三章、扫描架安装方案一（一）扫描架安装位置的选择图3-1 定型机-摆布装置中

24、上部照片图3-2 厂家定型机-摆布装置图纸照片如图3-1，图中所示的是待改装的定型机和摆布装置，在摆布装置的上部，有一“废弃”的导布辊，据厂家的技术人员介绍，该导布辊已停止使用，可以将其拆除。在摆布装置的中部，有一用来测量织物纬密的传感器，据作者观察，有一部分生产线上装备了该传感器，而大部分生产线上还没有装备；另外从图3-2厂家图纸上看，定型机-摆布装置的中部也没有安装该传感器。所以，作者认为该传感器不是必须要安装的，如果它干扰了克重自动检测装置的安装，那么我们可以将其拆除。很容易看出，定型机-摆布装置的上部有很大的空间，但是织物不经过定型机-摆布装置的上部，且位于导布辊和摆布装置之间的织物是

25、倾斜的，这不符合织物必须水平放置检测的条件。如果我们要在定型机-摆布装置的上部安装扫描架，就需要在上部安装一从动导布辊，这样就可以改变织物的运动轨迹，在上部创造一水平平面，满足织物水平放置检测的条件。（二）本方案的优缺点本方案的优点是：可以获得很大的安装空间，使得扫描架各部件的摆放可以自由一些，不需要对生产线作非常大的改动，相对来说比较节省成本。本方案的缺点是：扫描架的安装位置过高，不方便安装和后期的调试、维修。（三）改装和安装细节图3-3 待改装的定型机-摆布装置图3-4 方案一左视图图3-5 方案一左视图细节如图3-5，1为扫描架导轨，在本文的第二章的（六）扫描架导轨设计中有详细的设计图和

26、介绍，在此不作赘述。值得注意的是，导轨的长度相对于第二章的（一）扫描架设计图中标注长度有所不同，那是因为在第二章中，是一个参考长度，而在不同安装方案，不同安装位置的情况下，导轨长度可能会变化。在方案一中，上下两条导轨的长度分别为和，下导轨可以直接安装在定型机-摆布装置上，不需要安装支撑三角架；上导轨横跨在摆布装置两端，由于扫描架的安装高度的原因，上导轨将悬于空中，需要用三角支架来支撑。上下导轨关于布料对称，安装在距离定型机-摆布装置左边缘处。2为三角支撑架，其设计图如图3-6。图3-6 三角支撑架设计图如图3-6，三角支撑架的作用是支撑导轨，材质为钢铁。它的左视图可近似看作一个等腰三角形，由于

27、三角形的两个锐角均为，所以该三角形为一等腰直角三角形。三角形的直角边外侧长，内侧长，直角边的厚度为；斜边长度为，厚度为；三角形的高为。从结构力学的角度来说，三角形的支撑性非常好，比较牢固，这是支撑架设计成“三角形”的原因。如图3-5,3为同步带轮支架，材质为钢铁，从图3-9可以看出同步带轮支架有三种不同的规格，具体尺寸如图3-7。图3-7 同步带轮支架图3-8 同步带轮支架剖面图同步带轮支架剖面图为同心圆，外径为，内径为。阴影部分材质为钢铁，阴影包围的部分是中空的。如图3-10，传动轴长度，直径，传动轴与同步带轮支架之间应该有轴承与两者连接，但在设计图中未画出。传动轴距离定型机-摆布装置的边缘

28、165mm，轴上有三个同步带轮，根据第二章同步带轮的选型，同步带轮外圆半径40mm，齿数20，材质为铝合金；同步带材质为PU聚氨酯，单面带，齿形为梯形齿，节距为12.7mm，宽度为20毫米。为了避免过多的弯折，上下同步带的长度会不同。其中上两个同步带轮的中心距离，同步带轮外圆半径，所以上同步带长度为：下同步带轮的中心距离，所以下同步带长度：电机输出轴与传动轴的中心距离，所以与电机输出轴相连的同步带长度：如图3-5,4为蜗轮减速器，5为三相异步电动机，经计算，蜗轮减速器传动比为35，WP系列；三相异步电机型号为Y80M1-4，额定功率550W，额定转速为1390r/min。6为安装在定型机-摆布

29、装置顶部的从动导布辊，尺寸如图3-9，它被安装在轴线距离地面3135毫米处，该从动轮长3450毫米，直径为165毫米。根据厂家提供的定型机-摆布装置的图纸来看，摆布装置里有一用来摆布的导布辊，其直径为165毫米，所以加装的导布辊的直径也为165毫米，且它的轴线和摆布装置导布辊的轴线在水平线上平齐。这样安装刚好可以使织物水平通过探测头，否则不满足测量条件，影响测量精度。图3-9 导布辊在俯视图图3-12中，可以较清晰地看到三相异步电机和蜗轮减速器的摆放位置，也可以看到同步带的运动情况。三相异步电机和蜗轮减速器的摆放位置可能会和扫描架设计图的摆放位置不同，导轨和同步带的长度也可能会和扫描架设计图中

30、的不同。另外，在左视图图3-5和主视图图3-11中，由于视角的问题，同步带看上去和三角支架和同步带轮支架有接触，但是在图3-12中可以看出，与蜗轮减速器输出轴相连的同步带实际上是从三角支架的空档穿过，并且同步带轮支架也没有和同步带相接触。图3-10 方案一主视图图3-11 方案一主视图细节图3-12 方案一俯视图细节第四章、扫描架安装方案二（一）扫描架安装位置的选择图4-1 定型机-摆布装置中部照片图4-2 厂家定型机-摆布装置图纸照片如图4-1，该图为定型机-摆布装置中部照片，照片显示，定型机-摆布装置中部有两个从动导布辊，两个导布辊中间还有一些机械设备，而在图4-2 厂家图纸中，这些设备是

31、没有的，拆除这些设备不会影响定型机-摆布装置的运行。看似在定型机-摆布装置的中部安装扫描架是非常困难的，但是我们通过大刀阔斧的改装却可以实现这个想法。定型机-摆布装置中部的两个导布辊的功能是将织物由热定型机引向摆布装置，改变它们的安装位置并不会影响定型机和摆布装置正常工作，另外，如果位于两个导布辊中间的设备妨碍了扫描架的安装，可以将其拆除。因此，方案二的思路是：首先，将定型机-摆布装置中部的两个导布辊分别编号为1号，2号导布辊，其中，位于上方的导布辊为1号，位于下方的为2号。然后，拆除1号和2号导布辊，将1号导布辊向摆布装置方向移动一段距离，将2号导布辊向热定型机方向移动一段距离。这样就可以为

32、在定型机-摆布装置中部安装扫描架创造空间，并且改变织物的运动轨迹（织物在1、2号导布辊中间是水平运动的），方便检测。（二）本方案的优缺点本方案的优点是：扫描架的导轨和同步带轮不需要支撑架，可直接安装至定型机-摆布装置的中部上，另外，扫描架的安装位置不算高，这样可以方便生产人员的安装，调试和维修。本方案的缺点是：需要对设备作较大的改动，安装比较麻烦。（三）改装和安装细节图4-3 待改装的定型机-摆布装置图4-4 方案二左视图图4-5 方案二左视图细节图4-5中，1为安装在三角支撑架上的从动导布辊，长3450毫米，直径为132毫米，左导布辊轴线距离地面2271毫米，距离定型机-摆布装置边缘400毫

33、米；右导布辊轴线距离地面2403毫米，距离定型机-摆布装置边缘400毫米。将原定型机-摆布装置中部的两个导布辊拆除后，分别移至要求的位置，它们的尺寸如图4-6，图4-7。图4-6 导布辊主视图图4-7 导布辊剖面图图4-8 方案二主视图2为支撑导布辊的三角支架，材质为钢铁，从左侧面看，三角支架是一个“直角三角形”，尺寸如图4-9。图4-9 三角支架三角支架直角边长400毫米，斜边内侧长509.12毫米，外侧长565.69毫米。因为三角形稳定，支撑性良好，所以支架设计成“三角形”。3为蜗轮减速器，经计算，蜗轮减速器的传动比35。4为三相异步电机，经计算，选择型号Y80M1-4，额定功率550W，

34、额定转速为1390r/min。图4-10 方案二主视图细节如图4-10，5为支撑同步带轮的支架，材质为钢铁，在本方案中仅需一种规格，其尺寸如图4-11，图4-12。图4-11 同步带轮支撑架图4-12 同步带轮支架剖面图同步带轮支架内径6.5mm，外径10mm，图4-12中，阴影部分的材质为钢铁，阴影包围的部分是中空的。如图4-10，同步带轮支架之间有一传动轴，材质为钢铁，传动轴长495mm，半径10mm。本方案需要用到6个同步带轮，根据第二章的选型，同步带轮的材质为铝合金，外圆半径40毫米，齿数为20。同步带的材质为PU聚氨酯，齿形为梯形齿，单面带，节距12.7mm，宽度为20mm。上下同步

35、带轮的中心距离均为，同步带轮外圆半径，所以上下同步带的长度均为：如图4-13，可得与电机输出轴相连的两同步带轮的中心距离，同步带长度：图4-13 方案二俯视图细节如图4-10，6为导轨，详细尺寸及设计参见第二章的（五）扫描件导轨设计。在方案二中，两条导轨的长度均为3450mm；方案二有一个优点是：导轨可以直接安装在定型机-摆布装置的中部，无须再为其安装支撑架。本方案中一个值得注意的地方是：如图4-5，扫描架的下导轨距离摆布装置的最下方的从动轮850mm。否则，如果下导轨和最下方的从动轮之间的空间太过狭窄，将会给生产人员的检修和调试带来不便。第五章、扫描架安装方案三(一)扫描架安装位置的选择图5

36、-1 定型机烘箱图5-2 织物正在脱针如图5-1，图5-2所示，热定型机的烘箱和织物脱针器之间有着不算大，也不算小的空间，根据厂家提供的定型机-摆布装置图纸，这个位置有足够的空间来安装扫描架。（二）本方案的优缺点本方案的优点：简单直接，不需要对设备进行改造。本方案的缺点：扫描架的安装位置附近设备比较多，安装空间狭小；由于该位置附近有针板，探测头的扫描范围较小，可能会影响测量精度。（三）改装和安装细节图5-3 原定型机-摆布装置如图5-3,1为热定型机的烘箱简图，2为脱针器的简图。扫描架将被安装在1与2之间。图5-4 方案三左视图图5-5 方案三左视图细节如图5-5，1是导轨，用来引导扫描探测头

37、的移动，在方案三种，上下两条导轨的长度均为3060mm，上导轨由三角支撑架支撑，安装在距离烘箱边缘631.8mm，距离针板290mm处；下导轨与7铝合金板焊接在一起。导轨的细节和设计可参加第二章的（五）扫描架导轨设计。因为三角形良好的稳定性，支撑形，所以将导轨支撑架设计成“三角形”。从左侧面看，三角支架为一“等腰直角三角形”，设计图如图5-6。图5-6 三角支撑架三角支撑架的材质为钢铁，直角边外侧长367.7mm，内侧长325.27mm，厚21.21mm；斜边长580mm，厚30mm；高为290mm。同步带从三角支架中间的空档穿过，根据第二章同步带的选型，同步带的材质为PU聚氨酯，齿形为梯形齿

38、，单面带，节距为12.7mm，宽度为20mm。同步带轮的材质为铝合金，外圆半径为40mm，齿数为20。带动探测头的两条同步带的长度：对应的两个同步带轮的中心距离，同步带轮外圆半径，所以与电机输出轴相连的同步带的长度：对应的两个同步带轮的中心距离，同步带轮外圆半径,所以与丝杆相连的同步带的长度：对应的两个同步带轮的中心距离，同步带轮外圆半径，所以在本方案中，同步带轮支撑架有两种规格，尺寸如图5-7，图5-8。图5-7 同步带轮支撑架图5-8 同步带轮支撑架剖面图同步带轮支架内径6.5mm，外径10mm，图4-12中，阴影部分的材质为钢铁，阴影包围的部分是中空的。如图5-5,2为收缩轴，长度为10

39、0mm。8为三相异步电动机，根据第二章的（二）电机的选型可知，电机型号为Y80M1-4，额定功率为550W,额定转速为1390r/min。9为蜗轮减速器，经计算，它的传动比35。为了让布料有更好的通过性，所以设计了一种可以让扫描架的下导轨竖直上下移动的装置。如图5-5,3为三相异步电机，4为丝杆螺母，5为长度435mm的丝杆，6为减速器，7是一块与丝杆螺母，下导轨和电动机底座相联接的铝合金板，用来带动下导轨的竖直移动。因为铝合金板要承受导轨，探测头，电机和减速器的重量，所以要求三相电机3能提供较大的扭矩，三相电机输出轴经过减速器和丝杆的减速后，能够提供很大的扭矩，规定三相电机3的型号为Y132

40、S-4，额定功率为5.5kW，额定转速1440r/min。丝杆是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。如图5-9。图5-9 丝杆与螺母我们可以设定丝杆给进速度为，丝杆导程为，丝杆大径，由于丝杆导程是丝杆轴旋转一周，螺母的给进量，所以丝杆轴的转速：，当电机选择型号为Y132S-4，额定功率5.5kW，额定转速1440r/min时，减速器的传动比：所以减速器应为齿轮减速器，传动比为12。图5-10 方案三主视图7铝合金板的尺寸如图5-11。图5-11 铝合金板该铝合金板厚30mm，原本长314

41、5mm，宽625mm，在它的右上角裁去一长2545mm，宽250mm的矩形部分。该铝合金板平面面积。为这样做是为了减轻铝合金板的重量，减轻电机3的负担，节省电能。图5-12 方案三俯视图图5-13 方案三俯视图细节第六章、结论企业要得到更好的发展就要改进技术，克重自动检测装置的运用将大大提升生产效率，节约成本，增强企业竞争力。原来，由于热定型机有针板，摆布装置使布料斜置，这些因素导致克重自动检测系统难以安装在热定型机或摆布装置上，但是通过对设备的改装和扫描架的独特设计，使得这些难题迎刃而解，是一次跨越性的突破。虽然问题在一定程度上得到了解决，但是本人的机械设计，绘图的水平有限，扫描架和三个方案

42、还有一些缺陷，比如：扫描架探测头的线路导轨没有在图中画出，同步带轮的支撑架的布局有些凌乱等。最后，我还感受到了科技的力量，一套克重自动检测系统就可以在无人操作的情况下快速地，准确地测出织物的克重，这说明现代仪器仪表不但完全突破了传统的光、机、电的框架，向着计算机化、网络化、智能化、多功能化的方向迅速发展；而且还正朝着更高速、更灵敏、更可靠、更简捷地获取对象全方位信息的方向阔步前进，我相信未来的仪器仪表技术的前景会更加广阔。参考文献1谢侃，陈艳霞.AutoCAD2012机械设计绘图基础入门与范例精通M.北京：科学出版社，2011:1.2刘剑.大跨度的扫描架设计与加工工艺J.机械工程师，2010，

43、（2）：129.3陈志平，王炳源，张季平，周千恂.纸机高精度O型扫描架机械系统的研制J.中国造纸，2002，（5）：34.4希格立JE，等.机械工程设计（下）M.北京：高等教育出版社，1988:1.5蔡宗耀，等.钢带传动的研究J.机械制造，1997，（3）:116黄纯颖.机械创新设计M.北京：高等教育出版社，2000:1.7林征，吴晓彤.现代化纸机QCS系统的更新改造J.中国造纸，2012，（6）：1.8杨立群，李炳金，邓楚洲.纺织印染工业循环经济发展模式的研究J.环境科学与技术，2011，（S1）：1.9孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理M.北京：高等教育出版社，2006:214.10李波，刘升

44、婷.AUTOCAD 2012机械设计M.北京：兵器工业出版社，2011:1.11吕仲文.机械创新设计M.北京：机械工业出版社，2004:1.12曲继方，等.机构创新原理M.北京：科学出版社，2001,20.附录相关外文文献及中文译文2011 2nd International Conference on Advances in Energy Engineering (ICAEE 2011)Usage of Microwave Energy in Turkish Textile Production SectorBanu Yeim Bykaknc*Istanbul Aydin University Engineering Architecture Faculty, Department of Textile Engineering, Istanbul/TurkeyAbstractApplication area