杆盤易插拔式雙滾動支承型高速錠子的製作方法

2023-09-24 03:05:30

專利名稱：杆盤易插拔式雙滾動支承型高速錠子的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於紡織工業紡紗技術領域的新型紡織機械專件，特別是一種杆盤易插拔式雙滾動支承型高速錠子。
背景技術：
錠子是紡織廠用以紡紗的紡織機械專件，是細紗機上高速迴轉的關鍵部件。通常最高轉速為18000轉/分，空錠振幅≤0.08毫米。錠子的性能及壽命決定著紡紗的質量、效率及成本。
目前，紡織工業廣泛使用的錠子，以支承形式分，主要有兩種一種為圖1所示由我國於60年代設計的分離式錠子——即由上軸承(2)、上軸承座(3)組成的上支承與由尼龍圈(5)、中心套管(6)、隔離圈(7)、吸振卷簧(8)、錠底(9)組成的下支承，組成上下支承分離式結構的錠子。圖1是其結構簡圖，由上至下分別由杆盤結合件(1)、上軸承(2)、上軸承座(3)、錠腳(4)、尼龍圈(5)、中心套管(6)、隔離圈(7)、吸振卷簧(8)、錠底(9)組成。
杆盤結合件(1)滾動配合於上軸承(2)，滑動配合於錠底(9)之間，其作用是作為高速迴轉的紡紗管的支承軸。上軸承(2)壓配於上軸承座(3)的孔內，其作用是作為杆盤結合件(1)的上支承。上軸承座(3)壓配於錠腳(4)的上端孔內，其作用是作為上軸承(2)的安裝基準。錠腳(4)安裝在細紗機龍筋板的孔內，其作用是連接各零件及作為成套錠子的安裝基準。尼龍圈(5)的內孔壓配在中心套管(6)的上部外圓上，其外圓與錠腳(4)的內孔滑動配合，其作用是依靠自身的彈性結構設計，起到彈性調心的作用，用以調節由於製造誤差所引起的上下支承間的不同軸度。中心套管(6)壓配在尼龍圈(5)的內孔上，其下部外圓與吸振卷簧(8)緊密配合，其作用是作為安裝錠底(9)的基準。隔離圈(7)是一個軸向帶有開口的C型筒狀零件，其上部圓周有三個對稱分布的齒狀凸臺，並插入與其對應的尼龍圈(5)下部的三個凹槽內，隔離圈(7)依靠自身彈性撐緊於錠腳(4)的內孔壁上，其作用是作為下支承的軸向定位零件之一，且防止由尼龍圈(5)、中心套管(6)、吸振卷簧(8)、錠底(9)所組成的下支承旋轉。吸振卷簧(8)的內圈緊密配合於中心套管(6)的外圓上，其外圈撐緊於錠腳(4)的內孔壁上，其作用是在其簧間充滿阻尼油的情況下，起吸收振動能量，降低振幅的油阻尼作用，並作為下支承軸向定位零件之一。錠底(9)固定在中心套管(6)的下端孔內，其作用是作為杆盤結合件(1)的下部徑向及軸向支承；一種為圖2所示於80年代引進、消化吸收所設計的彈性管式錠子——即由上軸承(2)、上軸承座(3)組成的上支承與由隔離圈(7)、吸振卷簧(8)、錠底(9)組成的下支承，通過彈性管(6)，將上下支承連成一體，組成彈性管式結構的錠子。圖2是其結構簡圖，由上至下分別由杆盤結合件(1)、上軸承(2)、上軸承座(3)、錠腳(4)、彈性管(6)、隔離圈(7)、吸振卷簧(8)、錠底(9)組成。
杆盤結合件(1)滾動配合於上軸承(2)，滑動配合於錠底(9)之間，其作用是作為高速迴轉的紡紗管的支承軸。上軸承(2)壓配於上軸承座(3)的孔內，其作用是作為杆盤結合件(1)的上支承。上軸承座(3)壓配於錠腳(4)的上端孔內，其作用是作為上軸承(2)的安裝基準。錠腳(4)安裝在細紗機龍筋板的孔內，其作用是連接各零件及作為成套錠子的安裝基準。彈性管(6)的上部外圓壓配於上軸承座(3)的孔內，其下部外圓與吸振卷簧(8)內圈緊密配合，其作用是作為安裝錠底(9)的基準。由於在彈性管(6)的上端銑有螺旋槽，依靠這種彈性結構設計，使得該結構具有徑向彈性調心，軸向彈性支承的作用。用以調節由於製造誤差所引起的上下支承間的不同軸度。隔離圈(7)是一個軸向帶有開口的C型筒狀零件，依靠其自身彈性，撐緊於錠腳(4)的內孔壁上，其作用是將吸振卷簧(8)與上軸承座(3)隔離開來，並將吸振卷簧(8)限定在合適的軸向位置，以使下支承具有合適的「握力」。吸振卷簧(8)的內圈緊密配合於彈性管(6)下部的外圓上，其外圈撐緊於錠腳(4)的內孔壁上，其作用是在其簧間充滿阻尼油的情況下，起吸收振動能量，降低振幅的油阻尼作用。錠底(9)固定在彈性管(6)的下端孔內，其作用是作為杆盤結合件(1)的下部徑向及軸向支承。
分離式錠子具有結構簡單，成本低廉的特點，彈性管式結構的錠子由於上下支承為一體式結構設計，其卷簧長度又明顯大於分離式錠子的卷簧，故該結構錠子的調心、吸振以及成套錠子的振幅，明顯優於分離式錠子。兩種錠子的共同特點是上軸承為無內環短圓柱滾子軸承，下支承為徑向、軸向綜合式滑動軸承——錠底(9)的支承結構。這種結構形式，便於杆盤結合件(1)從上下支承中插拔，因而便於在長期使用過程中，定期對成套錠子進行保養——對杆盤結合件(1)進行校直，對上下支承進行清洗、保養、換油，使得錠子有一定可維護性，以便較長時間維持較好的性能。兩種錠子基本滿足了紡織工業對相對高速(18000轉/分)，大卷裝(動程205毫米)，低振幅(空錠0.08毫米，滿載0.4毫米)，長壽命(4-5年)的需求。
隨著紡織工業對高速(20000-30000轉/分)，低振幅(空錠0.04毫米)，長壽命(8-10年)的需求，以上兩種結構的錠子就無法滿足新的要求。兩種錠子的主要缺點還表現在第一，下支承為平面推力滑動與徑向滑動綜合式滑動軸承——錠底(9)的支承形式，由於缺乏液體摩擦條件，液體油膜不連續，而處於不完全潤滑的半液體潤滑狀態，摩擦係數相對較大，因而磨損較大，限制了速度的進一步提高，也就限制了千錠時產量。
第二，由於杆盤結合件(1)上的錠杆為長徑比約為30以上的細長杆，杆盤結合件(1)上的偏心負荷的離心力，可造成錠杆的彈性變形，使錠杆頂端的運行軌跡偏離錠杆軸線。這種偏心力矩產生向上的軸向分力，使杆盤結合件(1)的下尖r脫離錠底(9)的R中心，沿90°錐面向上爬升，從而使杆盤結合件(1)懸浮起來，在90°錐面的一定高度達到動態平衡。這種爬升，使得杆盤結合件(1)除繞自身軸線自轉外，且繞錠底(9)的90°錐面公轉。形成錠端軌跡為一環行的「慢搖頭」——即所謂「開花」錠子。由於負荷的變動，造成杆盤結合件(1)表現為在一定高度區間內「上竄下跳」。同時，由圖3也可見，上軸承最大間隙為δmax，上軸承滾柱長度為l，上下支承間距離為L，則由上支承間隙引起的杆盤結合件(1)下端r處最大可能擺動量Δmax，由幾何關係知Δmax＝δmax*L/l，通常上軸承最大間隙δmax≈0.022mm，上下支承間距離與上軸承滾柱長度比L/l≈24，故Δmax＝δmax*L/l≈0.022*24＝0.528mm，這也是偏心負荷之所以能產生「慢搖頭」——「開花」錠子的原因之一。由於下部錠底(9)內孔的限制，杆盤結合件(1)不可能擺動Δmax這麼大，但其沿90°錐面向上爬升，足以導致錠子逐步趨向失效。
第三，研究及實驗證明錠子振幅在一定程度上與錠底(9)底部R及杆盤結合件(1)底部r的比值——R/r的大小有關。當R/r＝1時，錠子有較好的綜合性能。即振幅小且磨損小。但工藝上滿足R/r＝1是不可能的，實踐中通常限定在R/r＝1～1.05之間。由圖4可見，當R/r＞1時，實際兩者接觸在A處，近似為點接觸，故錠底(9)的定心精度下降，進而錠子的振幅上升，錠子「走熟期」(初步磨合期)較長。另外，由於錠底(9)定心性能下降，杆盤結合件(1)除繞自身旋轉外，還將為尋找徑向支承而爬升到錠底(9)的90°錐面上，故杆盤結合件(1)還繞錠底(9)的90°錐面公轉，類似偏心負荷的效應，形成錠端軌跡為一環行的「慢搖頭」——「開花」錠子，這種情況惡化了錠子的工作條件及使用性能。由圖5可見，當R/r＜1時，杆盤結合件(1)下尖的r中心上移，兩者接觸在B處，近似為線接觸，故錠底(9)的定心精度較高，基本可免去「走熟期」，其初期綜合性能較好。但由於兩者的線接觸，增大了接觸處的比壓，會很快造成接觸處的磨損，使杆盤結合件(1)下端60°錐面趨向磨損成錠底(9)90°錐面形狀，此時，滑動接觸面積增大，功耗上升。
第四，由圖1、圖2、圖3可見，兩種錠子的下支承中，錠底(9)的R為接觸的最底部，其排汙口只能開在錠底(9)R底部的側上方的水平位置或側上方的垂直位置，而無法開在R的最底部，使磨損造成的磨粒無法全部排出，是造成磨粒磨損的主要原因。
(三)實用新型內容針對上述情況，本實用新型的目的就是提供一種新型的杆盤易插拔式雙滾動支承型高速錠子，適用於紡織廠對於不同成本錠子的需求，有效地解決錠子適應高速(20000-30000轉/分)，當量卷裝更大(由於錠速提高，千錠時產量增加，因而當量卷裝增大)，振幅低而穩定(無故障工作時間延長)及具有較長壽命(8-10年)的技術問題，它是採用如下技術方案實現的錠腳內壁裝隔離圈，隔離圈上部有尼龍圈，隔離圈下部有吸振卷簧，隔離圈內裝有中心套管，錠腳中心孔內有杆盤結合件，杆盤結合件上部同錠腳內壁間裝有上軸承座，上軸承座內裝有上軸承，杆盤結合件裝在上軸承內，杆盤結合件下部呈圓錐體裝在深溝球軸承內環的錐形內壁中，構成上、下雙滾動軸承轉動結構。使用時，只要將裝配好的成套錠子中的錠腳，固定在細紗機龍筋板的孔內，將杆盤結合件，自上軸承的內孔，插入下深溝球軸承的內環的內錐面上，就可按紡紗工藝要求，使成套錠子運轉，進行紡紗。本實用新型具有適應高速，「走熟期」短，抗振性、抗偏心負荷能力強，無故障運轉時間及壽命長，具有可維護性，適應部分失效的分離式錠子及彈性管式錠子的再生。


圖1為現有分離式錠子結構剖面主視圖。
圖2為現有彈性管式錠子結構剖面主視圖。
圖3為杆盤結合件在上軸承、下錠底之間擺動幾何關係圖。
圖4為錠底內孔與杆盤結合件下端部R/r＞1關係圖。
圖5為錠底內孔與杆盤結合件下端部R/r＜1關係圖。
圖6為本實用新型結構剖面主視圖(因上部與現有錠子結構相同，故截去上部)。
具體實施方式
由圖1及圖6給出，本實用新型是錠腳(4)內壁上有隔離圈(7)，隔離圈(7)上部裝有尼龍圈(5)，尼龍圈(5)與錠腳(4)內孔滑動配合，隔離圈(7)下部裝有吸振卷簧(8)，吸振卷簧(8)與錠腳(4)內孔壁彈性配合，隔離圈(7)內裝有中心套管(6)，錠腳(4)中心孔內有杆盤結合件(1)，杆盤結合件(1)上部同錠腳(4)內壁間裝有上軸承座(3)，上軸承座(3)內裝有上軸承(2)，杆盤結合件(1)裝在上軸承(2)內，杆盤結合件(1)下部呈圓錐體裝在深溝球軸承(9)內環的錐形內壁中，構成上、下雙滾動軸承轉動結構。
由上述結構可以看出，本實用新型在於第一，分離式及彈性管式錠子限制高速以及導致磨損的主要原因，是下支承均採用錠底綜合式滑動軸承，因而本實用新型將下支承由滑動支承改為深溝球軸承(9)為油潤滑的高速輕載荷小軸承，其極限轉速可達48000轉/分，因此本結構適應高速，由於採用雙滾動支承結構，因而降低了摩擦係數，潤滑條件得到改善。且不存在錠底(9)與杆盤結合件(1)配合中的R/r的比值問題。定心精度得到提高，其定心精度限定在深溝球軸承(9)的徑向遊隙內，其值要大大小於滑動軸承的配合間隙。由於不存在R/r的比值問題，因而本實用新型的「走熟期」較分離式或彈性管式錠子更短。
本實用新型不存在杆盤結合件(1)向上爬升到錠底(9)的90°錐面上的條件，這是因為錠底(9)與杆盤結合件(1)的配合中R/r＞1，定心精度低的爬升條件被完全取消。即使由偏心負荷離心力造成的爬升或叫「上竄」趨勢，由於深溝球軸承(9)的溝道限制，當無偏心負荷，或偏心負荷較小時，杆盤結合件(1)無「上竄」爬升趨勢，此時，深溝球軸承(9)在重力作用下，其滾球在溝道下緣定心，其軸向遊隙在上。當偏心負荷離心力產生向上的分力時，深溝球軸承(9)的滾球在溝道上緣定心，其軸向遊隙在下。但無論何種情況，其爬升趨勢被限定在深溝球軸承(9)的軸向遊隙內。即使在爬升過程中，其定心精度也被嚴格限定在深溝球軸承(9)的徑向遊隙內。因此，本實用新型抗振性能更好，抵禦偏心負荷能力進一步提高，消除錠子「慢搖頭」產生的機理。
本實用新型由於採用深溝球軸承軸向支承的結構形式，因而無磨粒附在接觸而上的條件，磨粒將循溝道旁滾珠間空隙排出，改善了磨粒磨損形成的條件。
第二，為便於杆盤結合件(1)的定期校直和安裝於錠腳(4)內的上下支承的保養、清洗、加油，即成套錠子的可維護性，深溝球軸承(9)的內環與杆盤結合件(1)的結合處，採用易插拔的錐度的配合形式，這就保持了分離式及彈性管式兩種錠子易插拔的優點。
使用時，只要將裝配好的成套錠子中的錠腳(4)，固定在細紗機龍筋板的孔內，將杆盤結合件(1)，自上軸承(2)的內孔，插入下深溝球軸承(9)的內環的內錐面上，就可按紡紗工藝要求，使成套錠子運轉，進行紡紗。
需要特別說明的是本實用新型與圖1所示的分離式錠子，圖2所示的彈性管式錠子的不同，僅是將二者下支承中的徑向、軸向綜合式滑動軸承——錠底(9)換成內環的內表面帶有與杆盤結合件(1)下部外表面具有同一易插拔錐度的，並使杆盤結合件(1)依靠自身重力使杆盤結合件(1)的外錐面在其內環內錐面上定心，並使之成為具有聯軸器功能的錐形離合器的內環的內表面為錐形的深溝球軸承(9)。其餘零件完全相同。故本實用新型圖6中僅畫出了改動部分，其餘相同部分予以省略。
權利要求1.一種杆盤易插拔式雙滾動支承型高速錠子，是錠腳(4)內壁有隔離圈(7)，隔離圈(7)上部裝有尼龍圈(5)，尼龍圈(5)與錠腳(4)內孔滑動配合，隔離圈(7)下部裝有吸振卷簧(8)，吸振卷簧(8)與錠腳(4)內孔壁彈性配合，隔離圈(7)內裝有中心套管(6)，錠腳(4)中心孔內有杆盤結合件(1)，杆盤結合件(1)上部同錠腳(4)內壁間裝有上軸承座(3)，上軸承座(3)內裝有上軸承(2)，杆盤結合件(1)裝在上軸承(2)內，其特徵在於所說的杆盤結合件(1)下部呈圓錐體裝在深溝球軸承(9)內環的錐形內壁中，構成上、下雙滾動軸承轉動結構。
專利摘要紡紗用的杆盤易插拔式雙滾動支承型高速錠子，可有效解決錠子適應高速、當量卷裝更大、振幅低而穩定及壽命長的技術問題，其結構是，錠腳內壁裝隔離圈，隔離圈上部有尼龍圈，隔離圈下部有吸振卷簧，隔離圈內裝有中心套管，錠腳中心孔內有杆盤結合件，杆盤結合件上部同錠腳內壁間裝有上軸承座，上軸承座內裝有上軸承，杆盤結合件裝在上軸承內，杆盤結合件下部呈圓錐體裝在深溝球軸承內環的錐形內壁中，構成上、下雙滾動軸承轉動結構；使用時，只要將杆盤結合件，自上軸承的內孔，插入下深溝球軸承內，就可進行紡紗，本實用新型具有適應高速，「走熟期」短，抗振性、抗偏心負荷能力強，無故障運轉時間及壽命長，具有可維護性，適應部分失效的分離式錠子及彈性管式錠子的再生。
文檔編號D01H7/08GK2522438SQ01228468
公開日2002年11月27日 申請日期2001年7月8日 優先權日2001年7月8日
發明者繆山林 申請人:河南二紡機股份有限公司