крутильное веретено

Формула изобретения

Крутильное веретено, содержащее установленную на цилиндрической трубке с образованием неразъемного соединения наружную цилиндрическую втулку из ферромагнитной стали и головку, выполненную в виде надетой на верхний конец цилиндрической трубки втулки и имеющую вставленный в нее перпендикулярно оси цилиндрической трубки сквозной крутильный штифт и два паза для заправки нити, выполненных со стороны верхнего конца головки в плоскости, перпендикулярной оси штифта и проходящей через ось цилиндрической трубки, отличающееся тем, что наружная цилиндрическая втулка имеет два пояска, а цилиндрическая трубка выполнена из ферромагнитной стали, при этом в поясках втулки выполнены кольцевые полости, частично заполненные легкоплавким материалом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано на крутильных машинах.

Известно устройство придания волокнистому продукту ложной крутки, содержащее транспортирующую пару роликов с расположенным перед ней неподвижным вьюрком, представляющим собой пруток цилиндрической формы, концы которого отогнуты в противоположные стороны для образования разомкнутых кольцевых приемного и выпускного элементов (1).

Недостатком данного устройства является сложность заправки волокна и низкая эффективность его текстурирования.

Известен механизм ложной крутки нити, содержащий трубчатый вьюрок, приводимый во вращение посредством приводного диска и постоянного магнита, имеющий одну или более пар вьюрков, примыкающих к поверхности диаметрально противоположных сторон диска, помещенного между разноименными полюсами магнита и выполненного из материала с высокой магнитной проводимостью и малым остаточным магнетизмом. При этом обод приводного диска покрыт слоем фрикционного материала, например резины (2).

Недостатками данного устройства являются нестабильность и неопределенность положения вьюрка на образующей торцевой поверхности диска и, как следствие, большая подверженность вьюрка влиянию разбалансированности.

Наиболее близким к заявленному изобретению является крутильное веретено, содержащее установленную на цилиндрической трубке с образованием неразъемного соединения наружную цилиндрическую втулку из ферромагнитной стали и головку, выполненную в виде надетой на верхний конец цилиндрической трубки втулки и имеющую вставленный в нее перпендикулярно оси цилиндрической трубки сквозной крутильный штифт и два паза для заправки нити, выполненных со стороны верхнего конца головки в плоскости, перпендикулярной оси штифта и проходящей через ось цилиндрической трубки (3).

Недостатками данного веретена являются его высокая стоимость, обусловленная необходимостью выполнения прецизионной динамической балансировки веретена из-за его высокой угловой скорости вращения при крутке нити, и низкий срок службы из-за разбалансировки веретена при износе поверхностей головки и трубки за счет истирания о нить и соприкосновения с приводными дисками.

Задачей изобретения является создание крутильного веретена, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в снижении себестоимости крутильного веретена за счет упрощения его балансировки.

Этот технический результат в крутильном веретене, содержащем установленную на цилиндрической трубке с образованием неразъемного соединения наружную цилиндрическую втулку из ферромагнитной стали и головку, выполненную в виде надетой на верхний конец цилиндрической трубки втулки и имеющую вставленный в нее перпендикулярно оси цилиндрической трубки сквозной крутильный штифт и два паза для заправки нити, выполненных со стороны верхнего конца головки в плоскости, перпендикулярной оси штифта и проходящей через ось цилиндрической трубки, достигается тем, что наружная цилиндрическая втулка имеет два пояска, а цилиндрическая трубка выполнена из ферромагнитной стали, при этом в поясках втулки выполнены кольцевые полости, частично заполненные легкоплавким материалом.

На фиг. 1 изображено крутильное веретено в продольном разрезе; на фиг. 2 то же, вид сверху и на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1.

Крутильное веретено содержит выполненную из ферромагнитной стали цилиндрическую трубку 1, на которой закреплены цилиндрическая наружная втулка с поясками 2 и с внутренними кольцевыми полостями 3 в них и головка 4 из немагнитного материала. Головка представляет собой цилиндрическую втулку 4, составляющую неразъемное соединение с трубкой 1 и имеющую сквозной сапфировый штифт 5 и два паза 6, выполненных со стороны верхнего конца головки в плоскости, перпендикулярной оси штифта и проходящей через ось трубки 1.

Кольцевые полости 3 выполнены замкнутыми и при сборке частично заполнены легкоплавким материалом, например сплавом олова с индием или эвтектическим сплавом, образующим балансировочное тело 7. Балансировка веретена заключается в нагревании его до температуры, большей температуры плавления балансировочного тела (для сплава олово-индий 113 118^oС, эвтектического сплава 72^oС, после чего веретено вращается на упругих опорах с рабочей угловой скоростью до застывания балансировочного тела.

За счет действия центробежных сил жидкое балансировочное тело перераспределяется в кольцевых полостях цилиндрических наружных поясков, и происходит " самобалансирование" крутильного веретена, которое сохраняется после остывания и затвердевания балансировочного тела.

Работает крутильное веретено следующим образом.

С помощью пневматического устройства нить заправляется с нижнего конца в трубку 1, обвивается один раз вокруг шейки крутильного штифта 5 и выводится через верхнее отверстие головки 4 в приемное устройство. После этого крутильное веретено устанавливается в гнездо штатного узла подвеса в виде двух пар приводных дисков и постоянного магнита с явно выраженными полюсами, включается привод приводных дисков и привод перемотки нити. Проходя через крутильное веретено, нить вначале скручивается, а затем раскручивается (ложная крутка). В результате происходит текстурирование нити. Качество текстурирования тем выше, чем выше скорость вращения крутильного веретена, которая, в свою очередь, ограничивается центробежными силами и моментами от остаточной несбалансированности крутильного веретена, разбалансировками от износа поверхностей головки 4 и трубки 1 за счет истирания о нить и соприкосновения с приводными дисками.

Важной особенностью крутильного веретена является снижение себестоимости и повышение срока службы крутильного веретена из-за упрощения операции динамической балансировки при изготовлении веретена. В связи с большой угловой скоростью вращения, составляющей в машинах типа CS12R 13 200 тыс. об/мин, а в машинах 6300/22 до 500 тыс. об/мин, работоспособность крутильного веретена зависит от качества его балансировки. Динамическая балансировка проводится на сложном технологическом оборудовании и является длительной и дорогостоящей операцией, предусматривающей определенные величины и места расположения неуравновешенных масс в двух плоскостях исправления, удаление их и последующий контроль качества балансировки.

Балансировка предлагаемого веретена проводится вращением в упругом подвесе нагретого до температуры, большей температуры плавления балансировочного тела, например для сплава олово-индий до 120 130^oС, крутильного веретена. Так как сплав находится в жидком состоянии, происходит самобалансирование веретена за счет перераспределения жидкости в полости 3 цилиндрического пояска 2. После остывания веретено оказывается сбалансированным.

По мере наружного и внутреннего износа цилиндрической трубки и головки происходят разбалансировка веретена и выход его из строя. Анализ результатов эксплуатации веретен существующей конструкции показывает, что средний срок службы их составляет 3 месяца при износе крутильного штифта не более 0,1 мм по диаметру, что является вполне допустимым с точки зрения разбалансированности. Выход веретена из строя происходит из-за нарушения сбалансированности, обусловленного износом наружной и внутренней поверхностей трубки и головки. На разбалансировку указывает и характерная картина отказа "вылет" крутильного веретена из узла. Конструкция веретена позволяет восстановить его работоспособность повторной балансировкой по той же технологии: нагревание до температуры плавления балансировочного тела 7, вращение в упругих опорах до застывания балансировочного тела.

Оценим техническую возможность самобалансировки крутильного веретена с помощью балансировочного тела в пределах объема полостей цилиндрического пояска. Момент пары центробежных сил, являющихся причиной "вылета" веретена, определяется выражением

M = mr²l,

где

m неуравновешенная масса, принятая для упрощения одинаковой в обоих плоскостях направления;

r радиус места приложения неуравновешенной массы относительно оси вращения веретена;

l плечо пары сил (расстояние между плоскостями уравновешивания);

угловая скорость вращения веретена.

Используя геометрические размеры веретена машины CSI2R 13, допуски на изготовление деталей веретена, биение торцевых поверхностей деталей веретена, изогнутость цилиндрической трубки, эксцентриситет, получим, что M_max при существующей технологии изготовления и сборки может достигать 38 сНсм. Из приведенной выше формулы следует, что уравновешивающая масса (равная неуравновешенной) должна составлять 0,9710^-2 г, что вполне выполнимо технически в пределах объема пояска веретена, изображенного ни фиг. 1.

Объем двух полостей веретена (фиг.1) составляет 237,68 мм³. Удельный вес сплава олово-индий 5,810^-3 г/мм³. Таким образом, балансировка возможна при заполнении сплавом 1/40 суммарного объема полостей. Учитывая распределение жидкости в цилиндрической полости при вращении веретена, эту цифру нужно увеличить до 0,1 0,2 объема.