專利名稱：桿盤易插拔式雙滾動支承型高速錠子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于紡織工業(yè)紡紗技術(shù)領(lǐng)域的新型紡織機械專件，特別是一種桿盤易插拔式雙滾動支承型高速錠子。
背景技術(shù)：
錠子是紡織廠用以紡紗的紡織機械專件，是細紗機上高速回轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件。通常最高轉(zhuǎn)速為18000轉(zhuǎn)/分，空錠振幅≤0.08毫米。錠子的性能及壽命決定著紡紗的質(zhì)量、效率及成本。
目前，紡織工業(yè)廣泛使用的錠子，以支承形式分，主要有兩種一種為圖1所示由我國于60年代設(shè)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(jié)構(gòu)的錠子。圖1是其結(jié)構(gòu)簡圖，由上至下分別由桿盤結(jié)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。
桿盤結(jié)合件(1)滾動配合于上軸承(2)，滑動配合于錠底(9)之間，其作用是作為高速回轉(zhuǎn)的紡紗管的支承軸。上軸承(2)壓配于上軸承座(3)的孔內(nèi)，其作用是作為桿盤結(jié)合件(1)的上支承。上軸承座(3)壓配于錠腳(4)的上端孔內(nèi)，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(nèi)，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(nèi)孔壓配在中心套管(6)的上部外圓上，其外圓與錠腳(4)的內(nèi)孔滑動配合，其作用是依靠自身的彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計，起到彈性調(diào)心的作用，用以調(diào)節(jié)由于制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(nèi)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，并插入與其對應(yīng)的尼龍圈(5)下部的三個凹槽內(nèi)，隔離圈(7)依靠自身彈性撐緊于錠腳(4)的內(nèi)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(zhuǎn)。吸振卷簧(8)的內(nèi)圈緊密配合于中心套管(6)的外圓上，其外圈撐緊于錠腳(4)的內(nèi)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，并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(nèi)，其作用是作為桿盤結(jié)合件(1)的下部徑向及軸向支承；一種為圖2所示于80年代引進、消化吸收所設(shè)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(jié)構(gòu)的錠子。圖2是其結(jié)構(gòu)簡圖，由上至下分別由桿盤結(jié)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。
桿盤結(jié)合件(1)滾動配合于上軸承(2)，滑動配合于錠底(9)之間，其作用是作為高速回轉(zhuǎn)的紡紗管的支承軸。上軸承(2)壓配于上軸承座(3)的孔內(nèi)，其作用是作為桿盤結(jié)合件(1)的上支承。上軸承座(3)壓配于錠腳(4)的上端孔內(nèi)，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(nèi)，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)的上部外圓壓配于上軸承座(3)的孔內(nèi)，其下部外圓與吸振卷簧(8)內(nèi)圈緊密配合，其作用是作為安裝錠底(9)的基準。由于在彈性管(6)的上端銑有螺旋槽，依靠這種彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得該結(jié)構(gòu)具有徑向彈性調(diào)心，軸向彈性支承的作用。用以調(diào)節(jié)由于制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，撐緊于錠腳(4)的內(nèi)孔壁上，其作用是將吸振卷簧(8)與上軸承座(3)隔離開來，并將吸振卷簧(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(nèi)圈緊密配合于彈性管(6)下部的外圓上，其外圈撐緊于錠腳(4)的內(nèi)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(nèi)，其作用是作為桿盤結(jié)合件(1)的下部徑向及軸向支承。
分離式錠子具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的特點，彈性管式結(jié)構(gòu)的錠子由于上下支承為一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，其卷簧長度又明顯大于分離式錠子的卷簧，故該結(jié)構(gòu)錠子的調(diào)心、吸振以及成套錠子的振幅，明顯優(yōu)于分離式錠子。兩種錠子的共同特點是上軸承為無內(nèi)環(huán)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(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式，便于桿盤結(jié)合件(1)從上下支承中插拔，因而便于在長期使用過程中，定期對成套錠子進行保養(yǎng)——對桿盤結(jié)合件(1)進行校直，對上下支承進行清洗、保養(yǎng)、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(yè)對相對高速(18000轉(zhuǎn)/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(yè)對高速(20000-30000轉(zhuǎn)/分)，低振幅(空錠0.04毫米)，長壽命(8-10年)的需求，以上兩種結(jié)構(gòu)的錠子就無法滿足新的要求。兩種錠子的主要缺點還表現(xiàn)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，由于缺乏液體摩擦條件，液體油膜不連續(xù)，而處于不完全潤滑的半液體潤滑狀態(tài)，摩擦系數(shù)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(chǎn)量。
第二，由于桿盤結(jié)合件(1)上的錠桿為長徑比約為30以上的細長桿，桿盤結(jié)合件(1)上的偏心負荷的離心力，可造成錠桿的彈性變形，使錠桿頂端的運行軌跡偏離錠桿軸線。這種偏心力矩產(chǎn)生向上的軸向分力，使桿盤結(jié)合件(1)的下尖r脫離錠底(9)的R中心，沿90°錐面向上爬升，從而使桿盤結(jié)合件(1)懸浮起來，在90°錐面的一定高度達到動態(tài)平衡。這種爬升，使得桿盤結(jié)合件(1)除繞自身軸線自轉(zhuǎn)外，且繞錠底(9)的90°錐面公轉(zhuǎn)。形成錠端軌跡為一環(huán)行的“慢搖頭”——即所謂“開花”錠子。由于負荷的變動，造成桿盤結(jié)合件(1)表現(xiàn)為在一定高度區(qū)間內(nèi)“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桿盤結(jié)合件(1)下端r處最大可能擺動量Δmax，由幾何關(guān)系知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(chǎn)生“慢搖頭”——“開花”錠子的原因之一。由于下部錠底(9)內(nèi)孔的限制，桿盤結(jié)合件(1)不可能擺動Δmax這么大，但其沿90°錐面向上爬升，足以導(dǎo)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及桿盤結(jié)合件(1)底部r的比值——R/r的大小有關(guān)。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，由于錠底(9)定心性能下降，桿盤結(jié)合件(1)除繞自身旋轉(zhuǎn)外，還將為尋找徑向支承而爬升到錠底(9)的90°錐面上，故桿盤結(jié)合件(1)還繞錠底(9)的90°錐面公轉(zhuǎn)，類似偏心負荷的效應(yīng)，形成錠端軌跡為一環(huán)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，桿盤結(jié)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。但由于兩者的線接觸，增大了接觸處的比壓，會很快造成接觸處的磨損，使桿盤結(jié)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，其排污口只能開在錠底(9)R底部的側(cè)上方的水平位置或側(cè)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(nèi)容針對上述情況，本實用新型的目的就是提供一種新型的桿盤易插拔式雙滾動支承型高速錠子，適用于紡織廠對于不同成本錠子的需求，有效地解決錠子適應(yīng)高速(20000-30000轉(zhuǎn)/分)，當量卷裝更大(由于錠速提高，千錠時產(chǎn)量增加，因而當量卷裝增大)，振幅低而穩(wěn)定(無故障工作時間延長)及具有較長壽命(8-10年)的技術(shù)問題，它是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的錠腳內(nèi)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(nèi)裝有中心套管，錠腳中心孔內(nèi)有桿盤結(jié)合件，桿盤結(jié)合件上部同錠腳內(nèi)壁間裝有上軸承座，上軸承座內(nèi)裝有上軸承，桿盤結(jié)合件裝在上軸承內(nèi)，桿盤結(jié)合件下部呈圓錐體裝在深溝球軸承內(nèi)環(huán)的錐形內(nèi)壁中，構(gòu)成上、下雙滾動軸承轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)。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(nèi)，將桿盤結(jié)合件，自上軸承的內(nèi)孔，插入下深溝球軸承的內(nèi)環(huán)的內(nèi)錐面上，就可按紡紗工藝要求，使成套錠子運轉(zhuǎn)，進行紡紗。本實用新型具有適應(yīng)高速，“走熟期”短，抗振性、抗偏心負荷能力強，無故障運轉(zhuǎn)時間及壽命長，具有可維護性，適應(yīng)部分失效的分離式錠子及彈性管式錠子的再生。


圖1為現(xiàn)有分離式錠子結(jié)構(gòu)剖面主視圖。
圖2為現(xiàn)有彈性管式錠子結(jié)構(gòu)剖面主視圖。
圖3為桿盤結(jié)合件在上軸承、下錠底之間擺動幾何關(guān)系圖。
圖4為錠底內(nèi)孔與桿盤結(jié)合件下端部R/r＞1關(guān)系圖。
圖5為錠底內(nèi)孔與桿盤結(jié)合件下端部R/r＜1關(guān)系圖。
圖6為本實用新型結(jié)構(gòu)剖面主視圖(因上部與現(xiàn)有錠子結(jié)構(gòu)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(nèi)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(nèi)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(nèi)孔壁彈性配合，隔離圈(7)內(nèi)裝有中心套管(6)，錠腳(4)中心孔內(nèi)有桿盤結(jié)合件(1)，桿盤結(jié)合件(1)上部同錠腳(4)內(nèi)壁間裝有上軸承座(3)，上軸承座(3)內(nèi)裝有上軸承(2)，桿盤結(jié)合件(1)裝在上軸承(2)內(nèi)，桿盤結(jié)合件(1)下部呈圓錐體裝在深溝球軸承(9)內(nèi)環(huán)的錐形內(nèi)壁中，構(gòu)成上、下雙滾動軸承轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)。
由上述結(jié)構(gòu)可以看出，本實用新型在于第一，分離式及彈性管式錠子限制高速以及導(dǎo)致磨損的主要原因，是下支承均采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(zhuǎn)速可達48000轉(zhuǎn)/分，因此本結(jié)構(gòu)適應(yīng)高速，由于采用雙滾動支承結(jié)構(gòu)，因而降低了摩擦系數(shù)，潤滑條件得到改善。且不存在錠底(9)與桿盤結(jié)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)的徑向游隙內(nèi)，其值要大大小于滑動軸承的配合間隙。由于不存在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。
本實用新型不存在桿盤結(jié)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)與桿盤結(jié)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，由于深溝球軸承(9)的溝道限制，當無偏心負荷，或偏心負荷較小時，桿盤結(jié)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，其軸向游隙在上。當偏心負荷離心力產(chǎn)生向上的分力時，深溝球軸承(9)的滾球在溝道上緣定心，其軸向游隙在下。但無論何種情況，其爬升趨勢被限定在深溝球軸承(9)的軸向游隙內(nèi)。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)的徑向游隙內(nèi)。因此，本實用新型抗振性能更好，抵御偏心負荷能力進一步提高，消除錠子“慢搖頭”產(chǎn)生的機理。
本實用新型由于采用深溝球軸承軸向支承的結(jié)構(gòu)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，為便于桿盤結(jié)合件(1)的定期校直和安裝于錠腳(4)內(nèi)的上下支承的保養(yǎng)、清洗、加油，即成套錠子的可維護性，深溝球軸承(9)的內(nèi)環(huán)與桿盤結(jié)合件(1)的結(jié)合處，采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(yōu)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(nèi)，將桿盤結(jié)合件(1)，自上軸承(2)的內(nèi)孔，插入下深溝球軸承(9)的內(nèi)環(huán)的內(nèi)錐面上，就可按紡紗工藝要求，使成套錠子運轉(zhuǎn)，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(nèi)環(huán)的內(nèi)表面帶有與桿盤結(jié)合件(1)下部外表面具有同一易插拔錐度的，并使桿盤結(jié)合件(1)依靠自身重力使桿盤結(jié)合件(1)的外錐面在其內(nèi)環(huán)內(nèi)錐面上定心，并使之成為具有聯(lián)軸器功能的錐形離合器的內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面為錐形的深溝球軸承(9)。其余零件完全相同。故本實用新型圖6中僅畫出了改動部分，其余相同部分予以省略。
權(quán)利要求1.一種桿盤易插拔式雙滾動支承型高速錠子，是錠腳(4)內(nèi)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(nèi)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(nèi)孔壁彈性配合，隔離圈(7)內(nèi)裝有中心套管(6)，錠腳(4)中心孔內(nèi)有桿盤結(jié)合件(1)，桿盤結(jié)合件(1)上部同錠腳(4)內(nèi)壁間裝有上軸承座(3)，上軸承座(3)內(nèi)裝有上軸承(2)，桿盤結(jié)合件(1)裝在上軸承(2)內(nèi)，其特征在于所說的桿盤結(jié)合件(1)下部呈圓錐體裝在深溝球軸承(9)內(nèi)環(huán)的錐形內(nèi)壁中，構(gòu)成上、下雙滾動軸承轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)。
專利摘要紡紗用的桿盤易插拔式雙滾動支承型高速錠子，可有效解決錠子適應(yīng)高速、當量卷裝更大、振幅低而穩(wěn)定及壽命長的技術(shù)問題，其結(jié)構(gòu)是，錠腳內(nèi)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(nèi)裝有中心套管，錠腳中心孔內(nèi)有桿盤結(jié)合件，桿盤結(jié)合件上部同錠腳內(nèi)壁間裝有上軸承座，上軸承座內(nèi)裝有上軸承，桿盤結(jié)合件裝在上軸承內(nèi)，桿盤結(jié)合件下部呈圓錐體裝在深溝球軸承內(nèi)環(huán)的錐形內(nèi)壁中，構(gòu)成上、下雙滾動軸承轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)；使用時，只要將桿盤結(jié)合件，自上軸承的內(nèi)孔，插入下深溝球軸承內(nèi)，就可進行紡紗，本實用新型具有適應(yīng)高速，“走熟期”短，抗振性、抗偏心負荷能力強，無故障運轉(zhuǎn)時間及壽命長，具有可維護性，適應(yīng)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(yōu)先權(quán)日2001年7月8日
發(fā)明者繆山林 申請人:河南二紡機股份有限公司