專(zhuān)利名稱：筒管架、紗線卷取機(jī)、制造紗線卷袋的裝置、卷繞紗線的方法和制造紗線卷袋的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種筒管架，該筒管架能以不低于5000m/min的卷取速度卷取紗線而不產(chǎn)生振動(dòng)，并涉及具有這種筒管架的卷繞機(jī)、制造紗線卷袋的設(shè)備、卷繞紗線的方法和制造紗線卷袋的方法。
背景技術(shù)：
通常，將數(shù)股紗線卷取在數(shù)個(gè)筒管架所支持的筒管時(shí)，使用

圖1所示卷取機(jī)，該紗線已被噴絲機(jī)制成絲。
此卷取機(jī)包括兩個(gè)筒管架2(2a,2b)，可旋轉(zhuǎn)地安裝在轉(zhuǎn)塔元件上，該轉(zhuǎn)塔元件可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在機(jī)座1內(nèi)；往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置4，設(shè)置在機(jī)架元件3上，該機(jī)架元件設(shè)置成在機(jī)座1內(nèi)垂直運(yùn)動(dòng)；壓滾5，可旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)架元件3或往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置4上，從而壓滾5設(shè)置在靠近往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置4。
不同于上述卷取機(jī)的，有一種卷取機(jī)上，裝有筒管架的轉(zhuǎn)塔元件，沿設(shè)置在機(jī)座上的軌道在卷取位置與等待位置之間運(yùn)動(dòng)。還有一種卷取機(jī)，其筒管架設(shè)置在機(jī)座內(nèi)。
上述筒管架具有圖7所示形狀。筒管架2包括驅(qū)動(dòng)軸11；筒管架體12，卷取袋(winding package)51所用筒管100安裝其上；筒管支承及操作元件13，在前端部往復(fù)運(yùn)動(dòng)；彈性元件14，當(dāng)筒管支承及操作元件13運(yùn)動(dòng)而作用于彈性元件以軸向力時(shí)，此彈性元件被壓縮并沿徑向變形以?shī)A持筒管100；隔套15，該隔套以預(yù)定間隔保持彈性元件14，并將筒管支承及操作元件13的運(yùn)動(dòng)和力作用于彈性元件14，從而使彈性元件14變形；圓柱形支承元件10，該支承元件與轉(zhuǎn)塔元件制7成一體以通過(guò)軸承16可旋轉(zhuǎn)地支承驅(qū)動(dòng)軸11。筒管架體12具有空心部12a和12b，用于容納圓柱形支承元件10和筒管支承及操作元件13。筒管支承及操作元件13、彈性元件14和隔套15均設(shè)置在筒管架體12上，而筒管架體12在凸臺(tái)部12c處與驅(qū)動(dòng)軸11配合連接。
驅(qū)動(dòng)軸11具有一孔11a，用于供給壓縮空氣，并通過(guò)聯(lián)軸節(jié)19以其一端連接至驅(qū)動(dòng)電機(jī)(圖中未示出)以使驅(qū)動(dòng)軸11旋轉(zhuǎn)。筒管支承及操作元件13包括活塞頭部17，該活塞頭部具有活塞部17a，該活塞部可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置在筒管架體12前端部制出的空心部12a內(nèi)；圓柱部17b，該圓柱部可運(yùn)動(dòng)地安裝于筒管架體12前端部?jī)?nèi)；彈簧18，設(shè)置在活塞頭17和空心部12a之間，從而活塞頭17通?？杀煌葡蛲补芗荏w12的后端側(cè)(支承側(cè))。
在上述結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)軸11配合安裝在筒管架體12的凸臺(tái)部12c以與之連接，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸11以不低于5000m/min的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，筒管架體12在離心力的影響下擴(kuò)張成圖中虛線所示狀態(tài)，結(jié)果，與驅(qū)動(dòng)軸11配合的凸臺(tái)部12c的孔直徑也擴(kuò)大成圖中虛線所示狀態(tài)。因此會(huì)發(fā)生下述問(wèn)題，例如，如果打算在8000m/min的轉(zhuǎn)速情況下保證足夠的配合連接，在卷取機(jī)停機(jī)狀態(tài)下需要保證配合過(guò)盈不小于20μm，但如果采用這種結(jié)構(gòu)，維修時(shí)則不可能拆卸。反之，當(dāng)配合連接設(shè)置成可進(jìn)行維修，但在以8000m/min的速度旋轉(zhuǎn)的情況下，在筒管架體12的凸臺(tái)部12c與驅(qū)動(dòng)軸11間會(huì)出現(xiàn)大間隙而成為松配合狀態(tài)，于是在凸臺(tái)部12c處出現(xiàn)打滑并產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而因振動(dòng)出現(xiàn)因摩擦擦傷(fretting abrasion)，使凸臺(tái)部12c的拆卸成為不可能。
此外，當(dāng)紗線被上述紗線卷取機(jī)卷取時(shí)，會(huì)遇見(jiàn)下述問(wèn)題由于凸臺(tái)部12c處的打滑而出現(xiàn)大振動(dòng)，因此出現(xiàn)紗線紊亂、紗線卷袋的外形變壞，結(jié)果產(chǎn)品不合格。
本發(fā)明之筒管架包括一驅(qū)動(dòng)軸和一筒管架體，卷取紗線的筒管安裝在筒管架上，其中，筒管架體包括一凸臺(tái)部，并以凸臺(tái)部與驅(qū)動(dòng)軸連接，筒管架體在其凸臺(tái)部的兩端制出空心部，凸臺(tái)部包括一凸緣，該凸緣在與驅(qū)動(dòng)軸連接的連接部的一端，向至少一空心部延伸。
此外，本發(fā)明之筒管架包括一驅(qū)動(dòng)軸和一筒管架體，卷取紗線的筒管安裝在筒管架上，其中，筒管架體包括一凸臺(tái)部，并以凸臺(tái)部與驅(qū)動(dòng)軸連接，凸臺(tái)部包括至少一部分，其中，滿足關(guān)系式(d1)-(d2)＜20μm，式中，(d1)為凸臺(tái)部?jī)?nèi)直徑因旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力作用所導(dǎo)致的增大量，(d2)為驅(qū)動(dòng)軸外直徑的增大量。
推薦在筒管架上的紗線卷取速度不低于5000m/min。
本發(fā)明之紗線卷取方法、紗線卷取機(jī)、紗線卷袋制造設(shè)備、紗線卷袋制造方法的特征在于紗線的卷取和紗線卷袋的制造是使用上述筒管架。
紗線卷取機(jī)6包括往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置4；兩個(gè)筒管架2(2a和2b)；轉(zhuǎn)塔元件7，筒管架2(2a和2b)可旋轉(zhuǎn)地安裝在轉(zhuǎn)塔元件上；和壓力接觸滾子5。
圖3為本發(fā)明卷取機(jī)筒管架2的第一實(shí)施例的剖面示意圖。筒管架2包括驅(qū)動(dòng)軸11；筒管架體12；筒管支承及操作元件13，該元件在前端往復(fù)運(yùn)動(dòng)；彈性元件14，當(dāng)筒管架支承及操作元件13運(yùn)動(dòng)而對(duì)其施加軸向力時(shí)，該彈性元件被壓縮并產(chǎn)生徑向變形；隔套15，具有使彈性元件14保持預(yù)定距離，并向彈性元件傳遞筒管架支承及操作元件的運(yùn)動(dòng)和力，從而使彈性元件14變形的作用；和圓柱支承元件10，該元件與轉(zhuǎn)塔元件7設(shè)置成一體，并借助于軸承16，可旋轉(zhuǎn)地支承驅(qū)動(dòng)軸11。筒管架體12包括空心部12a和12b，圓柱形支承元件10和筒管支承及操作元件13安裝其中；彈性元件14和隔套15設(shè)置在筒管架體12上，而筒管架體12在凸臺(tái)部12c處與驅(qū)動(dòng)軸11配合連接。
在筒管架體12中，要求凸臺(tái)部12c與驅(qū)動(dòng)軸11間具有這樣的結(jié)合力(過(guò)盈配合)，使當(dāng)卷取機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)而凸臺(tái)部12c外圓周部因離心力而徑向向外擴(kuò)張時(shí)，不致因凸臺(tái)部12c內(nèi)圓周部的擴(kuò)張而產(chǎn)生間隙(顫動(dòng))。
另一方面，當(dāng)更換筒管架2的軸承16時(shí)，需要拆卸筒管架體12和驅(qū)動(dòng)軸11，如果連接力過(guò)強(qiáng)(過(guò)盈量過(guò)大)，可能存在無(wú)法拆卸筒管架體12和驅(qū)動(dòng)軸11的問(wèn)題。
通常，當(dāng)拆卸筒管架體12和驅(qū)動(dòng)軸11時(shí)，將筒管架體12用加熱器加熱，并用液壓機(jī)沿軸向?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)軸11推出，但為了容易拆卸筒管架體12和驅(qū)動(dòng)軸11，要求筒管架體12與驅(qū)動(dòng)軸11間的過(guò)盈不大于20μm。
因此，在凸臺(tái)部12c的連接端，在將驅(qū)動(dòng)軸11設(shè)置在筒管架體12中處，設(shè)置環(huán)形凸緣12c-1和12c-2，該凸緣沿軸向突出并進(jìn)入凸臺(tái)部?jī)啥酥瞥龅目涨徊?2a和12b。在這種連接中，12c-1或者是12c-2均可設(shè)置。
環(huán)形凸緣12c-1和12c-2的突出長(zhǎng)度尺寸(L)，要求按不小于凸臺(tái)部12c與驅(qū)動(dòng)軸11連接處內(nèi)徑(d)的0.1倍確定，而環(huán)形凸緣12c-1和12c-2的外徑尺寸(D)按不大于凸臺(tái)部12c內(nèi)徑尺寸(d)的2倍確定。當(dāng)突出長(zhǎng)度尺寸(L)和外徑尺寸(D)超出預(yù)定范圍時(shí)，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)不可能獲得必要的連接力，并將像傳統(tǒng)筒管架那樣同樣產(chǎn)生振動(dòng)，和由振動(dòng)引起的摩擦磨損。
在上述筒管架體12中，當(dāng)環(huán)形凸緣12c-1和12c-2的突出長(zhǎng)度(L)制成為10mm，外徑尺寸(D)為45mm，而凸臺(tái)部12c的內(nèi)直徑(d)為35mm，即使在以8000m/min速度旋轉(zhuǎn)的情況下，沒(méi)有高強(qiáng)度的離心力作用于凸臺(tái)部12c的環(huán)形凸緣12c-1和12c-2的外圓周部，同時(shí)，環(huán)形凸緣12c-1和12c-2的內(nèi)直徑未受內(nèi)徑部擴(kuò)張的影響，這種擴(kuò)張是當(dāng)凸臺(tái)部12c的外圓周部徑向擴(kuò)張所引起的，因此，即使過(guò)盈量不大于20μm，凸緣12c-1和12c-2的內(nèi)直徑很少改變(很少產(chǎn)生間隙)，于是，不可能發(fā)生松配合連接。由于在凸臺(tái)部12c與驅(qū)動(dòng)軸11間沒(méi)有間隙，就沒(méi)有可能產(chǎn)生大的振動(dòng)，或沒(méi)有可能出現(xiàn)因振動(dòng)產(chǎn)生摩擦咬合而使相連接元件無(wú)法拆卸。
對(duì)于這種連接中，采取了筒管架體12和驅(qū)動(dòng)軸11分別單獨(dú)旋轉(zhuǎn)以研究其相應(yīng)變化，結(jié)果如下對(duì)于筒管架體12而言，突出長(zhǎng)度(L)伸出愈長(zhǎng)而外直徑(D)減得愈小，凸臺(tái)部12c內(nèi)直徑的改變變得愈小。根據(jù)所選尺寸不同，旋轉(zhuǎn)情況與非旋轉(zhuǎn)情況比較，可能在接近環(huán)形凸緣自由側(cè)端部出現(xiàn)內(nèi)直徑減小。
另一方面，驅(qū)動(dòng)軸11外直徑的增加量根據(jù)轉(zhuǎn)速的增加而均勻增加。這就是說(shuō)存在這樣的可能性，旋轉(zhuǎn)時(shí)因離心力引起的筒管架體12內(nèi)直徑的增加量(d1)，和驅(qū)動(dòng)軸11外直徑的增加量(d2)之差(d1)-(d2)變?yōu)樨?fù)值。
在本發(fā)明中，凸臺(tái)部12c內(nèi)直徑的增加量定義為在內(nèi)直徑值最小處內(nèi)直徑的變化，而驅(qū)動(dòng)軸11外直徑的增加量定義為其與筒管架體12連接區(qū)域外直徑最大處的外直徑變化。
下列表1和表2示出了在計(jì)算機(jī)上用有限元方法進(jìn)行數(shù)值分析的結(jié)果。
表1和圖5示出了筒管速度與(d1)-(d2)值的相互關(guān)系，其中，環(huán)形凸緣12c-1和12c-2的厚度t設(shè)置為5mm，凸緣部的長(zhǎng)度L改變。從表1和圖5可見(jiàn)，凸緣長(zhǎng)度愈長(zhǎng)直徑的增加量變得愈小。
表1((d1)-(d2)(μm)t=5mm)

表2和圖6示出了在筒管架2轉(zhuǎn)速設(shè)置為10,000m/min時(shí)凸緣長(zhǎng)度(L)與(d1)-(d2)值之間的相互關(guān)系，和環(huán)形凸緣12c-1和12c-2厚度t的變化。如表2和圖6所示，凸緣厚度愈小直徑的增長(zhǎng)量愈小。
表2((d1)-(d2)(μm)速度=10,000m/min)

如上所述，關(guān)于環(huán)形突起，即使在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，其內(nèi)直徑很少變化，至少一個(gè)環(huán)形突起可設(shè)置在凸臺(tái)部12c內(nèi)，不必說(shuō)環(huán)形突起的數(shù)量和位置沒(méi)有特別地被限制。
在此，筒管架體12的凸臺(tái)部12c不同于凸緣12c-1和12c-2，當(dāng)卷取機(jī)以不低于5000m/min的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)受著強(qiáng)烈的離心力作用，而不對(duì)筒管架體12與驅(qū)動(dòng)軸的連接起貢獻(xiàn)作用，因此，一沉割凹槽加工部(更大直徑部)12c-3在凸臺(tái)部12c制出，如圖4所示，于是，在設(shè)備停機(jī)(stoppage)的情況下可能形成間隙，但裝配與拆卸卻更加容易。可在驅(qū)動(dòng)軸11側(cè)制出此槽加工，或在凸臺(tái)部12c側(cè)和驅(qū)動(dòng)軸11側(cè)均制出。
在上述實(shí)施例中，作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)軸與筒管架2的驅(qū)動(dòng)軸11彼此通過(guò)聯(lián)軸節(jié)連接，不過(guò)，可采用一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，電機(jī)軸與筒管架2的驅(qū)動(dòng)軸11彼此制成一體，或采用一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸設(shè)置在電機(jī)軸與筒管架的驅(qū)動(dòng)軸11之間。
自然，可以采用本發(fā)明之結(jié)構(gòu)，其中，環(huán)形凸緣12c-1和12c-2在筒管架體內(nèi)制成，采用日本待審查專(zhuān)利申請(qǐng)No.6-1530、No.8-175753和No.4-159969。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明之筒管架，即使筒管以不低于5000m/min的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，而凸臺(tái)部的環(huán)形凸緣與驅(qū)動(dòng)軸間的過(guò)盈不大于20μm，也不可能增大間隙并導(dǎo)致松配合，因此可避免由于在凸臺(tái)部打滑而產(chǎn)生振動(dòng)，可避免發(fā)生由于振動(dòng)引起摩擦磨損使凸臺(tái)部不能拆卸。
本發(fā)明之紗線卷袋制造設(shè)備包括噴絲機(jī)，用于以噴制熔融聚合物絲，冷卻裝置(未示出)，用于冷卻排出的聚合物以生成紗線；卷絲機(jī)，具有卷絲滾子或類(lèi)似裝置，用于以預(yù)定速度接受紗線；卷取機(jī)，用于將從卷絲機(jī)輸送來(lái)的紗線分別卷取在設(shè)置在筒管架上的各筒管上。在此情況下，使用如圖1所示的卷取機(jī)。
自然，上述卷絲機(jī)和卷取機(jī)的結(jié)構(gòu)并未特別限定。
紗線袋是用上述紗線袋制造設(shè)備在下列制造狀態(tài)下制造。結(jié)果可獲得上述效果，而且可獲得良好的紗線袋，其外觀極好，卷取過(guò)程中未產(chǎn)生大振動(dòng)，且沒(méi)有紗線紊亂。
紗線袋形成狀態(tài)聚合物聚酯品種150登尼爾，72絲張緊旋繞狀態(tài)第一卷取輥旋轉(zhuǎn)速度6000m/min第二卷取輥旋轉(zhuǎn)速度6000m/min卷取狀態(tài)卷取速度5920m/min筒管直徑126mm卷取寬度123mm卷取形式恒定螺旋角螺旋角6.0度
權(quán)利要求
1．一種筒管架，該筒管架包括一驅(qū)動(dòng)軸和一筒管架體，卷取紗線的筒管安裝在筒管架上，其中，筒管架體包括一凸臺(tái)部，并以凸臺(tái)部與驅(qū)動(dòng)軸連接，筒管架體在其凸臺(tái)部的兩端制出空心部，凸臺(tái)部包括一凸緣，該凸緣在與驅(qū)動(dòng)軸連接的連接部的一端，向至少一空心部延伸。
2．一種筒管架，該筒管架包括一驅(qū)動(dòng)軸和一筒管架體，卷取紗線的筒管安裝在筒管架上，其中，筒管架體包括一凸臺(tái)部，并以凸臺(tái)部與驅(qū)動(dòng)軸連接，凸臺(tái)部包括至少一部分，其中，滿足關(guān)系式(d1)-(d2)＜20μm，式中，(d1)為凸臺(tái)部?jī)?nèi)直徑因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用所導(dǎo)致的增大量，(d2)為驅(qū)動(dòng)軸外直徑的增大量。
3．紗線卷取機(jī)，包括一如權(quán)利要求1或2所述的筒管架。
4．一種卷取紗線的方法，其中，使用權(quán)利要求3所述的紗線卷取機(jī)卷取紗線。
5．如權(quán)利要求4所述的卷取紗線的方法，其中，紗線以不低于5000m/min的卷取速度卷取。
6．一種制造紗線卷袋的設(shè)備，包括如權(quán)利要求3所述的紗線卷取機(jī)。
7．一種制造紗線卷袋的方法，其中，紗線卷袋在筒管上使用如權(quán)利要求4至5所述的紗線卷取方法制成。
全文摘要
一種用于紗線卷取機(jī)的筒管架包括:筒管架體;筒管支承及操作元件;彈性元件,根據(jù)筒管支承及操作元件的運(yùn)動(dòng)可以變形;隔套,用于使彈性元件保持預(yù)定距離并向彈性元件傳遞筒管支承及操作元件的運(yùn)動(dòng);圓柱形支承元件,設(shè)置在轉(zhuǎn)塔上并可旋轉(zhuǎn)地支承驅(qū)動(dòng)軸。筒管架體具有:凸臺(tái)部,用于與驅(qū)動(dòng)軸連接;空心部,用于容納筒管架體和操作元件以及在凸臺(tái)部?jī)蓚?cè)的圓柱形支承元件。凸臺(tái)部具有延伸入空心部中的環(huán)形凸緣。此外,凸臺(tái)部具有至少一部分,其中,當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)因離心力作用而導(dǎo)致凸臺(tái)部?jī)?nèi)直徑(d
文檔編號(hào)B65H54/547GK1319069SQ00801598
公開(kāi)日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2000年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月4日
發(fā)明者二宮勝?gòu)? 林敏洋 申請(qǐng)人:東麗工程株式會(huì)社, 東麗株式會(huì)社