Патент на изобретение №2294988

(54) ОПОРНОЕ УСТРОЙСТВО КРУТИЛЬНО-ФОРМИРУЮЩЕЙ КАМЕРЫ ПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЫ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Опорное устройство крутильно-формирующей камеры может быть использовано на безверетенных прядильных машинах и позволяет получить технический результат, состоящий в повышении производительности, надежности и долговечности путем исключения трения в осевой опоре. Устройство содержит корпус, вал, установленный в клиновом зазоре между двумя парами опорных цилиндрических дисков с эластичными покрытиями, параллельно осям дисков, тангенциальный приводной ремень, прижатый к конической поверхности вала и размещенный между парами дисков, и осевую опору, выполненную в виде аэростатического подпятника из пористого графитового вкладыша, имеющего кольцевую форму и установленного в корпусе. Отношение конусности конической поверхности вала к зазору между вкладышем и торцом крутильно-формирующей камеры составляет 0,033÷0,036. В варианте выполнения устройства осевая опора выполнена в виде магнитного подпятника, имеющего два постоянных кольцевых магнита, обращенных одноименными полюсами друг к другу. Отношение конусности конической поверхности вала к зазору между магнитами составляет 0,025÷0,016. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к текстильному машиностроению, в частности к оборудованию для безверетенного прядения.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является опорное устройство крутильно-формирующей камеры прядильной машины из заявки Германии №3942612, кл. D 01 H 4/12, 1991 г., содержащее корпус, вал, установленный в клиновом зазоре между двумя парами опорных цилиндрических дисков с эластичными покрытиями параллельно осям дисков, тангенциальный приводной ремень, прижатый к поверхности вала и размещенный между парами дисков, и осевую опору, выполненную в виде аэростатического подпятника из пористого графитового вкладыша, имеющего кольцевую форму и установленную в корпусе.

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая производительность, обусловленная радиальными биениями воздушной турбины, вызванными гироскопическими моментами, возникающими при работе прядильной камеры.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту по второму независимому п. формулы изобретения является устройство из заявки Германии №2632976, кл. D 01 H 7/04, 1978 г., содержащее корпус, вал, установленный в клиновом зазоре между двумя парами опорных цилиндрических дисков с эластичными покрытиями параллельно осям дисков, тангенциальный приводной ремень, прижатый к поверхности вала и размещенный между парами дисков, и осевую опору, выполненную в виде магнитного подпятника, имеющего два постоянных кольцевых магнита, обращенных одноименными полюсами друг к другу.

Недостатком известного устройства является также невысокая производительность, обусловленная радиальными биениями воздушной турбины.

Технический результат – повышение производительности, надежности, долговечности путем исключения трения в осевой опоре.

Это достигается тем, что в опорном устройстве крутильно-формирующей камеры прядильной машины, содержащим корпус, вал, установленный в клиновом зазоре между двумя парами опорных цилиндрических дисков с эластичными покрытиями параллельно осям дисков, тангенциальный приводной ремень, размещенный между парами дисков, и осевую опору, выполненную в виде аэростатического подпятника из пористого графитового вкладыша, имеющего кольцевую форму и установленного в корпусе, вал имеет коническую поверхность, к которой прижат тангенциальный ремень, при этом отношение конусности конической поверхности вала к зазору между вкладышем и торцом крутильно-формирующей камеры составляет 0,03…0,036.

Это достигается тем, что в опорном устройстве крутильно-формирующей камеры прядильной машины, содержащем корпус, вал, установленный в клиновом зазоре между двумя парами опорных цилиндрических дисков с эластичными покрытиями параллельно осям дисков, тангенциальный приводной ремень, размещенный между парами дисков, и осевую опору, выполненную в виде магнитного подпятника, имеющего два постоянных кольцевых магнита, обращенных одноименными полюсами друг к другу, вал имеет коническую поверхность, к которой прижат тангенциальный ремень, при этом отношение конусности конической поверхности вала к зазору между магнитами составляет 0,025…0,016.

На фиг.1 изображен фронтальный разрез предлагаемого устройства; на фиг.2 – то же, для варианта осевой опоры в виде магнитного подпятника; на фиг.3 – экспериментальные зависимости.

Опорное устройство крутильно-формирующей камеры прядильной машины состоит из корпуса 1, на котором закреплены две пары опорных цилиндрических дисков 2 и 3, имеющих эластичные покрытия 4. Вал 5 в своей средней части, между опорными дисками 2 и 3, имеет коническую поверхность 6 с конусностью К, составляющей 0,018…0,026. Вал 5 установлен в клиновом зазоре цилиндрических опор таким образом, что коническая поверхность 6 наименьшим диаметром обращена в сторону осевой опоры, где на конце вала закреплена прядильная чашка 7. К поверхности вала 6 прижат тангенциальный ремень 8. На торце прядильной чашки 7 закреплен металлический диск 9, с которым через воздушный зазор «а» взаимодействует вкладыш 10 кольцевой формы из пористого графитового материала. Вкладыш 10 установлен в корпусе 1, причем полость 12 служит для подачи сжатого воздуха через отверстие 11 по всей площади контакта. Экспериментально установлено, что отношение конусности конической поверхности вала к зазору между вкладышем и торцом крутильно-формирующей камеры, находится в оптимальном интервале величин: К/а=0,033…0,036.

На фиг.3 приведены экспериментальные зависимости, которые позволили определить оптимальные величины зазоров «а» и «a₁» в зависимости от потребляемой мощности N (ватт) и производительности n (мин^-1). С увеличением зазора «а» в пределах 0,5…0,8 при одном и том же числе оборотов вала 5 требуется меньше потребляемой мощности и наоборот. Однако чрезмерное увеличение «а» приводит к неустойчивому режиму работы при прохождении критических скоростей, а зазоры меньше 0,5 трудно обеспечить технологически. По второму варианту (фиг.2) выполнения элемента, противодействующего аксиальной силе, действующей на вал со стороны приводного ремня 8, осевая опора выполнена в виде магнитного подпятника, состоящего из двух постоянных кольцевых магнитов 13 и 14, обращенных одноименными полюсами друг к другу. При этом баланс сил: с одной стороны притяжение магнитов, а с другой – осевая сила от ремня осуществляется за счет выполнения соотношения конусности конической поверхности вала к зазору между магнитами, находится в оптимальном интервале величин: K/a₁=0,025…0,016. Влияние зазора «a₁» на потребляемую мощность и число оборотов показано на фиг.3. При этом установлено, что при одном и том же числе оборотов вала с уменьшением зазора «a₁» увеличивается потребляемая мощность и поэтому для заданной величины К «a₁» должно лежать в пределах 0,7…1,6, чтобы не нарушалось равновесие сил, действующих на осевую опору.

Опорное устройство крутильно-формирующей камеры прядильной машины работает следующим образом.

При подаче сжатого воздуха в полость 12 между корпусом и вкладышем 10 давление воздуха отодвигает прядильную чашку влево в осевом направлении, а приводной ремень 8 за счет силы, создаваемой конической поверхностью 6, стремится сдвинуть вал 5 вправо; поэтому за счет баланса сил, обусловленного указанными выше соотношениями, осуществляется фиксация вала в осевом направлении. Прижим вала 5 к опорным цилиндрическим дискам 2 и 3 и его вращение осуществляются приводным тангенциальным ремнем 8. В случае применения постоянных кольцевых магнитов 14 и 13 баланс осевых сил регулируется зазором «a₁» между ними и конусностью К конической поверхности вала 5.

Предложенная конструкция испытывалась на высоких оборотах до 100000 мин^-1, при это наблюдалась стабильность работы, повышалась надежность в части технологического процесса и снижался шум порядка на 5…7 дБ.

Формула изобретения

1. Опорное устройство крутильно-формирующей камеры прядильной машины, содержащее корпус, вал, установленный в клиновом зазоре между двумя парами опорных цилиндрических дисков с эластичными покрытиями параллельно осям дисков, тангенциальный приводной ремень, размещенный между парами дисков, и осевую опору, выполненную в виде аэростатического подпятника из пористого графитового вкладыша, имеющего кольцевую форму и установленного в корпусе, отличающееся тем, что вал имеет коническую поверхность, к которой прижат тангенциальный ремень, при этом отношение конусности конической поверхности вала к зазору между вкладышем и торцом крутильно-формирующей камеры составляет 0,033÷0,036.

2. Опорное устройство крутильно-формирующей камеры прядильной машины, содержащее корпус, вал, установленный в клиновом зазоре между двумя парами опорных цилиндрических дисков с эластичными покрытиями параллельно осям дисков, тангенциальный приводной ремень, размещенный между парами дисков, и осевую опору, выполненную в виде магнитного подпятника, имеющего два постоянных кольцевых магнита, обращенных одноименными полюсами друг к другу, отличающееся тем, что вал имеет коническую поверхность, к которой прижат тангенциальный ремень, при этом отношение конусности конической поверхности вала к зазору между магнитами составляет 0,025÷0,016.

РИСУНКИ