Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КРУТИЛЬНОЕ ВЕРЕТЕНО
КРУТИЛЬНОЕ ВЕРЕТЕНО

КРУТИЛЬНОЕ ВЕРЕТЕНО

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: текстильная промышленность. Сущность изобретения: крутильное веретено содержит цилиндрическую трубку, выполненную из ферромагнитной стали. На трубке установлена цилиндрическая наружная втулка с двумя поясками, выполненная из того же материала и имеющая кольцевые полости, частично заполненные легкоплавким материалом. К верхнему концу трубки крепится головка из немагнитного материала в виде цилиндрической втулки, составляющей неразъемное соединение с трубкой. В головку вставлен крутильный штифт, перпендикулярный к оси цилиндрической втулки, а в плоскости, перпендикулярной к оси штифта и проходящей через ось цилиндрической трубки, выполнены два паза в верхнем конце головки для заправки нити. 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2090671
Класс(ы) патента: D01H7/92, D02G1/06
Номер заявки: 95108102/12
Дата подачи заявки: 18.05.1995
Дата публикации: 20.09.1997
Заявитель(и): Саратовский государственный технический университет
Автор(ы): Плотников П.К.; Алешкин В.В.; Ледовской В.И.; Чеботаревский Ю.В.
Патентообладатель(и): Саратовский государственный технический университет
Описание изобретения: 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 118oС, эвтектического сплава 72oС, 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 130oС, 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 = Δm·r·ω2·l,
где
Δm 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);
ω 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 Mmax при существующей технологии изготовления и сборки может достигать 38 сН·см. Из приведенной выше формулы следует, что уравновешивающая масса (равная неуравновешенной) должна составлять 0,97·10-2 г, что вполне выполнимо технически в пределах объема пояска веретена, изображенного ни фиг. 1.
Объем двух полостей веретена (фиг.1) составляет 2·37,68 мм3. Удельный вес сплава олово-индий 5,8·10-3 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.
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.