CH668989A5

CH668989A5 - Verfahren zur herstellung eines laeufers fuer eine ringspinnmaschine oder ringzwirnmaschine.

Info

Publication number: CH668989A5
Application number: CH392686A
Authority: CH
Inventors: Tatemi Fukuda; Norio Inoue
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works
Priority date: 1985-10-02
Filing date: 1986-10-01
Publication date: 1989-02-15
Also published as: DE3633490C2; JPS6280253A; DE3633490A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Läufers für eine Ringspinnmaschine oder eine Ringzwirnmaschine.

Aus den Figuren 5 und 6 ist ersichtlich, dass auf einen Läufer 1 drei Kräfte einwirken während der Läufer 1 beim Spinnvorgang oder beim Zwirnvorgang auf dem Spinnring 2 läuft, infolge der Drehung einer Spindel 3. Diese erwähnten drei Kräfte sind eine vom Garn ausgeübte Zugkraft W durch das Aufwinkeln des Garnes, eine Zugkraft T durch den Ballon 4 des Garnes und eine Fliehkraft C. Eine Resultierende aus diesen drei Kräften drückt den Läufer 1 an den Spinnring 2 an, so dass hierdurch zwischen dem Läufer 1 und dem Spinnring 2 durch Reibung eine Erwärmung entsteht, die ein Ausglühen des Materials, aus dem der Läufer 1 besteht, zur Folge haben kann.

Es sind bereits viele Publikationen erschienen, die sich mit der Zusammensetzung des Materials beschäftigen, aus dem der Läufer 1 hergestellt wird. Es wird hier auf folgende Publikation verwiesen: «Problems for traveller an ring accopanied with high speed tendency of ring spinning frame», Textile Technologie, Ausgabe 12, Nr. 10, Seite 45, publiziert 1958. In dieser Publikation wird daraufhingewiesen, dass ein für einen Läufer geeignetes Material ein Hartstahl ist, der gemäss der JIS-Norm (Japanese Industriai Standard) als G-3506 bezeichnet wird, der eine Vickers-Härte im Bereich von 620-670 hat. Heutzutage wird aber hauptsächlich ein Kohlenstoffstahl SKnach der JIS-Norm G-4401 als übliches Material für den Läufer verwendet. Wie bereits erwähnt, tritt die Temperatur am Läufer durch die erwähnte Reibung auf. Wenn die Drehzahl der Spindel 20000 U/min übersteigt, so kann die Temperatur des Läufers 500 °C erreichen, und falls die Drehzahl der Spindel 25000 U/min übersteigt, so kann die Temperatur des Läufers 500 ° C und grösser werden. Diese Beziehung zwischen der Temperatur des Läufers und der Drehzahl der Spindel ist in Fig. 3 dargestellt. Aus Fig. 3 ist auch ersichtlich, dass die Härte des Läufers rapide abnimmt in einem Bereich, wo die Temperatur über 300 ° C ansteigt. Dies hat zur Folge, dass der Läufer beim Spinnvorgang durch die genannten Kräfte schnell abgescheuert wird und das zu spinnende Garn beschädigt. Der Kohlenstoffstahl spricht auf diese Temperatursteigerung besonders stark an, so dass seine Härte unter 40 (Rockwell-C) fallt.

Es wird die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Läufers bezweckt, bei dem die vorerwähnten Nachteile vermieden werden können. Das erfindungsgemässe Verfahren ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Die Vergütungstemperatur liegt in vorteilhafter Weise in einem Bereich von 400 °C bis 650 °C. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Vergütungsbehandlung noch eine Beschichtungsbe-handlung folgt. Mit Vorteil kann eine Nickel-Beschichtung oder eine Chrom-Beschichtung erfolgen. Anstelle des Beschichtungs-vorganges kann aber auch eine Nitrierhärtung erfolgen.

Zu Schmierzwecken kann die Oberfläche des Läufers mit Molybdändisulfid behandelt werden, und zwar unabhängig davon, ob vorher eine Beschichtung oder eine Nitrierhärtung stattgefunden hat.

In der Zeichnung sind mehrere Einzelheiten in Zusammenhang mit dem erfindungsgemässen Verfahren dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen einer Vergütungstemperatur und der Härte eines Materials zeigt, aus dem der Läufer besteht,

Figur 2 ein Schaubild, das die Beziehung der Temperatur eines Läufers, hervorgerufen durch Reibung am Spinnring, und der Härte von verschiedenen Materialien zeigt, aus denen der Läufer bestehen kann.

Figur 3 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der Drehzahl der Spindel und der Temperatur des Läufers, hervorgerufen durch Reibung am Spinnring, zeigt, wobei diese Temperatur die Härte des Läufers beeinträchtigt,

Figur 4 ein Schaubild, das Beziehung zwischen der Drehzahl der Spindel und der Lebensdauer des Läufers zeigt,

Figur 5 in isometrischer Darstellung einige Bauteile einer Ringspinnmaschine, und Figur 6 in vergrösserter Darstellung einen Ausschnitt aus Figur 5, wobei die auf den Läufer einwirkenden Kräfte gezeigt sind.

Für die Herstellung des Läufers wird eine Stahllegierung verwendet, die mehr Chrom enthält, verglichen mit dem Kohlenstoffstahl SK nach der eingangs erwähnten JIS-Norm, der bisher für die Herstellung eines Läufers verwendet wurde. Die Stahllegierung wird zu einem Draht gewünschter Querschnittsfläche gezogen, dann gebogen und auf die erforderliche Länge abgeschnitten. Hierauf wird der Läufer in der üblichen Weise gehärtet, und dann erfolgt eine Vergütungsbehandlung (hohes Anlassen nach dem Härten) mit einer Temperatur im Bereich von 400 ° C bis 650 0 C. Der so erhaltene Läufer kann nunmehr noch beschichtet oder nitriergehärtet werden, um die Lebensdauer des Läufers hinsichtlich Abrieb zu erhöhen. Dieser Läufer kann eine hohe Härte beibehalten, auch wenn die Temperatur des Läufers infolge einer hohen Drehzahl der Spindel, von z.B. grösser als 20000 U/min, 600 °C übersteigt. Durch die verbesserte Abrieb-Festigkeit kann trotz den vorerwähnten anforderungsreichen Arbeitsbedingungen die Lebensdauer des Läufers erhöht werden.

Die Vorteile dieses Läufers werden anhand von mehreren Beispielen im folgenden erläutert:

Beispiel 1

Es wurde eine Stahllegierung A hergestellt, aus dem der Läufer gebildet wurde. Dieses Material hatte folgende Zusammensetzung. C: 0,83%, Si: 0,26%, Mn: 0,47%, P: 0,017%, S: 0,012%, Cu: 0,12%, Ni: 0,10%, Cr: 7,68%, Mo: 0,75%, V: 0,33%, AI: 0,20%. Alle Angaben sind Gewichts-%.

Dieses Material A wurde zu einem Draht mit Kreisquerschnittsfläche gezogen, dann gebogen und abgeschnitten, um die gewünschte Form des Läufers in der üblichen Weise zu erhalten. Der Läufer wurde nunmehr während 30 Minuten auf eine Temperatur von 1025 ° C erwärmt und dann zum Härten im Öl abgeschreckt. Hierauf wurde der Läufer wieder auf einen bestimmten

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Wert erwärmt und auf diesem Wärmeniveau eine Stunde lang gehalten und dann allmählich in Luft abgekühlt, um das Vergüten zu erhalten. Es wurden Tests durchgeführt, bei denen das erwähnte Temperaturniveau verändert wurde, um die Beziehung zwischen der Vergütungstemperatur und der dann am Läufer festgestellten Härte zu ermitteln. Die Messergebnisse sind im Schaubild nach Fig. 1 dargestellt. Aus Figur 1 ist ersichtlich, dass sich die Härte verringert, wenn sich die Vergütungstemperatur (hohes Anlassen) erhöht. Bei einer Vergütungstemperatur von 600 °C wurde eine Härte 49 (Rockwell-C) erzielt, wobei diese Härte nach den Erfahrungen für die Praxis genügend hoch ist. Diese Tendenz des Absinkens der Härte bei zunehmender Vergütungstemperatur ist auch beim Kohlenstoffstahl SKD 6 vorhanden, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Zusammensetzung dieses Kohlenstoffstahls wird später beim Beispiel 2 erläutert.

Der mit der Vergütungstemperatur von 600 ° C erhaltene Läufer wurde dann auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt, die denen entsprechen, die beim Arbeiten des Läufers, also beim Spinnen, hervorgerufen durch die Reibung zwischen dem Läufer und dem Spinnring, auftreten, worauf dann die Härte des Läufers bestimmt wurde. Diese Messergebnisse sind in der Darstellung nach Figur 2 gezeigt, und zwar im Vergleich mit einem üblichen Läufer, der aus dem Kohlenstoffstahl SK 5 bestand. Aus Figur 2 ist ersichtlich, dass der aus dem üblichen Material bestehende Läufer nur im Bereich von unter 300 ° C eine für die Praxis ausreichende Härte aufweist. Wenn die Temperatur des Läufers infolge Reibungswärme jedoch 500 °C erreicht, sinkt die Härte auf 43 (Rockwell-C) und erreicht bei einer Temperatur von 600 ° C eine Härte 34 (Rockwell-C). Im letztgenannten Fall beträgt die Lebensdauer des Läufers nur wenige Stunden, so dass er in der Praxis nicht zu gebrauchen ist. Im Gegensatz hierzu weist der aus dem Material A bestehende Läufer bei den gegebenen Arbeitsbedingungen eine Lebensdauer von etwa 300 Stunden auf.

Beispiel 2

Als Material für den Läufer wurde ein Kohlenstoff-Werkzeugstahl SKD 6 mit folgender Zusammensetzung ausgewählt. C: 0,32 bis 0,42%, Si: 0,80 bis 1,20%, Mn: weniger als 0,50%, P: weniger 5 als 0,030%, Cr: 4,5 bis 5,5%, Mo: 1,00 bis 1,50%, V: 0,30 bis 0,50%. Alle Angaben sind Gewichts-%.

Der Läufer wurde in der gleichen Weise wie beim Beispiel 1 aus diesem Material hergestellt, wobei die Vergütungstemperatur 600 °C betrug.

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Beispiel 3

Als Material für den Läufer wurde ein rostfreier Stahl SUS 440 B mit folgender Zusammensetzung ausgewählt. C: 0,75 bis 0,95%, Si: weniger als 1,00%, Mn: weniger als 1,00%, P: weni-15 ger als 0,040%, S: weniger als 0,030%, Cr. 16,00 bis 18,00%. Alle Angaben in Gewichts-%.

Aus diesem vorstehenden Material wurde der Läufer in der gleichen Weise wie beim Beispiel 2 hergestellt.

Bei den Beispielen 2 und 3 wurden die Versuche mit der Wie-20 dererwärmung (hohes Anlassen zum Erreichen der Vergütung) auf verschiedene Temperaturen auf die gleiche Weise durchgeführt wie beim Beispiel 1. Die Versuchsergebnisse sind zusammen mit dem vom Beispiel 1 in der Grafik nach Fig. 2 gezeigt.

Aus dieser Grafik ist ersichtlich, dass die Läufer gemäss den 25 Beispielen 2 und 3 eine die Praxis ausreichende Härte auch bei den Auswirkungen von hohen Spindeldrehzahlen aufweisen.

Bei weiteren Versuchen wurde noch festgestellt, dass die Lebensdauer des Läufers noch erhöht werden kann, wenn die Oberfläche des Läufers nach dem Vergüten noch besonders 3o behandelt wird. Diese besondere Behandlung kann eine Beschichtung mit Nickel oder Chrom sein; die Oberflächenbehandlung kann aber auch in einer dünnen Nitrierhärtung liegen. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass mit oder ohne dieser Oberflächenbehandlung die Reibung zwischen dem Läufer und dem 35 Spinnring verringert werden kann, indem ein Schmieren mittels Molybdänsulfid erfolgt.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

668 989 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines Läufers für eine Ringspinnmaschine oder Ringzwirnmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer aus einem Legierungsstahl mit weniger als 1 Gew.-% an Kohlenstoff und mit Chrom im Bereich von 4-18 Gew.-% hergestellt wird, der nach einer Vergütungsbehandlung bei einer Temperatur von 600 0 C eine Rockwell-C-Härte von nicht weniger als 40 aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergütung bei einer Temperatur von nicht weniger als 400 0 C durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergütung bei einer Temperatur von nicht höher als 650 ° C durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergütungsbehandlung ein Beschichtungsvorgang folgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nickel-Beschichtung erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Chrom-Beschichtung erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergütungsbehandlung eine Nitrierhärtung folgt.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer zu Schmierzwecken mit Molybdänsulfid behandelt wird.