CN111270358A - 一种细纱机超高速加捻卷绕装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种细纱机超高速加捻卷绕装置，其特征在于：包括空心高速电机和单锭高速电锭，所述空心高速电机的中心具有一个空心转子，该空心转子的上端设置有一闭环式的高速复合运动钢丝圈导轨，该高速复合运动钢丝圈导轨上设置有可沿高速复合运动钢丝圈导轨延伸方向相对高速滑动的复合运动钢丝圈；所述空心高速电机与单锭高速电锭分别采用独立的变频驱动器驱动同轴同向转动。本发明优点是通过空心高速电机与单锭高速电锭、复合运动钢丝圈导轨的结合，实现复合运动钢丝圈的主动式复合运动以及超高速加捻的精确控制，通过空心高速电机与单锭高速电锭、复合运动钢丝圈导轨结合的核心技术，解决了细纱机超高锭速生产问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种纺织机械零部件，特别涉及一种细纱机超高速加捻卷绕装置。
背景技术
细纱机是纺纱的主要机器，其是用于在纺纱过程中把半制品粗纱经牵伸、加拈、卷绕成细纱管纱的纺纱设备。
现有的环锭纺细纱机和捻线机的钢领是纺纱机上的关键部件，它与复合运动钢丝圈、锭子、纱管、成形机构等部件相配合来共同完成纱线的加捻和卷绕。现有的钢领装在钢领板上，成圆环形，钢领的上部有圆环形轨道，复合运动钢丝圈套在钢领的圆环形轨道上，复合运动钢丝圈可围绕钢领的圆环形轨道高速滑行。工作时纱线从前罗拉输出，经过导纱钩和钢领上的复合运动钢丝圈，加捻并卷绕在筒管上：复合运动钢丝圈被纱条拖动在钢领上滑行，套在锭子上的筒管与锭子一同回转，穿过复合运动钢丝圈的纱线主动牵动复合运动钢丝圈绕钢领的环形轨道转动，利用复合运动钢丝圈运动速度与卷绕速度的差异，以及在成形机构的作用下，随着钢领板上下升降实现卷绕过程中纱线的加捻和卷绕成形。
传统的纺纱加捻卷绕装置均采用的是单运动控制方式，锭子转动时，钢领是固定不动的，复合运动钢丝圈完全由纱线牵引在钢领的轨道上高速滑行，复合运动钢丝圈的移动速度为被动式，由于复合运动钢丝圈滑动时存在的阻力变化，只能够通过锭子带动纱管的转动线速度来滑行，由于复合运动钢丝圈在钢领上滑行就现有技术水平受两个条件的制约：一是锭子速度，虽然在原由锭带被动传动的基础上，目前已有新技术研制的电锭，主要是改锭带带动为微型电机单独驱动，但其下锭杆和锭脚部仍然与原一般由锭带被动传动的锭子结构基本相同，一般锭速也只有20000转／分～25000转／分；二是复合运动钢丝圈在钢领上滑行的速度，最高速也只能达到42米／秒左右。要细纱机能够达到更高产量，关键是受制于高产量时锭子的速度和复合运动钢丝圈相对于钢领表面的相对速度，因此必须解决锭子、钢领、复合运动钢丝圈三个加捻卷绕核心技术问题。
目前也有更为先进的纺纱加捻卷绕装置，其采用磁悬浮技术的钢领结构，例如专利申请号200810196925.2公开的磁性钢领，又或200910063857公开的一种磁悬浮钢领，其原理是采用永磁体或电磁悬浮结构将钢领的环形轨道与钢领座脱离，当复合运动钢丝圈在环形轨道上滑动时，钢领被复合运动钢丝圈的反作用力带动移动，使复合运动钢丝圈在钢领上的相对速度减小，进而减小磨损，为提升复合运动钢丝圈绝对速度提供基础。
复合运动钢丝圈在钢领的圆环形轨道上摩擦滑动，其摩擦作用就能带动钢领圆环形轨道绕其轴心同向旋转起来，使复合运动钢丝圈在钢领上的相对速度减小。该磁悬浮钢领的不足之处就在于：该结构无法控制浮动钢领在圆环形轨道的旋转速度，仍然属于被动式驱动，需要纱线带动复合运动钢丝圈，再由钢圈靠摩擦力带动；一台细纱机的几百以至一千几百锭的悬浮钢领由于种种原因会导至悬浮钢领相对于钢领座速度不可能一致，复合运动钢丝圈相对于悬浮钢领速度不可能一致，这种速度一致性差异，会使整以台细纱机所有锭子纺纱气圈形态各异，纺纱张力不稳定，甚至有可能产生复合运动钢丝圈契住钢领同步旋转的现象，增加细纱断头；而当要求超高锭速，尤其纺高支纱时纱线强力不够，从而造成大量纺纱断头，纺纱无法进行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种转速可控的细纱机超高速加捻卷绕装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种细纱机超高速加捻卷绕装置，其创新点在于：包括空心高速电机和单锭高速电锭，
所述空心高速电机的中心具有一个空心转子，该空心转子的中心具有一个沿垂直方向贯通空心转子自身的圆柱形空腔，在空心转子的上端设置有一闭环式的高速复合运动钢丝圈导轨，该高速复合运动钢丝圈导轨上设置有可沿高速复合运动钢丝圈导轨延伸方向相对高速滑动的复合运动钢丝圈；
所述单锭高速电锭具有一个可高速转动的高速锭子，该高速锭子的轴线与空心转子的轴线重合；
所述空心高速电机与单锭高速电锭分别采用独立的变频驱动器驱动同轴同向转动。
优选，所述空心高速电机包括电机外壳、空心转子、定子组件、轴向磁悬浮轴承、径向磁悬浮轴承，所述空心转子设置在电机外壳的中心，在空心转子外围的电机外壳内壁安装有定子组件，并在空心转子与电机外壳之间设置有轴向磁悬浮轴承和径向磁悬浮轴承，空心高速电机的转速在20000转／分～110000转／分。
优选，所述电机外壳的内壁上部具有一个第一台阶面，所述空心转子的上部外圆周面具有一个环形凸缘，所述环形凸缘的下表面设置有一呈环形分布的硅钢片，所述轴向磁悬浮轴承设置在硅钢片的下方并由第一台阶面支承，所述轴向磁悬浮轴承的内圈处沿空心转子轴线方向自上而下依次设置轴向位置传感环和径向位置传感环；所述空心转子的下部外圆周面具有一个伺服编码盘，伺服编码盘一侧设置有配套的伺服读数头，该伺服读数头安装在电机外壳的下部。
优选，所述轴向磁悬浮轴承、径向磁悬浮轴承为电磁悬浮结构，所述轴向位置传感环和径向位置传感环的输出信号接入位置信号转换器，所述位置信号转换器与一磁悬浮控制器连接，磁悬浮控制器的控制信号通过功率放大器与轴向磁悬浮轴承、径向磁悬浮轴承连接。
优选，所述单锭高速电锭所用的轴向推力轴承和向心轴承采用磁悬浮轴承，转速在20000转／分～120000转／分。
本发明的优点在于：通过空心高速电机与单锭高速电锭、复合运动钢丝圈导轨的结合，以及复合运动钢丝圈导轨上复合运动钢丝圈的复合运动，在超高锭速纺纱条件下，复合运动钢丝圈相对于钢领板上某一静止点，速度会很高，如100米／秒，但有本发明的技术，复合运动钢丝圈相对复合运动钢丝圈导轨上某一点的相对速度就不高了，只需在一个经济速度下去行，如3 0米／秒～35米／秒就可以了，其余的65米／秒～70米／秒就可以由工艺设定的空心高速电机和附在其上端的复合复合运动钢丝圈导轨去实现。
复合运动钢丝圈导轨上和复合运动钢丝圈复合而形成的加捻卷绕线速度等于复合运动钢丝圈导轨线速度与复合运动钢丝圈相对导轨上某一点的线速度之和。在锭速很高的前题下，复合运动减轻了细纱机超高速生产条件下的复合运动钢丝圈与导轨的磨损，为超高速加捻卷绕提供了技术基础；同时单锭高速电锭、空心高速电机可顺利按一定的工艺速度按比例关系设定和受系统控制，实现超高速加捻情况下一台细纱机的全部空心高速电机和单锭高速电锭转速的精确控制，而且一台细纱机的全部复合运动钢丝圈运行速度也是一致的，在超高速生产条件下各锭的纺纱气圈形态是基本一致的，纺纱张力也是基本一致的，断头率低，利于提高生产效率；通过工艺参数设定与自动控制系统将复合运动钢丝圈的相对于复合钢圈导轨的运行速控制在既有利于生产又利于提高钢丝寿命的运行速度范围内，比如一般相对运行速度30米／秒～35米／秒就可以了，确保超高速细纱机正常生产。
附图说明
图1为本发明细纱机超高速加捻卷绕装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，包括空心高速电机1、单锭高速电锭2、复合运动钢丝圈，空心高速电机1的中心具有一个空心转子11，该空心转子11的中心具有一个沿垂直方向贯通空心转子自身的圆柱形空腔，在空心转子11的上端设置有一闭环式的高速复合运动钢丝圈导轨12，该高速复合运动钢丝圈导轨12上设置有可沿高速复合运动钢丝圈导轨12延伸方向相对高速滑动的复合运动钢丝圈。
单锭高速电锭2具有一个可高速转动的高速锭子21，该高速锭子21设置在空心转子11的轴线上；
空心高速电机1与单锭高速电锭2分别采用独立的变频驱动器驱动同轴同向转动，且这两个独立的变频驱动器接入超高速加捻卷绕控制系统。
本发明中的空心高速电机1包括电机外壳13、空心转子11、定子组件12、轴向磁悬浮轴承14、径向磁悬浮轴承15，空心转子11设置在电机外壳13的中心，在空心转子11外围的电机外壳13内壁安装有定子组件12，并在空心转子11与电机外壳13之间设置有轴向磁悬浮轴承14和径向磁悬浮轴承15。
电机外壳13的内壁上部具有一个第一台阶面，空心转子11的上部外圆周面具有一个环形凸缘11a，该环形凸缘11a的下表面设置有一呈环形分布的硅钢片11b，轴向磁悬浮轴承14设置在硅钢片的下方并由第一台阶面支承，轴向磁悬浮轴承14的内圈处沿空心转子轴线方向自上而下依次设置轴向位置传感环16和径向位置传感环17；空心转子的下部外圆周面具有一个伺服编码盘18，伺服编码盘18一侧设置有配套的伺服读数头19，该伺服读数头19安装在电机外壳的下部。
本发明中，轴向磁悬浮轴承14、径向磁悬浮轴承15为电磁悬浮结构，轴向位置传感环和径向位置传感环的输出信号接入位置信号转换器，位置信号转换器与一磁悬浮控制器连接，磁悬浮控制器的控制信号通过功率放大器与轴向磁悬浮轴承、径向磁悬浮轴承连接。
空心高速电机的转速在20000转／分～110000转／分。此外，单锭高速电锭与空心高速电机的结构、工作原理及控制方式基本相同，这里不再赘述，即单锭高速电锭也采用轴向磁悬浮轴承、径向磁悬浮轴承结构，单锭高速电锭的转速在20000转／分～120000转／分。
工作原理：
当使用者使用本发明装置时，空心转子采用磁悬浮式，轴向位置传感环和径向位置传感环通过实时监测空心转子的位置，并将信号传递给位置信号转换器，由位置信号转换器转换信号后计入磁悬浮控制器，磁悬浮控制器根据程序来控制功率放大器，功率放大器将这一控制信号转换成控制电流控制轴向磁悬浮轴承、径向磁悬浮轴承是否微动来确保原有的平衡。
卷绕加捻时，锭子安装在单锭高速电锭的锭子座上，纱线从前罗拉输出，经过导纱钩后穿过复合运动钢丝圈再卷绕在纱管上，纱管同锭子一起转动后，穿过复合运动钢丝圈的纱线主动牵动复合运动钢丝圈绕高速复合运动钢丝圈导轨转动，利用复合运动钢丝圈运动速度与卷绕速度的差异，实现卷绕过程中纱线的加捻和卷绕。
此过程中，由于高速复合运动钢丝圈导轨由转子带动转动，且速度是可控的，不但能够减轻超高速下的复合运动钢丝圈高速运动造成的导轨磨损；更重要的是：单锭高速电锭、空心高速电机可顺利按一定的工艺速度按比例关系设定和受系统控制，实现超高速加捻的精确控制，通过空心高速电机与单锭高速电锭、复合运动钢丝圈导轨结合的核心技术，解决了细纱机超高锭速生产问题。
Claims (5)
1.一种细纱机超高速加捻卷绕装置，其特征在于：包括空心高速电机、单锭高速电锭和复合运动钢丝圈，
所述空心高速电机的中心具有一个空心转子，该空心转子的中心具有一个沿垂直方向贯通空心转子自身的圆柱形空腔，在空心转子的上端设置有一闭环式的高速复合运动钢丝圈导轨，该高速复合运动钢丝圈导轨上设置有可沿高速复合运动钢丝圈导轨延伸方向相对高速滑动的复合运动钢丝圈；
所述单锭高速电锭具有一个可高速转动的高速锭子，该高速锭子的轴线与空心转子的轴线重合；
所述空心高速电机与单锭高速电锭分别采用独立的变频驱动器驱动同轴同向转动。
2.根据权利要求1所述的细纱机超高速加捻卷绕装置，其特征在于：所述空心高速电机包括电机外壳、空心转子、定子组件、轴向磁悬浮轴承、径向磁悬浮轴承，所述空心转子设置在电机外壳的中心，在空心转子外围的电机外壳内壁安装有定子组件，并在空心转子与电机外壳之间设置有轴向磁悬浮轴承和径向磁悬浮轴承，空心高速电机的转速在20000转／分～110000转／分。
3.根据权利要求2所述的细纱机超高速加捻卷绕装置，其特征在于：所述电机外壳的内壁上部具有一个第一台阶面，所述空心转子的上部外圆周面具有一个环形凸缘，所述环形凸缘的下表面设置有一呈环形分布的硅钢片，所述轴向磁悬浮轴承设置在硅钢片的下方并由第一台阶面支承，所述轴向磁悬浮轴承的内圈处沿空心转子轴线方向自上而下依次设置轴向位置传感环和径向位置传感环；所述空心转子的下部外圆周面具有一个伺服编码盘，伺服编码盘一侧设置有配套的伺服读数头，该伺服读数头安装在电机外壳的下部。
4.根据权利要求2所述的细纱机超高速加捻卷绕装置，其特征在于：所述轴向磁悬浮轴承、径向磁悬浮轴承为电磁悬浮结构，所述轴向位置传感环和径向位置传感环的输出信号接入位置信号转换器，所述位置信号转换器与一磁悬浮控制器连接，磁悬浮控制器的控制信号通过功率放大器与轴向磁悬浮轴承、径向磁悬浮轴承连接。
5.根据权利要求1所述的细纱机超高速加捻卷绕装置，其特征在于：所述单锭高速电锭所用的轴向推力轴承和向心轴承采用磁悬浮轴承，单锭高速电锭的转速在20000转／分～120000转／分。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |