CS213929B1

CS213929B1 - Material for triboelectric stops

Info

Publication number: CS213929B1
Application number: CS105480A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Sodomka
Original assignee: Lubomir Sodomka
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1980-02-15
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Materiál řeší problematiku třecího materiálu pro triboelektrické zařážky lineárních útvarů jakými sjou nitě, vlákna či dráty. Podstata vynálezu spočívá v tom, že triboelektrickým materiálem je slinovaná keramika jednosložková nebo dvousložková. Jednosložkovou keramiku tvoří slinuté karbidy wolframu, molibdenu, titanu a tantanu. Dvousložkovou keramiku tvoří kovové prášky wlframu, molybdenu, titanu a tantalu a jejich karbidů a prášek kysličníku hlinitého. Přídavky kovových a karbidových prášků zajišťují dobrý svod triboelektrického náboje vytvořeného třením vláken a drátu na této keramice’. Keramika se dá lisováním dobře tvarovat a má velmi nízkou opotřebitelnost. Materiál podle vynálezu je možné použít ve vhodném tvaru nej častěji jako čidel pro triboelektrické zarážky, pro vodicí tělíska vláken a drátů v nejrůznějších textilních strojích a při výrobě drátů.The material solves the problem of friction material for triboelectric stops of linear structures such as threads, fibers or wires. The essence of the invention lies in the fact that the triboelectric material is a sintered single-component or two-component ceramic. Single-component ceramics consist of sintered carbides of tungsten, molybdenum, titanium and tantalum. Two-component ceramics consist of metal powders of tungsten, molybdenum, titanium and tantalum and their carbides and aluminum oxide powder. Additions of metal and carbide powders ensure good discharge of the triboelectric charge created by friction of fibers and wire on this ceramic. Ceramics can be easily shaped by pressing and have very low wear. The material according to the invention can be used in a suitable shape most often as sensors for triboelectric stops, for fiber and wire guide bodies in various textile machines and in wire production.

Description

Vynález se týká vhodného materiálu pro triboélektrické zarážky, kterých se v poslední době užívá ve velké míře v textilním průmyslu jako čidla při přetrhu nití v nejrůznějších textilních strojích.The present invention relates to a suitable material for triboelectric stops, which have recently been used extensively in the textile industry as thread break sensors in a wide variety of textile machines.

Základem triboelektrické zarážky je vhodný triboelektrioký materiál, na nějž jsou kladeny dosti náročné požádávky, a to: 1. silný triboelektrioký jev, tj. vznik co největšího náboje při tření vláken o tento materiál i při nízkých rychlostech,The basis of the triboelectric stop is a suitable triboelectric material, which is subject to quite demanding requirements, namely: 1. a strong triboelectric phenomenon, ie the formation of as much charge as possible when the fibers are rubbed against it at low speeds,

2. nífeká opotřebitelnost, 3. nízká setrvačnost triboelektriokého jevu a 4. v neposlední řadě i snadná a ekonomická výroba.2. low wear, 3. low inertia of the triboelectric effect and 4. last but not least, easy and economical production.

V současná době se používají pro triboelektrioká zarážky kromě kovových materiálů s nízkou opotřebitelností při provozních podmínkách jako wlfram, molybden a speciální oceli i zvláštní keramiky, které si každý výrobce patentově nebo i jinak ochrání. Jako příklad takového triboelektriokého materiálu je možné uvést speciální keramiku uváděnou například pod obchodním názvem tribolit, která se používá v zahraničních triboelektrickýoh zarážkách. Její nevýhodou je speciální způsob fixace k zajištění kontaktu a poměrně vysoká setrvačnost triboelektriokého jevu omezující rychlost funkce z nich vyráběných triboelektrickýoh zarážek. Nevýhody kovových materiálů užívaných pro triboelektrické zarážky spočívající v jejich relativně vyšší opotřebitelností než materiálů keramických a poměrně vysoké setrvačnosti. Speciální fixaci dosud užívaných materiálů keramických rovněž odstraňuje triboelektrioká zarážka podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je vytvořena slinutým keramickým materiálem na bázi kysličníku hlinitého s obsahem vysokotavitelných kovů jako je wlfram, molybden a karbid wolframu, s minimálním obsahem kovu nebo karbidu wolframu, zajištujícím dostatečný svod pro triboelektrioký náboj.At present, besides low wear metal materials under operating conditions such as tungsten, molybdenum and special steels, special ceramics are used for triboelectric stops, which are protected by patent or otherwise by each manufacturer. As an example of such a triboelectric material, mention may be made of the special ceramics mentioned, for example, under the trade name tribolite, which is used in foreign triboelectric stops. Its disadvantage is a special method of fixation to ensure contact and a relatively high inertia of the triboelectric phenomenon limiting the speed of operation of the triboelectric stops produced therefrom. Disadvantages of metal materials used for triboelectric stops are their relatively higher wear than ceramic materials and relatively high inertia. The special fixation of the ceramic materials used hitherto is also eliminated by the triboelectric stop according to the invention, which consists of a sintered ceramic material based on alumina containing high-melting metals such as tungsten, molybdenum and tungsten carbide, with a minimum metal or tungsten carbide content, ensuring sufficient lead for triboelectric charge.

Nově navržená keramika pro triboelektrické zarážky je jednosložková nebo dvousložková. Jednosložkovou keramiku tvoří čisté slinuté karbidy wlframu, molybdenu, titanu a tantalu a dvousložkovou keramiku kovové prásky wLframu, molybdenu, titanu, tantalu a jejich karbidů a prášek kysličníku hlinitého.The newly designed ceramics for triboelectric stops are single-component or two-component. One-component ceramics consist of pure sintered carbides of tungsten, molybdenum, titanium and tantalum and two-component ceramics of metal powders of tungsten, molybdenum, titanium, tantalum and their carbides and aluminum oxide powder.

Smísením prášku kysličníku hlinitého s kovovým práškem nebo práškem karbidu wolframu v různých objemových poměrech můžeme uskutečnit řadu triboelektrickýoh keramik nejrůznějších vlastností podle požadavků kladených na triboelektrlckou keramiku, z nichž podle směsných poměrů obou složek můžeme zvýraznit jednu z vlastností triboelektrické keramiky. Obě složky se mohou mísit ve všech objemových poměrech od určitého minimálního mezního objemu kovové nebo karbidové složky, kterou je zajištěný, po slinováni složek v keramiku, dostatečný svodový odpor .keramiky při kontaktu s vodičem.By mixing alumina powder with metal powder or tungsten carbide powder in different volume ratios, a number of triboelectric ceramics of various properties can be realized according to the requirements for triboelectric ceramics, of which according to the mixed ratios of the two components we can highlight one of the properties of triboelectric ceramics. The two components may be mixed in all volume ratios from a certain minimum limit of the metal or carbide component which provides, after sintering the components in the ceramic, sufficient earth-resistance to contact with the conductor.

Vynález je blíže objasněn na příkladech provedení.The invention is illustrated by the following examples.

Příklad 1Example 1

Třiboelektrická keramika obsahující 30 hmotnostních procent karbidu wolframu a 70 % kysličníku hlinitého, vzniklá obvyklou'technologií slinovaného korundu. Lisované destičky s otvory pro jejich meohanioké připevnění a připevnění vodiče jsou připojeny k elektronice zarážky. Při přetrhu vlákna jdoucího přes zářez keramiky se přeruší dodávaný triboelektrioký signál z materiálu keramiky a zarážka je schopna zastavit stroj. Opotřebení materiálu výše uvedené keramiky po jednodenním provzu bylo neměřitelné.Tri-electric ceramics containing 30% by weight of tungsten carbide and 70% alumina, produced by conventional sintered corundum technology. Molded inserts with holes for their self-healing and conductor attachment are connected to the stop electronics. Upon breakage of the fiber passing through the ceramic notch, the supplied triboelectric signal from the ceramic material is interrupted and the stop is able to stop the machine. The wear of the above-mentioned ceramic material after a day's day was immeasurable.

Příklad 2Example 2

Pro triboelektrickou zarážku mající vlastnosti shodné s vlastnostmi uvedenými v příkladu 1 lze užít i dvousložkových keramik různého složení a to 5 hmotnost nich procent prášku wolframu, karbidu wolframu, molybdenu a 95 % kysličníku hlinitého, 10 j> prášku wolframu, karbidu wolframu, molybdenu a 90 % prásku kysličníku hlinitého, 20 jo prášku wolframu, karbidu wolframu, molybdenu a 80 % prášku kysličníku hlinitého, 30 jo prášku wolframu, karbidu wolframu, molybdenu a 70 jo prášku kysličníku hlinitého, 40 jo prášku wolframu, karbidu wolframu, molybdenu a 60 jo prášku kysličníku hlinitého.For a triboelectric stopper having properties identical to those of Example 1, two-component ceramics of different compositions may be used, namely 5 weight percent tungsten powder, tungsten carbide, molybdenum and 95% alumina, 10% tungsten powder, tungsten carbide, molybdenum and 90%. % alumina powder, 20 yo tungsten, tungsten carbide, molybdenum carbide and 80% alumina powder, 30 yo tungsten, tungsten carbide, molybdenum carbide and 70 yo aluminum oxide powder, 40 yo tungsten powder, tungsten carbide, molybdenum and 60 yo powder of aluminum oxide.

Příklad 3Example 3

Destička z karbidu wolframu opatřená zářezem pro vedení vlákna a otvory pro její připevnění připojená k elektronice triboelektrických zarážek reaguje stejně rychle na přetrh vlákna jako wolframový drát triboelektrické zarážky autorského osvědčení č. 195 792, tj. s dobou kratší 0,01 s. Opotřebení tohoto materiálu bylo po dobu 1 týdne při rychlosti vlákna 0,5 m/s neměřitelné.The tungsten carbide plate with the notch for the fiber guide and the mounting holes attached to the triboelectric stop electronics reacts as quickly to the fiber breakage as the tungsten wire of the triboelectric stop of the author's certificate No. 195 792, ie with less than 0.01 s. was not measurable for 1 week at a fiber speed of 0.5 m / s.

Příklad 4Example 4

Destička z výše vyrobeného triboelektrického materiálu s otvory a se zářezem pro vedení vlákna je připojena k vodivé elektrodě, ze které je veden triboelektrioký signál do elektroniky zajištující jeho zesílení, usměrnění a dávající na výstupu hodnotu 4 V i vyšší. Při přetržení nitě klesne tato hodnota na nulu, takže zarážka reaguje na přetrh vlákna dostatečně vysokou změnou výstupního napětí,A plate made of the above-made triboelectric material with holes and a fiber guiding notch is connected to a conductive electrode from which a triboelectric signal is routed to the electronics to provide amplification, rectification, and output 4 V or higher. When the yarn breaks, this value drops to zero so that the stopper responds to the fiber break by a sufficiently high change in the output voltage,

Výše uvedených slinovaných keramik na bázi kysličníku hlinitého 3 přídavkem kovových nebo wolframkarbidových prášků je možné použít ve vhodném tvar;; nej častěji jako čidel pro triboelektrické zarážky, pro vodicí tělíska vláken a drátů v nejrůznejšíoh textilních strojích a při výrobě drátů.The above-mentioned sintered alumina ceramics 3 by the addition of metal or tungsten carbide powders can be used in a suitable shape; most often as sensors for triboelectric stops, for fiber and wire guide bodies in a variety of textile machines and in wire production.

Materiál pro triboelektriokou keramiku, navržený v tomto textu má proti dosavadnímu materiálu se setrvačností 0,03 s nižší setrvačností (0,001 a) při své vysoké pevnosti a odolnosti proti opotřebení.The material for triboelectric ceramics proposed herein has an inertia of 0.03 with a lower inertia (0.001 a) compared to the prior art at its high strength and wear resistance.

Claims

Material for ceramic-based triboelectric stops, characterized in that it contains from 10 to 98 wt. powder of high-melting metals of the group of tungsten, molybdenum, titanium and tantalum or powdered conductive tungsten or titanium carbides from 10 to 100 wt.%, supplemented to 100 wt. alumina.