CS220323B2 - Spinning rotor of steel for open-end spinning machines - Google Patents

Description

Vynález se týká spřádacího rotoru z oceli pro stroje na předení s volným koncem к výrobě příze ze střížových vláken, s tenkostěnnou rotorovou stěnou, opoatřenou v místě největšího vnitřního průměru spřádacího rotoru sběrnou drážku pro vlákna.

Jak je známo, jsou při rotorovém předení s volným koncem rozvolněná, do spřádacího rotoru přiváděná vlákna ukládána ve tvaru vlákenného prstence do sběrné drážky, přičemž se spřádací rotory otáčejí velmi vysokou rychlostí, aby bylo dosaženo hospodárnosti výroby, následkem čehož však působí na spřádacích rotorech velmi vysoké odstředivé síly. U známých spřádacích rotorů uvedeného druhu lze po vyrobení z oceli a po vyrovnání na potřebnou kruhovitost obdržet hotGvé tělo rotoru к přímému použití ná stroji na předení s volným koncem, které, ačkoliv je vzhledem к vysoké specifické hmotě provedeno jako tenkostěnné, vykazuje požadovanou odolnost proti deformaci při působení zmíněných odstředivých sil. Nekalená ocel zpracovaná do tvaru rotoru však nemá potřebné vlastnosti, které by zamezovaly opotřebení sběrné drážky pro vlákna. V důsledku vysokých odstředivých sil dochází v oblasti sběrné drážky pro vlákna, např. vlivem cizích těles ve vlákenňém materiálu nebo abrazívně působících látek chemických vláken, kysličníku titanu, к rozežírání oceli ve sběrné drážce pro vlákna. To může vést к předčasnému zeslabení stěny rotoru, к jeho roztržení a tím к poškození stroje. Pokračujícím opotřebením se však během provozu mění především geometrie sběrné drážky pro vlákna, stanovená ke spřádání požadované příze, takže tím trpí jakost příze.

Z uvedených důvodů nebyly к výrobě přízí v praxi doposud používány spřádací rotory z nekalené oceli. Spíše byly používány spřádací rotory z hliníku, jejichž životnost nebo spřádací rotory upravené povrstvením dosahuje přibližně 5000 provozních hodin, snižujícím opotřebení, čímž však bylo možno zvýšit jejich životnost jen asi na 10 000 provozních hodin. Použití známých spřádacích rotorů proto vede к jejich předčasné výměně na ještě nevyběhaných ložiskách, které mají delší životnost než spřádací rotory.

Při dosavadních řešeních, má použití vložky z kalené oceli v základním těle spřádacího rotoru, sledující zamezení opotřebení, tu nevýhodu, že vložka vyrobená původně z nekalené oceli, nemůže být po zakalení ocelového těla do něho vsazena bez dodatečného opracování, což — jak je známo — je nutno přičíst zkřivení oceli, tj. zdeformování geometrického tvaru vložky v důsledku tepelného namáhání při kalení.

Proto je úkolem vynálezu vytvoření spřádacího rotoru z oceli pro stroj na předení s volným koncem zmíněného typu, který nemá nevýhody doposud známých spřádacích rotorů a který, přesto že je vyroben z ne kalené oceli, má sběrnou drážku pro vlákna odolnou proti opotřebení při spřádání vlákenného materiálu a nezávisle na době provozu má zajistit zachování geometrického tvaru sběrné drážky pro vlákna a přitom vykazovat prodlouženou životnost.

Podstata řešení podle vynálezu spočívá zejména v tom, že rotorová stěna je v omezené zóně, v níž je umístěna sběrná drážka, zakalena.

U spřádacího rotoru podle vynálezu je místně omezeným zakalením tenké stěny rotoru dosaženo toho, že sběrná drážka vykazuje odolnost proti obrušování, která vylučuje její funkčně rušivé opotřebení přibližně po dobu životnosti ložiska rotoru, která v praxi u dnes používaných rotorů může dosahovat například při 45 000 ot/min. až 40 000 hodin. Následkem toho zůstává stanovený geometrický tvar, potřebný ke spřádání požadované příze, po tuto dobu zachován. Spřádací rotor podle vynálezu vyrobený vzhledem ke specifické hmotě oceli s nepatrnou tloušťkou jeho stěny má proto nejen výhody pevnosti samotné oceli, nýbrž vykazuje na svém největším vnitrním průměru, to znamená v oblasti, která je při předení oděrem nejvíce namáhána, takovou odolnost proti opotřebení, jakou u známých spřádacích rotorů nelze například ani pracným a nákladným tenkým povrstvením stěny dosáhnout; jestliže se povrstvení na jednom místě vydře, stává se rotor v důsledku hluboké místní koroze okamžitě nepoužitelným a musí být oproti ložisku rotoru předčasně vyměněn. Spřádací rotor podle vynálezu má naproti tomu životnost, která odpovídá přibližně životnosti dnes používaných ložisek rotorů, je tedy přibližně 5 až lOkrát delší než u doposud používaných spřádacích rotorů. Proto odpadá nutnost opatřovat dosud nevyběhaná ložiska novým rotorem a jednotku skládající se z rotoru a ložiska znovu vyvažovat. Spíše je možno ložisko a rotor přiobjednat jako vyváženou jednotku u výrobce a instalovat ji místo jednotky s vyběhaným ložiskem, aniž by bylo nutné zpětné zasílání výrobci, povlékání starého rotoru a nové vyvažování jednotky. Jednotku se spřádacím rotorem podle vynálezu může přádelna v případě vyběhaného ložiska zahodit, poněvadž rozdíl mezi očekávanou životností rotoru a ložiska není tak velký, aby hospodářsky opodstatňoval výměnu jednoho z těchto dílů.

Místním zakalením omezeným na oblast sběrné drážky pro vlákna se především zabrání tomu, že se spřádací rotor, obzvláště jeho tenká stěna, při procesu kalení zkroutí, případně zdeformuje, к čemuž by nevyhnutelně došlo při kalení celého spřádacího rotoru.

Proto může být spřádací rotor s výhodou vytvořen z nekalené oceli v požadovaném, případně po vyrovnání kruhovitosti, tj. vyvážení, konečném geometrickém tvaru к použití na stroji na předení s volným koncem a potom může být stěna rotoru v ob^la^sti největotoo vnttřmho ^pr^ůmeru, obsahuμω s^běrnou ptechu ^pro vtakna, zatlena, pričemž v ^důsle^dku mtetního zakalení zůstane hotový tvar zactován. V mině omezené zóně existuje jen jiná struktura než v části s^přádac^ího rotoru, ^která nelbyta kaleni upravena^, a ^kter^á zajišťuje po^dovanou odolnost proti obrušování, jejíž vytvo^řen^í v^ša^k neovlivňuje tvar rotoru.

Zaka^len^á zóna^, le^žící napriWad mezi ne^ka^lenýmⁱ otoastmi a/nebo na tuto navazuji stěna sp^řádac^ího rotoru m^ůže mít nem^ěnnou Houdku stén^ ^čím^ž m^ůže ^být dosaženo stejnoměrného šíření tepla při kalení a tím stejnoměrného zakalení bez deformování spřádacího rotoru.

Zakalená zóna nebo spřádací rotor mo^hou ^{též b}ý^t uvnitř a^/ne^bo vn^{ě p}ovtečeny prostoedkem prott rezavěný ne^sobícrn ^ško^dliv^ě na v^lákenný materiál při předený například pozinkovány.

Vynález je v jeho dalších provedeních blíže popsán v následujícím popisu a znázorněn na výkresech ^kde oto. 1 ^představuje schéma spřádacího rotoru z oceli pro stroj na předení s volným koncem v řezu, obr. 2 zv^ětšený potoed na ^části s^přádací^ho rotoru po^dle vý^řezu A na o^br. 1 a obr. 3 schéma jiné^ho provedem spMdatího rotoru z oceli pro stroj na předení s volným koncem v řezu.

Spřádací rotor ¹ z nekatoim oceli pro stroj na předení s volným koncem má základní tělo 2 a rotorovou stěnu 3, která má uvnitř spřádacího rotoru 1 sběrnou drážku pro vlákna ve tvaru V, s úhlem a otevření pnbližně ³0 a^ž toOý toorenou dv^ěma rameny 5 a 5a, stýkajícnni. se pod ^úhlem a v místo nejv^ětšího vnitrního ^pr^ůměru B s^přádacího rotoru 1. Ramenem 5a tvoří rotorová stěna 3 jednak spolu se základním tělem 2 ^{stěnu 6} dna a je^dna^k s vodným ^konce^m ramena ⁵ okraj ⁷ jednostrann^ě otevřeného spřádacího rotoru 1. Spřádací rotor 1 ' je souose uložen na hřídeli 8, jímž je uváděn do rotačního pohybu. Do sběrné drážky 4 pro vlákna opatřené dnem, 4b o poloměru R, který může mít rozsah 0,1 až 2 mm, se pri přední u^kládaj^í ^edtím rozvolněná vtekna ve toaru vtakennébío ^prstence 9, kter^á jsou o^dtahov^ána ve tvaru za^kroucené příze 10 — obr. 2. Vzhledem k vysoké specifické hmotě oceli je rotorová stěna 3 vy^tvo^řena pro v^ysok^é otá^čky s^přádacího . rotoru 1, které zpravidla dosahují více než 40 000 ot./min., jako tenkostěnná, s neměnící se tloušťkou a stěny v obou ramenech a 5a, která se podle požadované pevnosti a podle druhu oceli může pohybovat v rozmezí od ¹ do ² mm a s vý^ho^dou obnáší 1^,5 milimetru. Spřádací rotor 1 může být soustružen z ^plnéhto materiáhi nebo v^yroben tvářením napřiad protlačováním, lisováním nebo podobně. Může to však být i známé, z ocelového plechu utvá řené tělo spřádacího rotoru 1 se stejnou tloušťkou stěny 6 dna i rotorové stěny 3, které je upevněno na základním těle 2, pevně uloženém na hřídeli 8.

V místně omezené zóně 11, v níž je největší vnitřní průměr B se sběrnou drážkou 4 pro vlákna, je rotorová stěna 3 po celém obvodu a v celé tloušťce a zakalena^, takže je vytvořen zakalený strukturní prstenec s rotačrn ^ploc^hou C ve tvaru písmene ^V\ obsahuji sběrnou ^dráž^ku ^{4 p}ro vtekna. Na rotorové stěně 3 vyrobené z jednoho kusu se omezená zóna 11 prostírá mezi nekalenými oblastmi 12 a 12a od dna 4b sběrné drážky 4 do obou ramen 5 a 5a na délce D rotorové stěny 3, tj. na šířce prstence, která je menší než celková délka rotorové stěny 3 od okraje 7 spřádacího rotoru 7 až k základnímu tělu 2, takže vlákenným prstencem 9 obložená sběrná drážka 4 pro vlákna leží uvnitř zakalené zóny 11 — obr. 2. Rozměr délky D rotorové stěny 3 je s výhodou volen tak, aby přesahoval přes bezprostředně na dno 4b sběrné drážky 4 navazující vlákenným materiálem obložené oblasti ploch ⁴a rotorové ston^{y 3}, ^tj. přes ttoušt^u E vlákenného prstence 9. Přitom existuje vztah mezi tloušťkou E a poloměrem R sběrné drážky 4. Mezi omezenou zónou 11 se strukturním zakatením a _ nezakalenými ot)lastmi 12 a 12a leží vždy omezený strukturní přechod 11, který vzniká vlivem teploty v ocelov^ém materiáto pří. kalení.

Omezená zóna 11, vytvořená po celém ob^vodě ^jako zakatený strukturní ^prstenec^, m^ůže být vyrobena elektrickým mdukčrnm kalením; v důsled^ku strmého ponesu teptety v oblastech ležic^h mrno ostoe otoarnctenó elektrické ^poto vzni^kaj^í výrazn^é přech^ody 13, které jsou například na metalografické^m v^ýbrusu do^bře rozeznateln^é j^iž pouhým okem. Indukčrn katem m^ůže ^bý^t prov^áděn° pomocí zcela uzavřené^, nepřekrývám se indu^kční mvk^á ^kter^á se priMádá n^a čá^st s^přádac^ího .rotoru 1 ^kter^á m^{á b}ý^{t ka}ten^a, n^apříklad na jeho vnej^ší ohvoh ta^kže omezená zóna 11 je vytvořena bez švu, tj. bez výs^kytu st^ykov^ého mfeta ne^bo pfetaytí. Dílčí . zakalení rotorové stony ³ v omezené ^zóně 11 může být například podle druhu oceli, tloušťky a rotorové stěny 3, požadované délky D omezené zóny 11 krátkodobě prováděno příslušně upravenou intenzitou, například v^ysoko^frekven^čmm ne^{bo stře}d^ofrekvenčním indukčním katernm. ^Vys°k^ofrekvenčním katením mů^{že být} např^íklad při tloušťce a rotorů ston^{y 3} v rozsahu 1 až 2 ^mm dosažíeno zakatený u n^ěh^ož se kalením vzniklá struktura v ka^ždém z ramen 5 a 5a může prostírat — měřeno od vnitomho pr^ůmeru B — na ^déte^e F, d^osahu^jící až 3 mm^, zatímco stře^do^frek.ven^čním ka lením může být každé z ramen 5 a 5a zakal^eno na délce F v rozsahu ³ a^ž to mm, mě ře^no rovněž od vniťřmho ^pr^ůměru B. ^Str^ukturní katení však může ^být provát™ také pomocí svazku elektronů, laserovými paprsky nebo plamenem. Podle tvaru spřádacího rotoru 1 a ^po^dle z^působu kalem může ^být toto prováděno na požadované délce F, a tím na délce D rotorové stěny 3, buď z vnější nebo vnitřní strany spřádacího rotoru, přičemž v posledně jmenovaném případě je mo^žno katoní ^prov^ést jen na ^části tlousř^ky a rotorové stěny 3.

Z hlediska druhu oceli je výhodně použito ohněm kalitelné oceli. K tomuto účelu jsou v^ho^dn^é napří^klad ocel Cf ^45, Cf ^53, Cf 70 nebo 49 CrMon

Omezenou zenou 11 je v jinak nekalené rotorové stěně 3 vytvořena pro sběrnou dr^ážku ⁴ pro vlákna odolnost prott oděr^ která odolává opotřebení vlákenným materiálem a spo^le^čn^ě s mm ^přiv^áděnými mzími, abrazívně působícími tělesy, aniž by bylo zapotřebí dodatečné přizpůsobování spřádacího rotoru 1 požadovanému tvaru nebo kruhovitosti, např. dodatečným opracováním.

V . ^důsle^dku ^dílčího zalcatorn rotorové stony 3 zůstává její tvar zachován .a v omezené zóně 11 je jen kalením vzhiklá struktura. Vzhledem k vysoké odolnosti omezené zóny 11 proti oděru odpadá _ také případné opravné opracovávání sběrné drážky 4 spřádacího rotoru 1 po určité době provozu.

Claims (8)

1. PŘEDMĚT

   1. Spřádací rotor z oceli pro stroje na předení s volným koncem k výrobě příze ze střížových vláken, s tenkostěnnou rotorovou stěnou, opatřenou v místě největšího vnitřního průměru spřádacího rotoru sběrnou drážkou pro vlákna, vyznačující se tím, že rotorová stěna (3, 17) je v omezené zóně (11, 21), v níž je umístěna sběrná drážka (4, 20'), zakalena.
2. 2. Spřádací rotor podle bodu 1 vyznačující se tím, že omezená zóna (11, 21) je umístěna mezi nekalenými oblastmi (12, 12a) rotorové stěny (3, 17).
3. 3. Spřádací rotor podle bodu 1 vyznačující se tím, že omezená zóna (11, 21) je zakalena v celé tloušťce (a, b) rotorové stěny

   1⁷).
4. 4. Spřádací rotor podle bodu 1 nebo 2 vy

   Celkově je životnost spřádacího rotoru 1 v důsledku omezené zóny 11 podstatně prodloužena, tj. přibližně na životnost ložiska při ot^áčkác^h popadajících v ^úvahu.

   U provedení podle obr. 3 je spřádací rotor 14 z nekalené oceli pro stroj na předení s volným koncem, se . základním tělem 15, nesen hřídelem 16, jímž je také uváděn do rotačního pohybu. Tento spřádací rotor 14 má rotorovou stěnu 17 stálé tloušťky b, která horizontální částí 18 stěny dna navazuje na základní tělo 15 a má z této stěny směrem ven vyto^é krátké rameno I³, ^které se stýká s ramenem 19a, vyhnutým dovnitř ve směru spřádacího rotoru 14. V místě styku ramen 19 a 19a je opět největší vnitřní průměr G spřádacího rotoru 14, v němž je sběrná drážka 20 pro vlákna s ostrým úhlem β otevření. Rotorová stěna 17 je na její části v oblasti styku ramen 19 a 19a zakalena, takže je opět vytvořena zakalená, místně omezen^á z^óna ²1 na ^kterou navazuj^í č^ásti rotorové stěny 17 z nekalené oceli. V případě potřeby se může omezená zóna 21 prostírat přes celé krátké rameno 19 a například také na navazující části 18 stěny dna. I u tohoto provedení má rotorová stěna 17 tloušťku b v omezené zóně 21 v rozmezí 1 a^{ž 2} mm^, s vý^hodou ^1,5 mm.

   značující se tím, že rotorová stěna (3, 17), navazující na omezenou zónu (11, 21), má státou ttoustRu ^b).
5. 5. ^Spř^ádací rotor ^podto ^bo^du 1 nebo 4 vyznačující se tím, že rotorová stěna (3, 17) má v omezené zóně (11, 21) tloušťku (a, b) v rozmezí 1 až 2 mm.
6. 6. Spřádací rotor podle bodu 5 vyznačující se tm že Ooušťka b) omezené ztay (11, 21) je 1,5 mm.
7. 7. Spřádací rotor podle bodů 1 až 6 vyznačující se tím, že ocel, z níž je vyroben, je opatřena antikorozní vrstvou.
8. 8. Spřádací rotor podle bodu 1 vyznačující se tím, že omezená zóna (11, 21) má délku (D), přesahující dno (4b) sběrné drážky (4) a zasahující do bezprostředně navazujících ploch (4a) rotorové stěny . (3, 17).