CZ287255B6

CZ287255B6 - Spindleless spinning apparatus

Info

Publication number: CZ287255B6
Application number: CZ1997577A
Authority: CZ
Inventors: Manfred Knabel; Erich Bock; Edmund Schuller
Original assignee: Rieter Ingolstadt Spinnerei
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2000-10-11
Also published as: CZ57797A3; DE19705607A1; US5730532A; SK27897A3; EP0794273B1; EP0794273A1; DE59700010D1; TW366370B

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro bezvřetenové předení se spřádacím rotorem, který je svým hřídelem uložen pomocí opěrných kotoučů a na nějž je vyvíjena axiálně působící síla, která se přes hřídel opírá o aerostatické axiální ložisko, přičemž ložisková plocha axiálního ložiska sestává z uhlíkového materiálu.

Dosavadní stav techniky

Z DE-A 39 42 612 je známo zařízení pro bezvřetenové dopřádání, u něhož je spřádací rotor svým hřídelem uložen pomocí opěrných kotoučů, a na nějž je vyvíjena axiálně působící síla, přičemž axiální opěra hřídele rotoru je vytvářena aerostatickým axiálním ložiskem. Toto aerostatické axiální ložisko má ložiskovou desku, s níž spolupracuje konec hřídele. Vzduch vychází z ložiskové desky a vytváří vzduchový polštář mezi hřídelem rotoru a ložiskovou deskou. Ta vytváří spolu s koncem hřídele rotoru vhodnými materiály dvojici materiálů s nízkým třením, a to například tak, že ložisková deska je z uhlíkového materiálu a spolupracuje s ocelovým hřídelem rotoru, jehož úložná plocha je příčně rovinně zbroušena a má nepatrnou hloubku drsnosti. Uhlíkovým materiálem se přitom rozumí v podstatě uhlíkový grafit, myslitelné jsou však též jiné uhlíkové materiály s odpovídajícími mechanickými vlastnostmi.

Při normálním provozu nedochází mezi hřídelem rotoru a ložiskovou deskou ke styku, takže axiální ložisko samo o sobě nepodléhá opotřebení. Při provozu spřádacích rotorů používaných při bezvřetenovém předení však občas nastanou tak drsné provozní podmínky, např. v důsledku nevyváženosti ve spřádacím rotoru, že dojde ke styku mezi koncem hřídele a ložiskovou deskou aerostatického axiálního ložiska. Tento styk sice naprosto neznamená, že se aerostatické ložisko poškodí, protože u známého zařízení pro bezvřetenové předení je opatřeno dvojicí materiálů s nízkým koeficientem tření, nicméně však každý styk mezi hřídelem rotoru a ložiskovou deskou způsobí nepatrné opotřebení axiálního ložiska, které má posléze za následek zkrácení jeho životnosti.

Úkolem této přihlášky je upravit zařízení pro bezvřetenové dopřádání shora zmíněného druhu tak, aby opotřebení bylo ještě více zmenšeno, přičemž náklady mají být přesto velmi nízké až bezvýznamné.

Podstata vynálezu

Tento úkol je podle vynálezu řešen zařízením pro bezvřetenové předení, jehož podstata spočívá v tom, že s axiálním ložiskem spolupracující ložisková plocha hřídele sestává alespoň částečně z karbidu.

Vytvořením ložiskové plochy hřídele z karbidu se dosáhne podstatného zmenšení opotřebení axiálního ložiska, to je opotřebení ložiskové desky. Uhlíkový materiál vytváří spolu s karbidem obzvlášť výhodnou dvojici materiálů s nízkým koeficientem tření a nízkým opotřebením. Životnost zařízení pro bezvřetenové dopřádání s aerostatickým axiálním ložiskem lze uspořádáním podle vynálezu podstatně prodloužit.

Obzvlášť příznivé je použití karbidu bóru, protože ten má velmi vysokou tvrdost a způsobuje jen nepatrné opotřebení uhlíkového materiálu.

-1 CZ 287255 B6

Velmi výhodně lze jako materiál pro ložiskovou plochu hřídele použít karbid křemíku. Ten vytváří spolu s uhlíkovým materiálem ložiskové plochy axiálního ložiska zvlášť příznivou dvojici materiálů s nízkým koeficientem tření a i při namáhání obzvlášť odolnou proti opotřebení.

Uspořádáním z karbidu vytvořeného nástavce na konci hřídele rotoru lze dvojici materiálů vytvořit nezávisle na materiálu hřídele rotoru. Nákladově obzvlášť příznivé je provedení, když podle dalšího výhodného uspořádání je ložisková plocha hřídele rotoru potažena povlakem karbidu.

Velmi příznivé je uspořádání ložiskové plochy hřídele, jestliže je tvořena rovinně zbroušenou plochou, která je potažena povlakem. Tím se dosáhne toho, že povlak lze nanést velmi tence, a zároveň je zaručeno, že geometrické poměry v axiálním ložisku jsou příznivé.

Obzvlášť výhodné je, je-li ložisková plocha hřídele potažena vrstvou karbidu, která je uložena v kovové matrici, zejména v niklové matrici. Tím se dosáhne toho, že konec hřídele může být jednoduchým a nákladově příznivým způsobem opatřen karbidovou pracovní plochou. Ukázalo se, že k podstatnému zlepšení životnosti ložiska postačí, když je pracovní plocha opatřena takovým povlakem. Zřejmě není nutné, aby z karbidu sestávala celá pracovní plocha.

Velmi výhodné přitom je, když postačujícím podílem karbidu v nanášecí lázni je postaráno o to, aby alespoň 20 % pracovní plochy ložiskové plochy hřídele rotoru sestávalo z karbidu. Tento podíl již postačuje k podstatnému zlepšení životnosti axiálního ložiska. Ložisková plocha sestává s výhodou z 25 % až 50 % z karbidu.

Obzvlášť výhodné je, jestliže povlak obsahuje karbid křemíku. S výhodou lze v jedné pracovní operaci i dodatečně opatřit povlakem zbývající část hřídele, takže odolné proti opotřebení jsou i ostatní úseky hřídele.

Zrnitost karbidových zrn povlaku mezi 2 pm a 6 pm lze obzvlášť dobře začlenit do kovové matrice a ta dává zároveň dobré vlastnosti chodu. Příznivé mechanické vlastnosti má povlak při tloušťce mezi 10 pm a 30 pm.

Přehled obrázků na výkrese

V dalším je vynález blíže vysvětlen na připojených výkresech, kde značí obr. 1 zařízení pro bezvřetenové předení v řezu, obr. 2a řez axiálním ložiskem, obr. 2b půdorysný pohled na ložiskovou desku axiálního ložiska, obr. 3 volný konec hřídele rotoru, obr. 4 hřídel rotoru 40 s nástavcem, obr. 5 řez ložiskovou plochou hřídele rotoru s povlakem z karbidových zrn, která jsou začleněna v niklu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněno v řezu zařízení podle vynálezu pro bezvřetenové předení. Podstatnými součástmi jsou spřádací rotor 1 se svým hřídelem 11 a vlastním tělesem 12 rotoru, komora 2 rotoru s těsněním 1 komory rotoru, stojan 3 ložiska s uchycením 1 pro axiální ložisko 6 a s uchycením 32 pro uložení opěrných kotoučů 4, jakož i opěrné kotouče 4 samy, pro uchycení 50 hřídele 11 rotoru. Dále jsou znázorněny hnací prostředek, tvořený tangenciálním řemenem 5, a axiální ložisko 6 pro axiální podepření hřídele 11 rotoru. Hřídel 11 rotoru zasahuje svým koncem, který nese těleso 12 rotoru, do komory 2 rotoru otvorem v těsnění 1 komory 2 rotoru. Axiální ložisko 6 je uspořádáno ve stavěcím šroubu 61 a leží naproti volnému konci 111 hřídele

-2CZ 287255 B6 rotoru. Uchycení 1 obsahuje otvor se závitem, do něhož je axiálně stavitelně zašroubován stavěči šroub 61. K aretaci slouží pojistná matice. Na druhém konci stavěcího šroubu 61 je uspořádán přípoj 62 pro přívod tlakového vzduchu k axiálnímu ložisku 6. Mezi ním a volným koncem 111 hřídele je ložisková mezera 630. Na spřádací rotory 1 působí u zařízení tohoto druhu pro bezvřetenové předení známým způsobem axiální síla, která se opírá o volný konec 111 hřídele 11 rotoru. U zařízení pro bezvřetenové předení znázorněného na obr. 1 je axiální síla na rotor 1 resp. na hřídel 11 rotoru vyvíjena opěrnými kotouči 4, které jsou známým způsobem šikmo nastaveny. Stejně dobře je však možné vyvíjet axiální složku síly např. šikmo k hřídeli 11 rotoru probíhajícím hnacím řemenem nebo i šikmo postaveným přítlačným nebo hnacím kotoučem. Zařízení pro bezvřetenové předení je upevněno na uchycení 33, které je součástí dopřádacího stroje.

Obr. 2a znázorňuje stavěči šroub 61 a v něm uspořádanou ložiskovou desku 63 aerostatického axiálního ložiska 6. Pro výstupy vzduchu do ložiskové mezery 630 obsahuje ložisková deska 63 několik otvorů 7. Před otvory 7 je předřazeno škrticí zařízení 8 vytvořené ze spékaného materiálu, čímž ložisko získává vysokou tuhost, protože krátké sloupce vzduchu v otvorech jsou těžko stlačitelné.

Obr. 2b znázorňuje ložiskovou desku 63 z obr. 2a v půdorysném pohledu. Otvory 7 jsou na kružnici rovnoměrně rozloženy v odstupu od středu. Ložisková deska 63 sestává z uhlíkového materiálu, např. z uhlíkového grafitu. Ložisková deska 63 může sestávat například ze zkoksovaného nebo grafitovaného uhlíku, jakož i z uhlíkového materiálu pospojovaného umělou pryskyřicí.

Obr. 3 znázorňuje volný konec 111 hřídele vytvořený podle vynálezu a spolupracující s ložiskovou deskou 63 axiálního ložiska. Volný konec 111 hřídele obsahuje rovinně zbroušenou plochu 115, která je potažena karbidovým materiálem. Tím může být například karbid bóru nebo karbid křemíku. Pro snazší výměnu spřádacího rotoru 1 má volný konec 111 hřídele v oblasti plochy 115 poněkud menší průměr než zbývající hřídel 11, takže při zasazování rotoru 1 do zařízení pro bezvřetenové předení lze hřídel 11 rotoru snáze vsunout do klínovité mezery opěrných kotoučů 4.

Obr. 4 znázorňuje volný konec 111 hřídele rotoru vytvořeného podle vynálezu, který obsahuje nástavec 113 z karbidového materiálu. Tím může být například karbid bóru nebo karbid křemíku. Nástavec 113 je zaveden do patřičně připraveného volného konce 111 hřídele 11 rotoru a v něm vhodnými spojovacími prostředky, např. lepidlem, upevněn. Ložisková plocha 115 je stejně jako z povlaku sestávající ložisková plocha 115 z obr. 3 vytvořena jako rovinná plocha s nepatrnou hloubkou drsnosti. To spolu s karbidovým materiálem zaručuje, že opotřebení ložiskové desky 63 je jen velmi nepatrné. Vedle příkladu provedení nástavce 113 znázorněného na obr. 4 může být tento nástavec 113 s hřídelem 11 rotoru spojen i bez tvarového styku, například tak, že nástavec 113 je rovinnou plochou nasazen na stejně tvarovanou plochu volného konce 111 hřídele 11 rotoru. Upevnění přitom může být provedeno například lepidlem.

Obr. 5 znázorňuje řez volným koncem 111 podle vynálezu vytvořeného hřídele 11 rotoru, jehož ložisková plocha 115 sestává z krystalů 7 karbidu, které jsou uloženy v kovové matrici 71, zde s výhodou niklové. Ačkoliv zde z karbidu sestává méně než celá ložisková plocha 115, ukázalo se, že již s takovým povlakem je možné vytvořit příznivé vlastnosti chodu mezi karbidovým materiálem a ložiskovou deskou 63 z uhlíkového materiálu. Ukázalo se, že již plošný podíl karbidu ve výši 20% z celkové ložiskové plochy 115 je ktomu postačující. Tento způsob provedení zařízeni podle vynálezu pro bezvřetenové předení má nadto i tu výhodu, že například karbidem křemíku lze vytvořit povlak nejen na ložiskové ploše 115 hřídele 11 rotoru, nýbrž že v jedné pracovní operaci lze s výhodou povlak vytvořit i na zbývajícím povrchu hřídele 11 rotoru atak ho chránit povlakem karbidu křemíku před opotřebením. K tomuto opotřebení dochází

-3 CZ 287255 B6 např. v úseku tangenciálního řemene 5, v oblasti opěrných kotoučů 4 nebo též v oblasti neznázoměné brzdy.

Claims

ίο 1. Zařízení pro bezvřetenové předení se spřádacím rotorem, který je svým hřídelem uložen pomocí opěrných kotoučů a na nějž je vyvíjena axiálně působící síla, která se přes hřídel opírá o aerostatické axiální ložisko, přičemž ložisková plocha axiálního ložiska sestává z uhlíkového materiálu, vyznačené tím, žes axiálním ložiskem (6) spolupracující ložisková plocha (115) hřídele (11) rotoru sestává alespoň částečně z karbidu.
2. Zařízení pro bezvřetenové předení podle nároku 1, vyznačené tím, že karbidem je karbid bóru.
3. Zařízení pro bezvřetenové předení podle nároku 1, vyznačené tím, že karbidem je 20 karbid křemíku.
4. Zařízení pro bezvřetenové předení podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 3, vyznačen é t í m , že na hřídeli (11) je umístěn nástavec (113) z karbidu.

25
5. Zařízení pro bezvřetenové předení podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 3, v y z n a čené tím, že ložisková plocha (115) hřídele (11) je opatřena povlakem karbidu.
6. Zařízení pro bezvřetenové předení podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 5, vyznačen é t í m , že ložiskovou plochou (115) hřídele (11) je rovinně zbroušená plocha, která je

30 opatřena povlakem.
7. Zařízení pro bezvřetenové předení podle nároku 5 nebo 6, vyznačené tím, že povlak sestává z karbidu, který je začleněn do kovové matrice (71).

35
8. Zařízení pro bezvřetenové předení podle nároku 7, vyznačené tím, že kovovou matricí (71) je niklová matrice.
9. Zařízení pro bezvřetenové předení podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 8, vyznačené tím, že alespoň z 20 % povrchu ložiskové plochy (115) hřídele (11) rotoru sestává

40 z karbidu.
10. Zařízení pro bezvřetenové předení podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 9, vyznačen é t í m , že 25 % až 50 % ložiskové plochy (115) hřídele (
11) rotoru sestává z karbidu.

45 11. Zařízení pro bezvřetenové předení podle jednoho nebo několika z nároků 5 až 10, vyznačené tím, že karbid má zrnitost 2 pm až 6 pm.
12. Zařízení pro bezvřetenové předení podle jednoho nebo několika z nároků 5 až 11, vyznačené tím, že tloušťka povlaku je mezi 10 pm a 30 pm.
13. Zařízení pro bezvřetenové předení podle jednoho nebo několika z nároků 5 až 12, vyznačené tím, že karbidem je karbid křemíku.

-4CZ 287255 B6
14. Zařízení pro bezvřetenové předení podle jednoho nebo několika z nároků 5 až 13, vyznačené tím, že zbývající povrch hřídele (11) rotoru je alespoň zčásti rovněž opatřen karbidovým povlakem.