KR960010248Y1 - 권사기 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

권사기

최근에, 공정의 생산성 및 생산된 실(yarn)의 질을 개선하려고 합성 섬유 제조 공정의 속도가 증가되고 있다. 특히, 신규한 공정에서는 실제 사요시 내구성이 있는 기계적 성능이 좋은 완전 배향사(FOY; Full oriented yarn)를 방사 및 연신공정을 연속적으로 연계시켜 방사기에서 직접 얻고 있는데, 여기서 실은 5000m/nim 내지 6000m/min의 비율로 감기고 있다. 이는, 고속 권사기(a high speed take-up winder)가 실제로 사용되고 있다는 것을 의미한다.

권사기의 속도가 증가됨에 따라 , 예를 들어 길이 150mm짜리 보빈 4개의 운반하는 총 길이 600mm의 표준스핀들 또는 보빈 8개를 운반하는 1200mm짜리 표준 스핀들에 비해 더 긴 스핀들을 갖춘 권사기를 사용하는 것은 실의 생산성을 증대하고 생산 비용을 절감하는데 바람직하다. 더욱이, 재봉 작업에 요하는인원수를 최소화하고 이 작업에 수반되는 폐기물의 양을 감소시키는 것이 절실히 요구되고 있다.

이런 상황에서, 상부에 복수의보빔을 운반하면서 고속 회전이 가능한 긴 스핀들을 갖춘, 특히 실 자동 이송기(automatic yarn transfer device)를 가진 권사기를 개발하는 것이 중요하게 되었다.

긴 스픈들을 가진 권사기를 사용할 때 야기되는 가장 심각한 문제중 하나는 고속회전할 때의 스핀들의 진동도(the primary critical speed)이하의 회전 범위에서 사용하는 것이다. 그러나, 이는 실제로 거의 불가능한데, 이는 그 기다란 길이 때문에 스핀들의 강성을 증가시키기는 매 우 어렵기 때문이다. 따라서, 다른 방법이 더 자주 사용되는데, 이는 1975년 11월 4일 이.렝크(E. Lenk)씨에게 허여된 미국 특허 제3,917,182호 또는 1982년 7월 21일 미쯔비시 공업주식회사의일본특허 공보 소 57-34187에 기재된 바와 같은 것이 알려져 있으며, 여기서는 제1위험속도 이상의회전에견딜 수 있는 가요성 구조를 갖는스핀들을 사용하는 것이다.

예를 들어, 선속도 6000m/min에서 스핀들 상에 설치된 길이 150mm, 직경 110mm인 보빈에 실을 감아서 양호한 실뭉치를 얻기 위해, 시작 스테이지에서의 17,360rpm에서부터 완성된 실뭉치의 최종 스테이지에서의 4,550rpm까지의 스핀들 회전의 넓은 작업 범위 내에 위험 속도가 없어야 한다.

따라서, 스핀들의 축지경이나 축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 수단의 위치와 같은 스핀들의 강성에 영향을 주는 여러 가지 요인은 스핀들의 회전 작업 범위에서 위험 속도를 배제하도록 결정해야 한다.

실제로, 작업 범위에서 스핀들의 위험 속도를 배제하는 것에 의해서만으로 안정된 조건에서 실을 감기는 매우 어려우며, 일번적으로 스핀들의 심각한 불평형을 가져오게 되는 스핀들의 내경과 편심 및 축의 굽힘을 일으키지 않을 정도로 충분히 정확하게긴 스핀들을 기계 가공하는 것은 매우 어렵다.

따라서, 스핀들 축이나 보빈 유지기구의 요소와 같은 각 부품이 저속 범위에서 평형장치로서 정확히 평형이 보정되엇다고 해도 불평형을 완전히 제거하는 것은 불가능하며 만족스런 평형도를 얻을 수 없다.

게다가, 스핀들의 조립 및 그 부품을 권사기에 장착하는 도중에 스핀들이 축과 스핀들 상에 보빈을 유지하는 기구의 축 사이의 편위와, 스핀들을 설치하는 베어링 수단의 편심도 때문에 새로운 불평형 요소가 추가된다.

스핀들을 이런 상황하에서회전 구동할때는, 상기 불평형 때문에 제1위험 속도 영역내에서 원심력이 발생되어 권사기에 큰 진동 및 소음을 유발한다. 이 경우에, 베어링 수단은 과도한 힘을 받게 되어 베어링 수단의 수명을 저하시키며, 심한 경우에는 스핀들 축을 손상시킨다. 또한, 이 진동은 스핀들상에 형성된 실뭉치( yarn package)의 질을 저하시키며 작업 화경을 악화시킨다.

따라서, 평형 보정 작업, 소위 필드 밸런싱(field blancing)(현장에서 기계 각부의 진동의 진폭을 측정하여 균형을 이루도록 조정하는 것)을 행함으로써 완성된 스핀들 조립체로부터 잔류 평형(residual unbalance)을 제거할 필요가 있다.

본 고안의 고안자는 스핀들 양단부에 형성된 두 개의 보정 평면내에서만 필드 밸런싱을 함으로써, 기다란 길이 때문에 발생하는 상당한 잔류 불평형을 가지는 보빈 유지용 스핀들의 동적 불평형을 보정하려는 노력을 경주해 왔다. 그러나, 양단부의 평면내의 동적 불평형만을 보정해서는 그 길이에 따라 스핀들상에 계속 분배되는 질량 불평형을 제거할 수가 없었으며, 위험 속도를 지날때는 물론 스핀들 작업 속도에서 실을 정상적으로 감을때에도 스핀들의 진동은 감쇠되지 않았다. 이는 스핀들내에 불균일하게 분배된 불평형이 스핀들의 제1위험 속도에 복잡한 영향을 끼치기 때문이며, 작업 회전 영역에서 각 진동 레벨은 단순히 두 단부 평면내에서만 필드 밸런싱을 하는 것만으로는 보정될 수 없었다.

게다가, 스핀들 속도가 제1위험 속도를 지날 때 스핀들 진동이 저 수준으로 제한되면 스핀들의 작업 회전 범위 내에서의 진동은 더욱 커지며, 그 역으로도 성립되고, 따라서 제1위험속도를 지날 때 및 작업 회전 영역내에서 발생하는 진동은 동시에 억제될 수가 없다. 일반적으로, 작업 회전 영역 내에서의 진동은 저 수준으로 제함되며 한편, 스핀들이 제1위험 속도를 지날때의 다른 진동은 고 수준까지 달해야 한다.

스핀들은 권사기이 시동, 가속, 감속, 정지 사이클중에 제1위험 속도를 두 번은 필히 지나야 하기 때문에 스핀들을 회전 가능하게 지지하는 베어링 수단은 진동에서 발생하는 과도한 힘을 받아야 하고 그 수명은 저하되며, 그 진동은 기계 프레임에 전달되어 기계의 나사 연결부를 헐겁게 만들어 위험 조건을 유발한다.

상기한 결점은 실자동 이송기를 가진 권사기에서 특히 중요하다. 이런 종류의 권사기에서, 실뭉치는 제1스핀들상에 설치된 보빈에서 트래버스 장치(traversing device)에 의해 실의 ghledeks 왕복을 통하여 접촉 룰(touch roll)에 의해 예정 압력에서 가압되어 형성되고, 상기 실뭉치는 완성시에 제1스핀들에서 벗겨내야 한다. 제1스핀들이 정지되기 전에, 새로운 보빈을 장착한 제2스핀들이 정지 상태로부터 작업 속도로 가속되고 그 가속중에 제2스핀들은 제1위험 속도를 지나야하며 그때의 진동은 매우 커진다. 이 진동은 제1스핀들과 접촉 룰에 전달되고, 그리고 기계 프레임을 거쳐 트래버스장치 지지용 리프팅 박스(liftig box)에 전달되며 결국은 리프팅 박스를 진동시킨다. 이런 혼란 때문에, 제1스핀들상에 형성되는 실뭉치는 불안정하게 되고 외형의 변형을 일으키며, 접촉롤과 실뭉치간의 주기적 압력 변화에 의해 감긴 실에 손상을 입힌다. 심한 경우에는 실뭉치가 접촉 롤로부터 튀어나와 실이 트래버스 장치로부터 해제되어 감기 동작이 실패하게 된다.

또, 긴 스핀들을 제조하는데는 다른 문제가 발생한다. 일반적으로, 이런 긴 스핀들의 보빈 지지부는 단일 원통형 중공체이며, 스핀들 축의 베어링 수단을 유지하는 관형 부재는 기계 프레임으로부터 돌출되어 원통형 중공체 내부에 삽입되어 잇는데, 이들은 상기한 미국 특허 제3,917,182호 및 일본 특허 공고 공보 소 60-5508호에 기재되어 있다. 이런 스핀들 구조를 얻기 위해, 스핀들에 긴 중공부를 뚫어 형성해야 한다. 예를 들어 4개의보빈을 설치하는 길이 600mm의 표준 스핀들의 경우에, 보링은 정확히 수행될 수 잇따. 그러나, 예를들어 길이 1000mm가 넘는 보다 긴 스핀들의 경우에는 긴 중공부를 보링하는 도중에 편심없이 스핀들을 지지하기는 매우 어렵다. 게다가, 드릴 비트는 강성이 약한 길고 좁은 생크의 팀 다누에서 지지되어 이씨 때문에 드릴 비트가 작업중 굽혀지고 정확한 축에서 벗어나 편심 보링을 하게 된다. 따라서, 스핀들 길이에 따라 벽두께에 큰 차이가 생기게 되어 불가피하게 진동을 발생시키고 심한 경우는 시픈들 속도가 제1위험 속도를 초과할 수 없게 된다.

또, 보빈과 이를 설치하는스핀들의 상대적 편심도도 동적 불평형을 초래하게된다.

(고안의 개요)

본 고안의목적은 제1위험 속도 이상의범위에서 적당히 사용되는 가요성 구조를 갖는 보다 긴 스핀들을 갖는 권사기를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 스핀들의 제1위험 속도 부근에서 뿐만 아니라 작업 속도 범위에서의 진동을 최소화하면서 안정된 권사 기능을 할 수 있는 상기 형태의 권사기를 제공하는 것이다.

본 고안의 또다른 목적은 거의 같은 회전 속도에서 회전하는 두 스핀들 사이에서 실이 이송될 때에도 감겨야 할 실이 손상되지 않으며 실 자동 이송기를 가진 상기 형태의 권사기를 제공하는 것이다.

본 고안에 따르면, 상기 목적은, (a) 실 감기 수단(yarn take-up means)을 지지하기위해 기계 프레임에 설치된 베이스와,(b)스핀들과, 사익 베이스에 장착된 스핀들 구동기구와, 베이스에서 스핀들을 회전가능하게 지지하는 베어링수단과, 실을 감는 적어도 하나의 보빈을 해제 가능하게 장착하기 위해 보빈 유지부의 주변에 고정된 보빈 유지기구를 포함하는 실 감기 수단을 구비하고,

상기 스핀들은 제1원통형 중공체(hollow body)와 이 제1원통형 중공체에 연결된 원통형 중실체(solid body)와 이 원통형 중실체에 연결된 제2원통형 중공체로 구성된 보빈 유지부와, 상기 원통형 중실체의 내측 단부 중심에서부터 그 축선을 따라 연장하여 제2원통형 중공체의 내부를 통과하여 돌출하며 스피들 구동기구에 연결된 축을 포함하고, 상기 보빈 유지부는 양단부 및 그 사이의 중간 지점에 형성된 적어도 세 개의 평면상에서 필드 밸런싱을 수행함에 의해 동력학적으로 평형을 유지하게되는 것을 특징으로 하는 구너사기에의해 성취된다.

또한, 본 고안은 (a) 실 감기 수단(yarn take-up means)을 지지하기 위해 기계 프레임에 설치된 베이스와, (b) 스핀들과, 상기 베이스에 장착된 스핀들 구동기구와, 베이스에서 스핀들을 회전가능하게 지지하는 베어링수단과, 싱를 감는 적어도 하나늬 보빈을 해제 가능하게 장착하기 위해 보빈 유지부의 주변에 고정된 보빈 유지기구를 포함하는 실 감기 수단을 구비하고,

상기 스핀들은 제1원통형 중공체(hollow body)와 이 제1원통형 중공체에 연결된 원통형 중실체( solid body)와 이 원통형 중실체에견결된 제2원통형 중공체로 구성된 보빈 유지부와, 상기 원통형 중실체의 내측 단부 중심에서부터 그 축선을 따라 연장하여 제2원통형 중공체의 내부를 통과하여 돌출하며 스핀들 구동 기구에 연결된 축을 포함하고, 상기 제2원통형 중공체는 원통형 중실체와 별개로 형성되고 이 중실체에 조립되어 단일 부품을 이루는 구너사기를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적 및 장점은 본 고안의 적합한 실시예를 도시한 도면의 참조하며 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

제1실시예

본 고안의 제1실시예는 본 고안에 따라 필드 밸런싱에 의해 동적 불평형이 보정된 긴 스핀들을 갖는 권사기를 제공하려는 것이다. 본 고안에서, 긴 스핀들이라 함은 길이 800mm 이상의 보빈 유지부를 갖는 스핀들을 일컫는 것이다.

제1도 및 제2도를 참조하면, 수평 배치된 스핀들(1)은 보빈(11a,11b,11c,11d) 및 스핀들 축(4)를 지지하기 위해 공지 형태의보빈 유지기구(3)가 제공된 보빈 유지부(2)를 포함한다.

축(4)은 회전드럼(9)(제2도)내에 배치된 한쌍의 베어링(10b,10c) 및, 회전 드럼(9)에 나사(도시않음)에 의해 고정된 관형 지지부재(5)의 선단에배치된 다른 베어링(10a)에 의해 회전 간으하게 지지도어 잇따. 모터의회전자(7)는 베어링(10b,10c) 사이의 축(4)의일부에 고정되어 있고, 고정자98)는 회전 드럼(9) 내에서 토크가회전자(7) 및 고정자(8)의 협동으로 스핀들(1)에 전달되도록 장착되어 있다. 축(4)의후다누에는 브레이크 디스크(6)가 고저오디어 스핀들의회전을 효과적으로 정지시킨다.

내벽에 암나사가 형성된 8개의 제1나사구멍(12a)은 필드 밸런싱 작업이 수행될 때 나사 형태로된 공지 질량의시험추를 설치하기 위해 보빈 유지부(2)의 선단에 형성된 평형 보정 평면(A)내에 등각으로 배치되어 있다. 또, 보빈 유지부(2)의중간 영역에서는 필드 밸런싱을 위해 제2평형 보정 평면(B)이 제공되어 있다. 제2 그룹의 8개의 나사구멍(12b)은 평면 B에 대응하는 보빈 유지부(2)의 주변에 제1나사구멍(12a)과 같은 형태로 배치되어 있다. 또, 제3 및 제4평면(C,D)은 보빈 유지부(2)의 후단부 및 디스크(6)에서 각각 규정되어 있고, 거기에서 나사 구멍(12c,12d)은 제1나사구멍(12a)과 같은 방법으로 각각 배치되어 있다. 즉, 각 평형 보정 평명(A,B,C,D)에는 같은 배치 형태를 갖는 4개 그룹의 나사 구멍(12a,12b,12c,12d)이 있는 것이다.

여기서, 상기 한 그룹내의구멍수는 8개로 제한되는 것은 아니며, 그 이상도 그 이하도 가능하다는 것에 주의해야 한다. 또, 구멍이 아닐 수도 있고, 구멍 배치 형태는 시험 추를 용이하고 안전하게 설치하는 적합한 방법이면 등각배치가 아니어도 양호하다.

제2도는 상기 스핀들(1)이 제공된 권사기의 개략도를 도시한 것이다. 회전 드럼(9)은 베어링(도시않음)에 의해 기계 프레임(13)상에 지지되어 있다. 제1도에 도시한 것과 같은 형태의 스핀들(1,14)은 드럼(9)상에 설치되어 있고, 스프로켓(15)은 드럼(9)의후단부에 고정되어 잇으며, 이 스프로켓(15)은 체인(16)을 통하여 모터(18)의출력축에 고정된 다른 스프로켓(17)에 구동 연결되어 그에의해 구동된다.

실뭉치(12a,12b,12c,12d)는 리프팅 박스(19)내에 내장된 공지 형태의트래버스 장치(도시않음)에 의하여 스핀들(14)에 형성된다. 이 실뭉치(22a,22b,22c,22d)는 리프팅 박스(19)내에 양단부가 지지된 접촉롤 (20)에 의해 스핀들 주변부에 적당히 가압되며, 스핀들(1)의 회전은 제어기(도시않음)에 의해 제어되어 권사속도를 일정하게 한다.

리프팅 박스(19)는 그 후방부에 연결된 동력 실린더(24)에 의해 수직 기둥(21)을 따라 상하 방향으로 미끄럼 변위 간으하다.이 구조에 따르면, 리프팅 박스(19)는 실뭉치(22a,22b,22c,22d)와 접촉 룰(20) 사이에 적정치의 압력을 유지하면서 실뭉치의성장에 따라 리프티될 수 잇다.

예정 길이의 실이 스핀들(14)쌍에 설치된 각 보빈(23a,23b,23c,23d)상에 권취도고, 예정 직경의각 실뭉치(22a,22b,22c,22d)가 형성된 다음에는 빈 보빈(11a,11b,11c,11d)을 지지하는 다른 스핀들(1)은 권사 속도로 가속되고 그 후 일련의 실 이송 단계가 수행된다. 즉 모터(18)가 시동되어 회전 드럼(19)의 체인(16)을 통해 반회전되고 권사 종료된 보빈(23a 내지 23d)으로부터 새로운 보빈(11a 내지 11d)으로 실을 이송시킨다. 한편 완성된 실뭉치(22a,22b,22c 및 22d)를 지지하는 스핀들(14)은 브레이크(도시않음)에 의해 급속 정지하게 된다.

상기한 권사기의 작동 및 구조는 예를 들어 1975년 10월 21일자 이.렝크씨등에게 허여된 미국특허 제3,913,852호와 1980년 8월 12일자 엔.탐바라(N.Tambara)씨에게 허여된 제4,216,920호에서 잘 알려져 있다.

피드 밸런싱 기술의 일반적인 사항은 예를 들어 1978년 7월 4일 후지사와(Fujisawa)씨등에게 허여된 미국 특허 제4,098,127호에 기재되어 있으므로, 본 명세서에는 그 상세한 설명은 생략하고, 본 고안에관계되는 부분만 이하에 설명하기로 한다.

제1도에서, 진동을 간지하는 감지기(25a,25b)는 스핀들 축(4)을 지지하는 베어링(10b,19c)부근에 회전드럼(9)상의 X점, Y점에 각각 배치되어 있다. 표시기(26)는 평면의위상을 경정하도록 평면(C)에 부착되어 잇으며, 제3센서(27)는 표시기(26)를 검출하도록 그 주변에 배치되어 있다.

스핀들(1)이 회전될 때, 불평형으로 인한 스핀들의 진동으로부터 발생되는 신호는 감지기(25a,25b)로부터 필드밸런서(field balancer)(28)에 입력된다. 동시에, 평면(C)의 회전으로부터 발생되는 신호도 감지기(27)로부터 필드 밸런서(28)에 입력된다. 필드 밸런서(28)에서, 스핀들(1)의 회전 속도에 동기한 진동의 진폭 및 위상은 이 진동 신호 및 회전 신호를 필드 밸런서(28)에 내장된 추적 필터를 통하여 통과시킴으로써 베어링(10b,10c)의 총 진동으로부터 분리된다. 이때, 평형 보정 평면(A, B, C, D)내의 스핀들(1)의 불평형크기 및 위상은 이렇게 얻어진 진폭 및 위상 데이터로부터 컴퓨터 계산에 의해 결정된다. 상기 측정 단게는 상세히 설명하면 다음과 같이 된다.

(1) 조립된 상태에서 스핀들(1)은 고정 회전속도에서 평면(A, B, C, d)내에 시험 추를 추가하지 않고 회전하도록 하고, 그 진동을 X 및 Y점에서 측정한다.

(2) 스핀들(1)은 8개의 나사구멍(12a)중 어느하나에공지의 시험 추가 추가된 상태에서 상기한 바와 같은 속도에서 회전되고, 그 진동을 X 및 Y점에서 측정한다.

(3) 평면(A)으로부터 시험 추를 제거하고 다른 공지의추를 평면(B)에 추가한 후 상기측정을 실행한다.

(4) 새로운 추를 평면(C,D)에 각각 연속적으로 추가 하면서 측정을 계속한다.

이 진동 데이터에 따르면, 영향 계수(influence coefficient)의 매트릭스가 게산되는데, 즉, 각 평형 보정 평면에부착된 시험 추가 스핀들의 진동에 어느정도까지 영향을 미치는가를 나타내는 측정치가 계산된다. 그리고, 각 평형 보정 평면(A, B, C, D)에 부가할 보정 추의 적정치 및 위상은 컴퓨터에 의해 매트릭스로부터 계산하여 진동을 X 및 Y점에서 최소화한다. 이리하여 얻은 보정치는 벡터 계산에의해 각 평형 보정 평면의 각 나사 구멍에 분배된다.

본 고안의 장점은 제1도에 도시한 것과 같은 구조의스핀들을 구십한 제2도에 도시한 자동 실 이송기를 가진 회전식 권사기에서 실행되는 필드 밸런싱 작업의 예를 설명한 아래 설명으로부터 명백해 나타날 것이다. 여기서, 보빈 유지기구(3)는 평면(B)에 대한 보정 동작을 단순화 하기 위해 스핀들로부터 제거하였는데, 이는 스핀들에 보빈 유지 기구가 설치되면 평면 B가 항상 가려지게 되어 보정 작업이 어렵기 때문이다. 그러나, 보빈 유지기구(3) 및 그에 설치된 보빈(11b)에 평면(B)의 나사구멍(12b)에 대응하는 적당한 구멍을 미리 형성하면 보빈 유지기구(3)를 제거할 필요는 없다.

실험예 1

필드 밸런싱에 사용된 스핀들은 각각 길이 225mm, 내경 94mm, 외경 110mm인 4개의 보빈을 지지하는 총 길이 900mm인 보빈 유지부를 가지며, 14,470rpm 내지 17360rpm의 최대 회전 속도에 상당하는 선속도 5000m/min 내지 6000m/min으로 회전하도록 하였다.

스핀들의 위험 속도에 대해서는 제1위험 속도는 1,800rpm이며 제2위험 속도는 21,000rpm, 그리고 관형 지지부재의 고유 진동수는 4500rpm이다. 이 스핀들은 제2위험 속도 이하의회전 범위에서 사용하도록 설계되어 있다.

가요성 구조를 갖는 이런 긴 스핀들은 제1 위험 속도를 지날때와 운전 회전중에 다른 진동 모드를 나타낸다. 특히, 운전중 진동은 관형 지지부재(5)의 고유 진동수의 영향에 의해 더욱 복잡해지며, 그 진동은 가속중에 발생하고 베어링(10a)을 통하여 스핀들에 전달된다.

이 실시예의 스핀들에서, 베어링(10a)은 작업 조건을 고려할 때 스핀들 중간부분에 위치되기 때문에 베어링(10a)을 유지하는 관형 지지부재(5)는 길이가 더 길어야 하고, 따라서 그 고유 진동수는 4,500rpm이 된다. 고유 진동수는 베어링(10a)을 베어링(10b)에 더 가깝게 위치시켜 관형 지지부재(5)의 고유 진동수가 먼저 번의 경우에비해 훨씬 높아지게 하는등, 가능하다면 기계 설계에 의해 변화시킬 수 있다. 이는 스핀들 회전의 작업 범위가 확장되는 것을 의미한다. 심한 경우에, 관형 지지부재는 제거하고스핀들을 한쌍의베어링(10b,10c)에 의해서만 유지할 수도 있다.

스핀들에 필드 밸런싱이 적용 되었을 때 스핀들 회전에 세 개의 레벨이 선택되었다. 첫째는 제1위험 속도 부근의 1,600 rpm, 둘재는 관형지지 부재의 고유 진동수 부근의 3500rpm, 그리고 셋째는 고속 작업 범위의 13,000rpm이다. 상기 레벨에서의 진동은 회전 드럼상의 X,Y점에서 검출하였고, 필드 밸런싱 동작은 각각 평면 A, B, C에서 수행하였다. 영향 계수 매트릭스로부터 얻은 보정치는 이하 표 1에 게재 하였다.

*위상은 기준점으로서 표시기의 위치에대한 스핀들의 회전에 역방향으로 측정했을 때 평면에 추가된 평형추의 각도 위치를 나타낸다.

여기서, 평면(A, B)에 추가할 보정추(correction weight)가 너무 크기 때문에, 보정추의 추가는 역전 위상 위치에서 펴연을 보링하여 약간 편위시켜 배치하였다.

각 평형 보정 평면에 보정 추를 추가함에 따라 제1위험 속도 진동수 및 관형 지지부재의 고유 진동수를 지날 때 X, Y에서 스핀들의 진동은 제3도에 도시한 바와 같이 저 레벨 이하로 억제되었다. 이런 경향은 5,000m/min(14,470rpm에 해당하는)에 달하는 작업 속도 영역에서도 나타난다. 반대로, 보정 추를 적용하지 않으면, 스핀들의 진폭은 제1위험 속도를 지날 때 100μm를 초과하였다.

필드 밸런싱을 더욱 개선하기 위해서, 상기 세 평면 이외에 네 번째 평형 보정 평면(D)을 스핀들 후단부 위치에 추가하였다. 이 경우에, 세 개의회전 레벨이 선택되었다. 즉 스핀들 제1위험 속도 부근에서 1600rpm 관형 지지부재의 고유 진동수 부근에서 3,500 rpm, 최상 작업 회전 영역에서 16,000rpm 등이 선태고디었다. 필드 배런싱은 상기한 바와 같은 방법으로 실행하고 그 결과를 표2에 표시하엿다.

4개의 평면을 사용하는 필드 밸런싱에 다르면, 스핀들의 진동은 제4도에 도시한 바와 같이 고속영역에서 한층더 억제되었다.

리프팅 박스의 선단 지점(Z)에서의 상하 진동은 제5도에 도시하였는데, 이 도면에는 이렇게 평형 보전된 스핀들이 스레딩 작동(threading operation)중 회전되고 가속되었을 때를 나타내었다. 제5도로부터 알 수 있는 바와 같이, 리프팅 박스의 진동은 거의 없었고 권사 동작은 물론 실 이송 동작도 유연하게 계속되었다. 6,000m/min의 작업 속도에서도 진동 레벨이나 소음 레벨은 매우 낮았다.

여기서, 각 평형 보정 평면간의 거리는 다음과 같다.

A - B : 400mm

A - C : 900mm(보빈 유지부의 길이에 해당)

A - D : 1,500mm

비교 시험은 평형 보정 평면에서 평면(B)을 제거한 것 이외에는 전술한 바와 같은 조건에서 실험예와 같은 구조를 갖는 스핀들을 사용하여 실행하였다.

그렇게 얻은 보정치는 표3에 도시하였다.

X, Y점에서의 스핀들의 진동은 제6도에 도시하였는데, 여기서 제1위험 속도 및 관형 지지부재의 고유 진동수를 지날때의 진동은 실험예로서 든 것보다 훨씬 더 컸다.

리프팅 박스의 Z점에서의 상하 진동은 제7도에 도시하였는데, 이는 실 이송 동작이 평형 보정된 스핀들을 가진 권사기에 수행될때를 도시한 것이다. 가속된 스피들은 제1 위험 속도를 지날 때 크게 진동하였고 그 진동은 기계 프레임 및 리프팅 박스에 전달되고, 결국은 스핀들상에 형성된 실뭉치를 접촉 롤로부터 튀어오르게 만들었다. 게다가, 이 스핀들이 제공된 권사기는 더 큰 소음을 내고 작업 환경을 해친다.

제2 실시예

본 고안의 제2실시에는 자동 실 이송기가 잇는 권사기의 회전 드럼상에 설치된 스핀들간의 평형에 관한 것이다.

상기 형태의 권사기에서, 빈 보빈을 설치하는 스핀들은 다른 스핀들로부터 벗겨져야 할 실뭉칭서 빈 보빈으로 실이 옮겨가도록 전달하는 스레딩 작동중에 가속해야 한다.

종래 기술에 있어서, 각 스핀들은 같은 구조를 가지며 같은 조건하에서 공통의 회전 드럼상에 고저오디어 있다. 따라서, 고유 진동수 같은 각 스핀들의 진동 요소는 통일하게 된다. 소량 제작 시스템에서 가끔 볼수 있는 바와 같이 벗겨내야할 실뭉치가 작을때나 혹은 실이 고속회전하는 다른 스핀들의 빈 보빈상에 실제로 감기기 전에 한 스핀들의 폐기 보빈상에 낮은 감기 속도에서 스레딩 동작이 처음 수행될 때, 페기 보빈이나 실뭉치를 지지하는 스핀들의 고유 진동수는 빈 보빈을 지지하는 다른 스핀들의 진동수와 거의 같게 된다. 이것은 같은 진동 요소를 갖는 두 스핀들이 동일한 고속도에서 회전됨을 의미한다. 이런 상황하에서, 각 스핀들의 진동은 공명에 의해 증폭되기 쉬우며 실 감기 동작을 불안정하게 하고 스레딩 동작을 불가능하게 한다. 이 진폭은 회전 드럼상에 스핀들이 회전포크와 같이 장착되어 있을 때 특히 중요하다.

본 고안의 제2실시예는 각 스핀들의 고유 진동수의 일치로 인해 발생하는 상기 문제점을 해결하려는 것이다.

제8도는 제2실시예에 따른 스핀들의 측단면도이다. 외팔보방식으로 수평 지지된 스핀들(1)은 제1도에 도시한 제1실시예의 스핀들과 기본적으로 같은 구조를 가지며, 같은 부품은 같은 참고부호로 표시하였다.

스핀들 축(4)은 회전 드럼(9)에 배치된 한쌍의베어링(10b, 10c)과, 제1도에도시한 것과 같은 방법으로 회전드럼(9)에 고정된 관형 지지부재(5)의 선단에 배치된 다른 베어링(10a)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링(10b, 10c)은 0링(52a, 52b)같은 중간 탄성 부재를 통하여 회전 드럼내에 가요성 형태로 유지되어있다. 이 구조에 따르면, 베어링에 의한 스핀들 축의 지지조건은 0링의 수, 그 고무 경도 등을 변화시킴으로써 용이하게 변경할 수 있다.

탄성 부재는 0 링에 한정되는 것은 아니며, 그 입수 가능성 및 조절 간으성 때문에 적당하기는 하지만 가요성 형태로 베어링을 지지할 수 있는 다른 탄성 수단에 의해 제조할 수도 있다.

스핀들(1)은 제9도에 도시한 바와 같은 구조의 다른 스핀들(14)과 함께 권사기에 장착되어 한쌍의 평행 스핀들을 구성한다. 제9도는 실뭉치(22a 내지 22d)가 전술한 경우 보다 작은 것을 제외하고는 제2도와 거의 같다. 여기서, 제2 스핀들(14)은 스핀들(1)에 베어링(10b, 10c)에 대응하는 베어링에 의해 회전 드럼(9)내에 지지되어 있으며, 이 베어링은 0 링의수를 변환시켜 제1스핀들(1)의 베어링과는 다른 가요성 형태로 유지되어 잇다.

예정된 소량의 실뭉치(22a,22b,22c,22d)가 스핀들(14)상에 형성되면, 자동 실 이송 동작은 제1실시예를 참고로 하여 설명한 바와 같은 방법으로 수행된다. 이 경우에, 각 스핀들상의 실뭉치 또는 보빈의 직영은 거의 같기 때문에 스핀들(1)의회전은스핀들(14)과 거의 같다. 그러나 0 링 같은 축지지 수단이 다른기 때문에 각 스핀들의 고유 진동수는 달라진다. 이리하여, 스핀들(1,14)은 진동에 관하여 방해받지 않고 회전할 수 있다.

스핀들의 고유 진동수를 변경시키기 위해, 상기한 지지조건의 차이 대신에, 각 스핀들의 보빈 유지 기구의부품을 형성하는데 가볍거나 무거운 재료를 사용하여 스핀들의 총 무게를 달리하는 방법도 생각할 수 있다. 또, 스핀들 자체의 구조는 예를 들어 축 지경이나 베어링간의 거리를 변화시켜 변경할 수도 있다.

이점에서, 각 스핀들의 고유 진동수간의차이는 1% 내지 30% 범위로 이쓴 것이 좋으며 더 적합하게는 1% 내지 20%, 더욱 적합하게는 1% 내지 10%인 것이 좋다.

제2 실시에의 효과는 다음 실험예에서 더욱 명백해 질 것이다.

실험예 2

제9도에 도시한 바와 같은 구조를 갖는 회전식 권사기에서, 제8도에 도시한 바와 같은 한쌍의 스핀들이 회전 드럼상에 설치되었다. 각 스핀들은 각각 길이 225mm, 내경 94mm, 외경 110mm인 네 개의보빈이 설치된 총 길이 900mm의 보빈 유지부를 가졌다. 스핀들은 6000m/min(17,360rpm의 회전 속도에 해당)의 최대 속도로 회전되었다.

제1스핀들은 70정도의 경도를 갖는 0링에 의해 지지되어 그 고유 진동수가 1,800rpm이며, 제2 스핀들은 50 정도의 경도를 갖는 다른 0 링에 의해 진동되어 그 고유 진동수가 1.780rpm이었다.

제1스핀들(1)이 고정되고, 제2스핀들(14)만이 6.000rpm으로 회전되었을 때 W 점(제9도)에서의회전드럼(9)의 진폭은 5μm이었다. 그리고 제1스핀들을 시동시키고, 6.000rpm까지 가속하였다. W점에서의 진폭은 7μm까지 증가하였거나 전과 거의 같은 수준이었다. 따라서, 자동 실 이송 동작은 방해받지 않고 순조롭게 수행되었다.

비교 시험

스핀들(1,14)은 각각 70 정도의경도를 갖는 0링을 통해 지지되어 있다.진동시험은 상기한 바와 같은 방법으로수행하였다. 제2스핀들(14)이 6000rpm으로 회전되었을 때 진폭은 5μm이었다. 이는 제1스핀들(1)의가속에 의해 15μm 내지 20μm까지 증가되엇다.

제3실시예

본 고안의 제3실시예는 보빈 유지부가 두 부품의 조합 구조를 갖는 스핀들에 관한 것이다.

제10도를 참조하면, 스핀들(101)은 외팔보 방식으로 수평 지지되어 있다. 스핀들(101)은 복수개의 보빈(115a, 15d)이 이하 서술하는 공지의 보빈 유지 기구에의해 보유 되어 있는 보빈 유지부(102)와, 보빈 유지부의 한족 단부로부터 그와 동축으로 후향 연장되는 스핀들 축(105)으로 구성된다.

보빈 유지부(102)는 두부분으로 나누어 진다. 즉, 전방 원통형 중공체(hollow body)(103)와, 원통형 중실체(solid body)(130)를 통해 연결된 후방 원통형 중공체(104)로 이루어 진다. 전방 중공체(103)는 제10도에 도시한 실시예에서 축(105)과 일체로 되어 있따. 그러나, 전방 중공체(103) 및 축 (105)의 구조는 그에 제한되는 것은 아니나, 이 부품은 분리할 수도 잇고 제11도에도시한 바와 같이 수축 끼워맞춤이나 고정나사를 사용하여 서로 고정시킬 수도 잇다. 고정 나사 연결에 따르면, 두 부품은 필요할 때 나사를 풀어 줌으로써 용이하게 분리할 수 있다. 고정 나사 연결에 따르면, 두 부품은 필요할 때 나사를 풀어 줌으로써 용이하게 분리할 수 있다. 한편, 전 후방 중공체(103,104)는 작은 직경을 갖는 전방 중공체(103)의 내측단을 후방 중공체(104)의 내부에 수축 끼워맞춤으로써 서로 단단히 고정 할 수도 있다. 또, 이 경우에 두 부품을 고정하는데 수축 끼워 맞춤 대신에 용접이나 압접(press fit) 연결을 사용할 수도 있다. 요약하면, 별개의 두부품이 일체의 긴 보빈 유지부(2)를 형성하도록 단단히 연결할 수 있으면 어느 수단이라도 채용 가능하다.

후방 원통형 중공체(104)의 내부에 수축 끼워맞춤으로써 서로 단단히 고정 할 수도 잇다. 요약하면, 별개의 두 부품이 일체의 긴 보빈 유지부(2)를 형서하도록 단단히 연결할 수 있으면 어느 수단이라도 채용 가능하다.

후방 원통형 중공체(04)는 길이방향 내측 부위에서는 얇고 외측 부위에서는 두껍게 된 벽을 갖는 것이 좋다. 제10도에 도시한 실시예에서, 벽 두께는 그 중간 부분에서 계단식으로 한 번 변화된다. 그러나, 두께 변화는 두 번, 세 번, 그 이상의 계단 혹은 테이퍼 형태로 할 수도 잇따. 이 벽두께에 따르면, 자중 및 강성에 의해 정해진 후방 원통형 중공체의 고유 진동수는 그 길이를 통해 벽두께가 일정한 경우보다 더 높아졌다.

관형 지지부재(106)는 단부가 프레임상에 장착된 베이스(base)(121)에 나사(도시되지 않음)로서 고정되어 있으며, 후방 중공체(104) 내부로 들어가 있다. 축(105)은 베이스(121)내에 배치된 한쌍의 베어링(117b, 117c) 및 내측 단부에 배치된 베어링(117a)에 의해 회전 가능하게 지지되어있다. 모터(도시않음)의 회전자(19)는 관형 끼워맞춤으로 축(105)내의 중간 부재(118)를 통해 베어링(117b, 117c)사이의 축에 설치되어 잇다. 고정자(120)는 토크를 축(105)에 전달하도록 회전자(119)에 대응하는 위치에서 베이스(121)에 고정되어 있다. 중간 부재(118)의 기능은 좁은 공간에 유지하는데 필요한 작은 직경을 갖는 축(105)의 강성을 개선하는 것이다. 따라서, 중간 부재(118)는 작업 조건이 허락한다면 베어링(117b, 117c) 대신에 또는 그에 부가하여 베어링(117a, 117b)사이에 끼워맞출 수 있다.

상기한 스핀들 구조에 따르면, 보빈 유지부는 두 개의 별개로 준비된 원통형 중공체에 의해 형성되어 잇다. 각 원통형 중공체(104 또는 103)는 길이가 보다 짧기 때문에, 각 중공체 내외면을 기계 가공하는 것은 축방향 편심이 없이 정확하게 수행 할 수 잇어서 그에 결합하는 스핀들도 완전 평형을 이루며 고속 작업시 진동이 없다.

게다가, 후방 원통형 중공체(104)는 후반부에서 벽두께가 얇아져서 그 자유단의 무게를 감소시키고, 한편으로는 전반부에서 두께가 두꺼워서 전방 원통형 중공체(103)와 강성 연결을 확보하도록 되어 잇따. 이런 설계에 따르면, 후방 원통형 중공체(104)의 제2위험 속도는 작업 회전 범위보다 높일 수 잇따.

벽두께의 변화에따른 효과는 다음 실험예에 의해 명백해 질 것이다.

실험예 3

제10도에 도시한 바와 같은 구조를 갖는 스핀들을 진동 시험에 사용하엿따. 스핀들은 1200mm의 총 길이를 가지며 길이 150mm, 내외경 110mm 및 135mm인 8개의 보빈이 각각 설치되어 있고, 14,150rpm의 회전 속도에 해당하는 6000m/min의 선속도에서 회전하도록 하였다.

후방 원통형 중공체는 총 길이 L이 500mm이며, 길이 L1이 300mm이고 두께 8mm 인 두꺼운 벽 부분과, 길이 L2 가 250mm이고 두께 4mm인 얇은 벽 부분을 포함한다(제10도). 그 위험 속도는 16,500rpm으로서 선속도 6,000m/min에 해당하는 최대 작업 회전수 14,159rpm 보다 훨씬 크다.

베어링(117b) 부근의 베이스(121)의 진동은 제1 실시에에 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 W 점에서 측정하고 그 결과를 제12도의 그래프에 도시하였따. 그래프에 따르면, 스핀들은 4,200rpm의 관형 지지부재의고유 회전수 사이의 범위에서 안정된 작업 회전수를 가진다. 후방 우너통형 중공체의 제2위험 속도는 16,500rpm이었다.

비교 시험

비교시험을 하기 위해, 후방 원통형 중공체가 그 길이를 따라 8mm의 균일한 벽두께를 갖는 것을 제외하고는 상기 스핀들과 같은 구조 및 크기를 갖는 다른 스핀들을 사용하엿따. 후방 원통형 중공체의 위험 속도는 14,000 rpm으로 감소되었고, 진동은 12,900rpm 부근에서 크게 증가 되었으며 이로써 시험은 제13도의 그래프에 도시한 바와 같이 중단되었다.

다음에, 스핀들 축(105)에 끼워맞춤된 중간 부재(118)의 효과를 더욱 구체적으로 설명한다. 직영이 작은 축의 경우, 아주 미소한 동적 불평형도 스핀들내에서 심한 진동을 유발할 수 있다. 이런 불평형이 필드 밸런싱 또는 다른 수단에 의해 보정이 되어 스핀들 회전이 제1위험 속도를 쉽게 통과하여 정상 적업 회전 속도에 달하더라도, 축(105)은 약한 강성과 무거운 회전자(119)로부터의 하준으로 인해 베어링(117b, 117c)사이에서 부분적으로 구부러지기 쉽다. 축에 중간부재(118)를 끼어맞춰 놓으면 축의 굽힘성을 제한하게 되고 축의 위험속도 레벨을 스핀들 작업 회전 속도보다 훨씬 더 상승시킨다. 중간 부재(118)는 끼워맞춤 또는 압점에 의해 축(105)에 설치되므로 두 부품의 결합면 사이에는 간극이 전혀 존재하지 않는다. 따라서, 종래와 같이 키이 및 키이 홈 끼워맞춤 또는 용점은 본 고안에서 채택할 수 없다.

중간 부재 끼워맞춤에 의한 축의 보강 효과는 다음 실험예로부터 잘 알 수 있을 것이다.

실험예 4

제10도에 도시한 바와 같은 구조를 갖는, 길이 230mm, 외경 58mm, 내경 35mm 인 JIS(일본 공업규격)에 규정된 S 45 C강으로 제조되어서 스핀들 축에 단단히 끼워맞참된 중간 부재를 사용한 스핀들을 진동 시험에 사용하였따. 보빈 유지부는 총 길이900mm 이며, 이 보빈 유지부에는 각각 길이 100mm, 외경 94mm, 내경 110mm 이며 17,360rpm에 해당하는 선속도 6000m/min에서 회전하도록 만들어진 4개의 보빈을 설치하엿따.

축의 직경의 35mm, 베어링(117a 및 117b)간의거리는 420mm, 베어링(117b 및 117c)간의 거리는 400mm였다.

베어링(117b)부근의 베어스(121)의 진동은 제1실시예에 참조하여 기술한 바와 같은 방법으로 점 X에서 측정하였고 그 결과는 제14도의 그래프에 표시하였다. 그래프에 따르면, 스핀들은 4,500rpm의관형 지지부재의 고유 진동수와 21,000rpm의 제2위험 속도 사이의 영역에서 안정된 작업 회전수를 가졌다.

비교 시험

중간 부재(118)가 끼워맞춤 대시에 종래의 키이-키이 홈 시스템에 의해 축에 고정되어 있는 것을 제외하고는 상기 스핀들과 같은 구조 및 크기를 갖는 다른 스핀들을 사용하엿다. 진동 및 소음은 선속도, 5,000m/min에 해당하는 14,500rpm 부근에서 크게 증가하였으며, 시험은 제15도의그래프에 도시한 바와 같이 중단되었다. 이는 키이-키이 홈 시스템에 의해 축상에 중간 부재를 고정하는데 필요한 어떤 간극이 존재하기 때문이다.

제4 실시예

제4실시예는 제3실시예에따른 스핀들의 내부의 최내측에 배치된 베어링을 용이하게 제거할 수있는스핀들 구조에 관한 것이다.

제10도를 참조하면, 스핀들 축(105)을 지지하는 베어링(117a) 은 후방 원통형 중공체(104)의 내부에 깊숙이 삽입된 관형 지지부재9106)의 자유단에 고정되어 있다.

베어링(117a)은 좁은 관형 공간내에 배치되어 외부로 노출되지 않게되어 있으며, 베어링 교환은 매우 어렵고 제거 작업중에 축이 손상받기 쉽다.

이런 문제를 해결하기 위해, 이 실시예에 따르면, 특수 환형 삽입 부내(116)가 구조내에 미리 설치되어 있다. 삽입부재(116)는 축(105)상에 미끄럼 가능하게 설치되어 이쏙 베어링(117a)과 원통형 중실체(130)사이에 배치되어 있다. 삽입부재(116)는 그 주변부에 베어링(117a)의 외경보다 큰 코어 직경을 가지며 동시에 가능한한 작은 외경을 갖는 나사가 형성되어 있다.

관형의공구(150)(제16도)가 베어링을 제거하기 위해 준비되어 있으며, 이 공구는 베어링(117a)의외경보다 큰 내경을 가지며 후방 원통형 중공체(104)이 내경보다 작은 외경을 갖는다. 공구(150)는 그 선단 부분의 내벽에 삽입부재(116)의 나사와 결합 가능한 나사를 가진다.

베어링(117a) 에는 삽입부재(116) 를 통하여 충분한 항력이 전달되기 때문에 예를 들어 작업중 발생도니 열에 으해 축에 꽉 끼이더라도 베어링(117a) 도 축(105)을 따라 이동된다.

제5실시예

제5실시예는 보빈과 스핀들 사이에 편심없이 본 고안에 따른 스핀들에 보빈을 설치하는 개선된 방법에관한 것이다.

스핀들이 전술한 실시예에서와 같이 제조, 보정되어 평형이 잘 이루어졌다고 해도, 실 감기 작업에서는 스핀들에 설치한 보빈 때문에 상당한 진동이 발생한다. 따라서, 스핀들상에불평형없이, 즉, 보빈과 스핀들간에 가능한 한 적은 편심도 없이 보빈을 설치하는 것은 매우 중요하다.

본 고안에 따라 스핀들에 사용되는 보빈 유지 기구는 예를 들어 제17도에 도시하였는데, 이는 전술한 제10도의 경우와 거의 같으나 설치 작업을 설명하기 위해 몇가지 부품이 추가된 점만이 다르게 되어 있다. 따라서 두 도면에는 유사품을 표시하는데 같은 참조부호를 사용하였다. 제17도에 도시한 바와 같이 , 보빈 유지 기구는 가압장치(109), 한 그룹(여기서는 8개)의 탄성 링(107a 내지 107h), 그리고 한 그룹(여기서는 8개)의 칼라(108a 내지 108h)로 구성된다. 여기서, 이런 보빈 유지 기구는 예를 들어 1969년 7월 20일자 엠.브이.알티스에게 허여된 미국특허 제3,593,932호와 1969년 7월 20일자 피.콘라드외 몇 명에게 허여된 미국특허 제3,593,934호 및, 1974년 5월 28일자 에이취.비.밀러에게 허여된 미국특허 제3.813.051호와 , 1980년 3년 4일자 도레이가부시끼 가이샤에 허여된 일본 특허 공소 소 55-8424호로서 기술분야에서 공지되어 있다.

탄성 링(107a 내지 107h)은 보빈 유지부를 따라 균일하게 배치되도록 사이에 예정 간극을 두고 스핀들의 보빈 유지부(102)상에 미끄럼 가능하게 설치되어 있다. 칼라(108a 내지 108h)는 또 사이에 간극이 존재하지 않도록 각 탄성링(107a 내지 107h)사이에서 보빈 유지부(102)상에 미끄럼 가능하게 설치되어 있다. 가압장치(109)는 전방 원통형 중공체(103)의 내벽과 미끄럼 가능하게 결합된 피스톤(109b)는 피스톤(109a)으로부터 외향 연장되며, 가압기(109c)는 피스톤 로드(109d)의 외측단에 일체로 연결되어 있다. 피스톤(109a)은 정지 링(111)에 의해 유지된 유지기(110)와 피스톤 사이에 걸쳐 있는 압축스프링(112)에 의해 항상 내측으로 편의된다. 피스톤(109a)과 원통형 중실체(130)사이에서 전방 원통형 중공체(103) 내부의 최 내측 부분에 공간(S)이 남아있게 된다. 축(105) 및 중실체(130)를 관통하여 길이 방향 통로(122)가 형성되어 있으며 이 통로는 공간(S)까지 이어져 있다. 이런 구조에 따르면, 보빈 유지 기구가 작업중이 아닐 때, 가압 유체는 통로(122)를 통하여 공간(S)에 공급되어 스프링(112)에 의해 작용된 탄성 링(107a 내지 107h)상의 압축력을 해제하도록 피스톤(109a)을 이동시킨다. 따라서, 각 탄성 링은 직경이 작은 정상 상태를 유지한다.

보빈을 설치하기전에 제18도에 도시한 바와 같이, 보빈 유지부(102)의 뿌리부(root) 근처에서 스핀들에 수직 배치된 동력 실린더(125)는 이읫 jseks에 고정된 멈춤부(124)를 전진시켜서 보빈 유지부(102)의 주변부에 가까운 위치에 도달할 때까지 이동시킨다. 여기서, 멈춤부(124)는 후방 원통형 중공체(104)의 단부 플랜지(114)와 이 멈춤부의 사이에 예정거리 P가 존재하도록 스핀들 길이에 대해 위치하게 된다. 이때, 보빈(115a 내지 115d)(이 경우 4개)은 스핀들상에 일렬로 배치되어 어떤 인접한 보빈 사이에 간극을 남기지 않고 또 최상부 보빈(115d)이 멈춤부(124)에 맞닿도록 되어 잇다. 이 상태에서, 보빈(115a 내지 115d)은 탄성 링(117a 내지 117h)의 상부 표면에 의해서만 유지되어 있으며, 보빈은 그 자중 때문에 하방으로 처지기 쉬워서 그 반대측에 간극이 나타난다.

다음에 동력 실린더(125)는 역회전하여 멈춤부(124)를 작업 위치에서 후퇴시킨다, 그후, 공간(S)에의 유체 공급이 정지되어 스프링(112)으로부터 발생된 압력이 가압기(109c)와 각 칼라(108a 내지 108h)를 통하여 탄성링(107a 내지 107h)에 적용된다. 이 압력에 따라, 각 칼라(108a 내지 108h)는 길이방향으로 오나만하게 변위되며, 보빈은 거리 P 만큼 이동되고 이 공정중에 탄성링(107a 내지 107h)은 칼라 사이에서 가압, 변형되므로 각 링의 직경이 균일하게 확대되고 보빈(115a 내지 115d)의 내벽과 꽉 끼이게된다.

종래 기술에서와 같이 거리 P가 보빈 유지부의 뿌리부에 미리 제공 되어 잇지 않으면, 각 탄성 링 및 칼라의 완만한 변위는 플랜저(114)에 의해 이동 불가능한 보빈에 의해 방해 받지 않는다. 여기서, 이런 조건하에서는 각 탄성 링의 균일한 변형 및 그의 따른 편심없는 바람직한 보빈설치 작업은 기대할 수 없다.

이런 개선된 보빈 설치 효과는다음 실험예로 부터 명백할 것이다.

실험예 5

제17도에 도시한 바와 같은 구조를 갖는 스핀들을 진동 시험에 사용하엿따. 보빈 유지부는 총 길이가 900mm이며, 길이가 225mm, 내외경 94mm 및 110mm인 4개의 보빈을 각각 설치하고 있고,17,360rpm의 회전 속도에 해당하는 6,000m/min의 선속도로 회전하도록되어 잇따.

축의 직경은 35mm, 베어링(117a, 117b)간의 거리는 420mm, 베어링(117b,117c)간의거리는 400mm였다.

보빈은 초기에 거리 P를 4mm에 유지하면서 설치하엿따.

베어링(117b) 부근의 베이스(121)의 진동을 제1실시예에 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 점 X에서 측정하고 그 결과를 제19도의 그래프에 도시하였다. 그래프에 따르면, 스핀들은 5,000rpm 내지 17,360rpm의 넓은 범위에서 안정된 작업 회전수를 갖는다는 것을 알 수 있다. 특히, 제1위험 속도에 대응하는 회전수는 별 진동없이 통과할 수 있다.

비교시험

보빈을 거리 P를 두지 않고 실험에서 사용한 것과 동일한 스핀들에 설치하엿따. 진동시험 겨로가는 제20도에 도시하였는데,스핀들의 작업 범위내에서, 그리고 특히 고속 범위 내에서의 진동 및 소음은 심하엿다. 게다가, 제1위험 속도를 통과할 때 지농 레벨은 역시 높아서 스핀들의 자유단이 크게 진동하였다.

제1도는 본 고안의 제1실시예에 따른 스핀들의 개략적 단면도.

제2도는 제1도에도시한 스핀들이 제공된 권사기의 개략적 담녀도.

제3도, 제4도 및 제5도는 제1실시예에 따른 스핀들의 진동시험결과를 각각 표시한 그래프.

제6도 및 제7도는 비교 시험 결과를 나타내며 제4도 및 제5도와 유사한 그래프.

제8도는 본 고안의 제2실시예에 따른 스핀들의 개략적 단면도.

제9도는 제8도에도시한 스핀들이 제공된 권사기의 개략적 단면도.

제10도는 본 고안의 제3실시예에 따른 스핀들의 개략적 단면도.

제11도는 제10도에 도시한 스핀들의 변형예의 부분도.

제12도는 제3실시예에 따른 스핀들의 진동 시험결과를 표시한 그래프.

제13도는 비교 시험결과를 나타내며 제12도와 유사한 그래프.

제14도는 제3실시예에 따른 진동시험의 다른 경과를 표시한 그래프.

제15도는 비교 시험 결과를 나타내며 제14도와 유사한 그래프.

제16도는 본 고안의 제4실시예에 따른 스핀들에서 베어링을 제거하는 공구가 적용될 때의 스핀들의 개략적 단면도.

제17도는 본 고안의 제5실시예에 따라 보빈을 걸치는 개선된 방법을 수행하는데 사용되는 보빈 유지기구를 갖는 스핀들의 개략적 단면도.

제18도는 제17도의 부분도.

제19도는 제5실시예에 따른 진동 시험 결과를 표시한 그래프.

제20도는 비교 시험 결과를 나타내며 제19도와 유사한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스핀들 3 : 보빈 유지 기구

4 : 스핀들 축 6 : 브레이크 디스크

7 : 회전자 8 : 고정자

9 : 회전 드럼 13 : 기계 프레임

A, B, C, D : 평형 보정 평면 19 : 리프팅 박스

20 : 접촉롤

(고안의 배경)

본 고안은 권사기(yarn winder). 특히 심각한 스핀들 진동을 회피하면서 고속에서 방사기로부터 방사된 합성 필라멘트사를 안정되게 감기(권취)가 가능한 권사기에 관한 것이다.

Claims (8)

1. (a) 하나의 실감기 수단이 감기 동작을 수행하기위한 작용을 하는 한 위치와, 다른 하나의 실 감기 수단이 감기 동작을 수행하기 위해 대기 하고 있는 다른 위치와의 사이로 회전 가능한 실감기 수단과, (b) 상기 실감기 수단을 지지하기 위해 기계 프레임(13)에 장착된 베이스(9 또는 121)를 구비하며,여기서 상기 실 감기 수단은 (b-1)베이스에 장착된 스핀들 구동기구(7,8 또는 119, 120)와 (b-2) 제1 원통형 중공체(103)와, 상기 제1원통형 중공체(103)를 따라가는 원통형 중실체(130)와, 상기 원통형 중실체(130)를 따라가는 제2원통형중공체(104)를 포함하는 길이 800mm 이상의 보빈 유지부(2 또는 102)와, 상기 원통형 중실체(130)의 내측 단부의 중심으로부터 그 축선을 따라 연장하며 제2우너통형 중공체(2 또는 104)의 내부를 통과하여 돌출하며 상기 스핀들 구동기구(7,8 또는 119,120)에 연결되어 있는 축(4 또는 105)으로서 구성되는 긴 스핀들(1 또는 14)과, (b-3) 상기 베이스(9또는 121)에서 스핀들(1 또는 14)을 회전가능하게 지지하는 베어링 수단(10a 내지 10c)과, (b-4) 상기 보빈 유지부(2 또는 102)의 주변에 고정되어 실을 감는 보빈(11a 내지 11d 또는 115a 내지 115d)이 분해 가능하게 장착되어 있는 보빈 유지기구(3)와, (b-5) 상기 스핀들(1 또는 14)을 지지하기 위해 외팔보 방식을 베이스(9 또는 121)에 고정적으로 설치된 관형 지지부재(5 또는 106)와, (b-6) 상기 보빈 유지부(2 또는 102)에서 3개의 격리된 평면중 적어도 하나에 각각의 추를 선택적으로 부착하기위한 수단을 구비하고, 여기서 상기 관형 지지부재(5 또는 106)의 자유단부가 제2원통형 중공체(2 또는 104)의 내부로삽입되고, 상기 스핀들(1 또는 14)이 관형 지지부재(5 또는 106)의 내부 주변과 축의 외부 주변과의 사이에 위치한 제2베어링 수단(10a 또는 117a)을 경유하여 관형 지지부재에 의해 회전가능하게 보유되고, 상기 보빈유지부가 스핀들의 제1, 제2 및 제3위험 속도를 측정하기위한 시험 추를 고정적으로 그러나 분해 가능하게 정착시키기 위해 보빈 유지부의 대향한 단부 및 이들 단부 사이의 중간 지점에 각각 규정된 적어도 3 위치에서 적어도 3그룹의구멍을 가지고, 상기 구멍에는 시홈추로서 위험속도를 측정함으로써 결정된 보정추가 부착되는 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 권사기.
2. 제1항에 있어서, 스핀들(1 또는 14)의 축(4)이 베이스(9)를 통하여 외향 연장되고, 이 축(4)의 외측단부에 디스크(6)가 고정되어 있으며, 이 디스크(6)상에서 필드 밸런싱 작업이 수행되는 것을 특징으로 하는 권사기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서. 제2원통형 중공체(104)의 벽두께는 원통형 중실체(130)에 가까운 부분에서는 두껍고 그로부터 먼 부분에 서는 얇은 것을 특징으로 하는 권사기.
4. 제항에 있어서, 스핀들 구동기구(7,8 또는 119, 120)는 베이스(9 또는 121)에 결합된 전기 모터를 포함하고, 상기 구동기구의 회전자(7 또는 119)는 스핀들(1 또는 14)의 축(4 또는 105)에 고정되는 것을 특징으로 하는 권사기.
5. 제1항에 있어서, 보빈 유지부(2 또는 102)는 복수개의 보빈(11a 내지 11d 또는 115a 내지 115d)을 설치할 수 있는 충부난 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 권사기.
6. 제5항에 있어서, 보빈 유지 기구는 복수개의 칼라(108a 내지 108h)와, 서로 인접한 각 쌍의 칼라 사이에 각각 배치된 복수개의 탄성링(107a 내지 107h)과, 상기 칼라(108a 내지 108h)에 압력을 가하거나 압력을 해제하여 탄성 링(107a 내지 107h)의 직경을 탄성적으로 변환시키도록 제1원통형 중공체(103)의 외측단부에 설치된 가압 수단(109)과, 그리고 정상 작업 위치로부터 예정 거리만큼 격리된 스핀들(1 또는 14)상의 위치에 최내측 보빈(115d)을 초기에 위치시키는 멈춤부(124)로서 이루어진 것을 특징으로 하는 권사기.
7. 제1항에 있어서, 베이스상에 유지도니 각 스핀들(1 또는 14)의 제2위험 속도가 적극적으로 차별화(positively differentiated)되는 것을 특징으로 하는 권사기.
8. 제1항에 있어서, 상기 제2원통형 중공체(104)는 원통형 중실체(103)와 별개로 형성되고 이 중실체에 조립되어 일체의 단일부품을 이루는 것을 특징으로 하는 권사기.