PL95583B1

PL95583B1 - Zespol przedzacy przedzarki bezwrzecionowej

Info

Publication number: PL95583B1
Application number: PL1975177638A
Authority: PL
Priority date: 1974-01-30
Filing date: 1975-01-28
Publication date: 1977-10-31
Also published as: CH593354A5; JPS589169B2; FR2273097A1; CS188214B2; GB1491133A; IT1028197B; JPS50107232A; FR2273097B1

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespól przedzacy przedzarki bezwrzecionowej, stosowanej zwlaszcza przy mechaniczno-pneumatycznej metodzie prze¬ dzenia, skladajacy sie z wirnika komory przedzacej osadzonego obrotowo na trzpieniu, ulozyskowanym za pomoca tulei slizgowej w otworze stojana i z elementów stanowiacych silnik elektryczny, umiesz¬ czonych wspólsrodkowo miedzy stojanem i wir¬ nikiem komory przedzacej.Znany z opisu patentowego RFN nr 1161 168 ze¬ spól przedzacy przedzarki bezwrzecionowej ma osadzony w dwuczesciowym lozysku trzpien z wy¬ drazonym poosiowym otworem. W poosiowym otworze czopa znajduje sie rurka, przez która do¬ prowadzane jest pasmo wlókien do komory prze¬ dzacej. Z trzpieniem polaczony jest wirnik silnika napedowego, który otacza uzwojenie wzbudzajace nawiniete na stojanie. Optymalna liczba obrotów tego znanego zespolu przedzacego wynosi od 20 do tysiecy na minute. Ten znany zespól przedzacy pracuje w istocie ciszej niz zespoly przedzace o na¬ pedzie tasmowym, ale ma on równiez i wade, po¬ legajaca ma tym, ze w przypadku zwiekszania liczby obrotów wirnika (np. do 60 tysiecy obrotów na minute) wystepuja drgania calego zespolu prze¬ dzacego, powodujace przedwczesne zniszczenie jego poszczególnych czesci skladowych. Takie drgania wystepuja nawet wtedy, gdy wirnik zostal doklad¬ nie wywazony. W zespolach przedzacych przedzonek bezwrzecionowych na skutek ciaglego doprowadza¬ nia tasmy wlókien do komory przedzacej zmienia sie stale ich srodek ciezkosci, co pociaga za soba koniecznosc stosowania odpowiednio wytrzymale¬ go lozyskowania.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad i niedogodnosci znanych zespolów przedzacych przedzarek bezwrzecionowych, przy jednoczesnym zachowaniu korzysci wynikajacych z wolnego bie¬ gu maszyny, a zadaniem wiodacym do tego celu io opracowanie takiego zespolu przedzacego, aby byl prosty w budowie, niezawodny w dzialaniu i aby momenty sil wystepujace wskutek obrotów wir¬ nika nie byly przenoszone na lozysko trzpienia.Cel ten zgodnie z wynalazkiem osiagnieto dzieki temu, ze tuleja lozyskujaca zostala osadzona w otworze stojana plywajaco za pomoca elementów sprezystych, a wirnik komory przedzacej ma czesc puszkowa, wewnatrz której osadzony jest stojan wraz z umieszczona w nim tuleja lozyskujaca i nawinietym na jego powierzchni bocznej uzwo¬ jeniem wzbudzajacym, które otoczone jest magne¬ sami rozmieszczonymi na wewnetrznej powierzchni bocznej czesci puszkowej, przy czym wirnik sta¬ nowiacy komore przedzaca i czesc puszkowa ma tak zwarta budowe w kierunku osiowym, aby moment bezwladnosci tego wirnika byl najwiekszy wzgledem jego osi obrotu, zas tuleja lozyskujaca jest tak usytuowana wewnatrz czesci puszkowej i tak uksztaltowana, aby punkt ciezkosci calego wirnika, to znaczy komory przedzacej i czesci 95 5833 95 583 4 puszkowej znajdowal sie co najmniej w przybli¬ zeniu w obszarze tulei lozyskujacej.Zespól przedzacy wedlug wynalazku ma prosta budowe i moze byc wytwarzany przy stosunkowo niskich nakladach techniczno-materialówych. Wir¬ nik tworzacy komore przedzaca i czesc puszkowa wiruje wokól osi z najwiekszym momentem bez¬ wladnosci, co eliminuje szkodliwe dzialanie sil na lozysko powstajacych wskutek niewywazenia wir¬ nika. Przez zastosowanie elementów sprezystych w lozyskowaniu osiaga sie bardzo skuteczne tlu¬ mienie drgan calego zespolu przedzacego. Dzieki *tenm,-- ze~wirnik ma czesc puszkowa, w której ; zostal osadzany stojan wraz z tuleja lozyskujaca i elementami stanowiacymi silnik elektryczny, udalo sie zbudowac bardzo prosty i niezawodnie pracu¬ jacy zespól przedzacy, którego srodek ciezkosci znajduje sie w obszarze tulei lozyskujacej. Innymi slowy, wspomniany srodek ciezkosci znajduje sie w prostopadlej do osi obrotu i przebiegajacej przez lozysko plaszczyznie, jak równiez w osi symetrii wirnika, która to os jest w przyblizeniu równiez osia obrotu tego wirnika. Ponadto przez konstruk¬ cyjne polaczenie z wirnikiem i stojanem elementów stanowiacych silnik elektryczny powstal korzystnie zwarty w kierunku osi obrotu zespól przedzacy Tym samym zostala wyeliminowana koniecznosc stosowania lozysk dzielonych i zwiazane z tym uciazliwe regulowanie ukladu lozyskowego. Ko¬ rzystnie tuleja lozyskujaca jest ulozyskowana za pomoca pierscieni elastycznych na przyklad z gu¬ my lub za pomoca spiralnej sprezyny stozkowej, bez koniecznosci dotrzymywania przy tym tole¬ rancji wymiarowych. Szczególnie korzystna cecha zespolu przedzacego wedlug wynalazku jest to, ze trzpien posiada tak mala srednice, iz nawet przy wielkiej liczbie obrotów predkosc obwodowa trzpie¬ nia wzgledem tulei lozyskujacej jest stosunkowo mala.Umieszczenie tulei lozyskujacej i pierscieni z elastycznego materialu razem z zasobnikiem srod¬ ków smarowniczych w jednej tulei umozliwia szybka wymiane w stojanie do czego przewidziano korzystnie polaczenie srubowe. Jesli z wirnikiem jest polaczona tarcza rozbryzgowa, umieszczona korzystnie wewnatrz zasobnika srodka smaruja¬ cego, to ten ostatni jest zmuszony do ruchu w obiegu zamknietym, co zapobiega wydobywaniu sie srodka smarowniczego z tulei. Jesli zasobnik oraz oprawka i tuleja lozyskujaca sa rozmieszczo¬ ne pierscieniowo, to mozna je w prosty sposób wbudowac w tuleje.Przez odpowiednie uksztaltowanie pierscieni z materialu elastycznego, obejmujacych tuleje lo¬ zyskujaca, mozna dopasowac sztywnosc konstrukcji do wymaganych warunków pracy. Okazalo sie bardzo korzystnym przede wszystkim w zakresie tlumienia drgan wspomnianej tulei wykonanie otworów. W ten sposób daja sie osiagnac sztyw¬ nosci opraw przede wszystkim odtwarzalne w pro¬ dukcji seryjnej i znajdujace sie w zakresie do¬ puszczalnych tolerancji. Jednoczesnie jest moz¬ liwa wymiana przez te otwory srodka smaru¬ jacego miedzy zasobnikami. Jesli zasobniki oraz pierscienie i tuleja lozyskujaca sa rozmieszczone pierscieniowo, to daja sie one bardzo prosto wbu¬ dowac w tuleje. Dalsza korzystna cecha zespolu przedzacego jest to, ze zastosowano miedzy wirni¬ kiem i lozyskowaniem uszczelnienie, które jest korzystnie wykonane jako bezstykowe uszczelnie¬ nie labiryntowe. Korzystnie na wewnetrznej po¬ wierzchni czesci puszkowej wirnika sa umieszczo¬ ne stale magnesy, a wspólsrodkowo na statorze znajduja sie uzwojenia wzbudzajace.Czesc statora z uzwojeniami jest korzystnie wy¬ konana z materialu nieprzewodzacego pradu elek¬ trycznego wzglednie powodujacego tylko male stra¬ ty histerezy lub pradów wirowych (silnik elektrycz¬ ny bezrdzewny). Ma to szszególne znaczenie, po¬ niewaz ze wzgledu wspomnianego plywajacego lo¬ zyskowania wirnik moze obracac sie wokól osi bezwladnosci, który nie musi pokrywac sie z osia symetrii i unika sie w duzym stopniu sil promie¬ niowych powstajacych w znanych napedach elek¬ trycznych. Ponadto okazalo sie bardzo korzystne obudowanie wirnika, przy czym miedzy wirnikiem i obudowa przewidziano stosunkowo maly prze¬ swit, azeby zmniejszyc straty na tarcie powietrza.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zespól przedzacy w przekroju poosio¬ wym, fig. 2 — inne wykonanie ulozyskowania zespolu przedzacego z fig. 1 w przekroju poprzecz¬ nym, a fig. 3 — ulozyskowanie zespolu przedza¬ cego w przekroju wedlug linii II—II na fig. 2.Zgodnie z fig. 1 wirujaca przedzaca komora 1 z puszkowa czescia 9, posiada posrodku dna 2 otwór 3. W otworze 3 jest umieszczony trzpien 5, którego wolny koniec 6 wchodzi do tulei lozyskujacej 7.Srodek ciezkosci wirnika znajduje sie w przybli¬ zeniu w osi symetrii 8, a mianowicie w obrebie tulei lozyskujacej 7 i trzpienia 5. W puszkowej czesci 9 wirnika osadzony jest stojan 10 posiada¬ jacy otwór 12 dla umieszczenia w nim tulei lo¬ zyskujacej 7. Tuleja lozyskujaca 7 osadzona jest w otworze 12 za pomoca pierscieni 13 wykonanych z materialu sprezystego. Pierscienie sa umieszczo¬ ne w rowkach 15 wykonanych na powierzchni otworu 12 stojana 10 i w rowkach 17 na tulei 7.Zamiast wymienionych pierscieni samouszczel- niajacych moze byc zastosowana korzystnie spre¬ zyna srubowa (nieuwidoczniona na rysunku), której jeden koniec przylega do otworu 12, zas drugi do tulei 7. Do napedu przedzacej komory 1 sluzy elektryczny silnik, posiadajacy na wewnetrznej powierzchni wirnika 1 trwale magnesy 20. Posia¬ daja cne zmienna biegunowosc w kierunku obwo¬ dowym i sa zamocowane na wirniku jako poje¬ dyncze magnesy lub stanowia je utworzone na przyklad proszki tlenku metalu wtopione w zy¬ wice syntetyczna.Przeciwlegle do wymienionych trwalych magne¬ sów na stojanie 10 jest umieszczone uzwojenie 19, przez które przeplywa prad elektryczny, tak ze wirnik dziala przykladowo na zasadzie bezszczot- kowego silnika pradu stalego. Uzwojenie 19 jest typu bezzelazowego tak, ze taki silnik elektryczny 40 45 50 55 605 nie wywoluje zadnych dodatkowych sil lub mo¬ mentów dzialajacych na lozyska. Przedni koniec wirnika jest uksztaltowany w postaci dwóch scie¬ tych stozków zwróconych do siebie podstawami i stanowi przedzaca czesc, 14, do której przy zasto- 5 sowaniu maszyn pracujacych metoda mechaniczno- pneumatyczna doprowadza sie w znany sposób tasme wlókien i z której odprowadza sie skreco¬ na przedze.Jezeli srodek ciezkosci wirnika, na przyklad na 10 skutek niedokladnosci wykonawczych lub z powo¬ du znajdujacej sie w przedzacej czesci 14 tasmy wlókien nie znajduje sie dokladnie w osi symetrii 8, to jednak wirnik moze sie nadal obracac wokól glównej osi bezwladnosci dzieki zastosowaniu swo- 15 bodnego lozyska wedlug wynalazku.Dodatkowe wewnetrzne sily dzialajace na lozys¬ ko zostaja korzystnie wyeliminowane. W zwiazku z wykonaniem napedu glównie w postaci silnika bezzelazowego eliminuje sie takze dzialanie na lo- 2o zysko dodatkowych promieniowanych sil lub mo¬ mentów pochodzacych od napedu, nawet i wów¬ czas, gdy wirnik nie obraca sie dokladnie wokól osi 8. W celu zmniejszenia strat powstajacych wskutek tarcia powietrza, co ma miejsce zwlaszcza 25 przy wysokich obrotach, wirnik znajduje sie w obudowie 18.Zgodnie z fig. 2 wal wirujacej przedzacej ko¬ mory 1 jest wykonany w postaci trzpienia i jest osadzony w panewce lozyska slizgowego 23, wy- 39 konanej z porowatego, korzystnie zespiekanego ma¬ terialu. Jest ona wtloczona do tulei 25, która na wewnetrznej plaszczyznie posiada osiowo przebie¬ gajace rowki 27. Tuleja 25 miesci sie w pierscie¬ niowej oprawce 28 wykonanej z materialu elas- 35 tycznego oraz jest trwale polaczona z pierscieniem . Do plaszczyzn czolowych wymienionej oprawki przylegaja pierscieniowe zasobniki 30, 31, które sa wykonane korzystnie z filcu lub podobnego ma¬ terialu i sa nasycone smarem. 40 Przedni zasobnik 30 przylega swa cylindryczna wewnetrzna plaszczyzna 32 do panewki z zewnatrz, podczas gdy tylny zasobnik przylega czescia 33 do czolowej plaszczyzny panewki. W celu unikniecia strat w wyniku tarcia wewnetrzna srednica tyl- 45 nego zasobnika 31 jest mniejsza od srednicy czopa.Zasobniki 30, 31 oraz oprawka 28 sa umieszczone wewnatrz mocujacych pierscieni 35 do 37 i sa z nimi polaczone, przy czym pierscienie sa umiesz¬ czone obok siebie, w kierunku osiowym w tulei 40. 50 Tylny koniec tulei posiada pokrywke 41 przymo¬ cowana przez zawiniecie obwodowe obrzeza. Tu¬ leja posiada ponadto gwint 43 sluzacy do zamoco¬ wania jej w stójanie, na przyklad w otworze 12 wedlug fig.1. 55 Jak wynika z fig. 3 elastyczna oprawka 28. lo¬ zyska posiada osiowo przebiegajace otwory 45. Za pomoca stosowanego wymiarowania i rozmieszcze¬ nia tych otworów mozliwe jest latwe dopasowanie sztywnosci lub podatnosci urzadzenia do warun- M ków eksploatacyjnych. Ponadto poprzez te otwory nastepuje wymiana smaru pomiedzy magazynka¬ mi 30 i 31, korzystnie za pomoca umieszczonych w tych otworach knotów filcowych. Na trzpieniu 22 znajduje sie ponadto rozrzutowa tarcza 47, która 65 6 przylega do przedniej czolowej plaszczyzny panew¬ ki 23 lozyska i posiada wieksza srednice zewnetrzna w porównaniu do panewki. Przylegajaca do pa¬ newki tarcza 47 przejmuje osiowo prowadzenie wirnika 1, który jest wstepnie obciazony przykla¬ dowo za pomoca przynajmniej jednego magne¬ tycznego pierscienia 48 oraz koncentrycznego piers¬ cienia wstecznego 49 i/lub podcisnienia na wew¬ netrznej stronie wirnika w kierunku osiowym.W celu uzyskania szczelnosci na przednim kon¬ cu tulei 40 oraz po przeciwnej stronie na wirniku 1 znajduja sie koncentryczne pierscienie, które za¬ chodzac wzajemnie bezstykowo tworza uszczel¬ nienie labiryntowe. Odstepy lub szczeliny pomiedzy pierscieniami sa tak zwymiarowane, ze przy naj¬ wiekszych obrotach wirnika nie stykaja sie one ze soba. Wielkoseryjna produkcja opisanego zes¬ polu przedzacego, zwlaszcza przy malych rozmia¬ rach, na przyklad przy zewnetrznej srednicy tu¬ lei okolo 15 mm, jest latwa do prowadzenia dzieki czlonowej konstrukcji. W tym celu zasobniki smaru 30, 31 umieszcza sie w pierscieniach 35, 36, podobnie panewke 23 lozyska tuleje 25 oraz opraw¬ ke 28 lozyska — w tulei 37. Nastepnie utworzone w ten sposób zespoly wsuwa sie do tulei 40 i mo¬ cuje w niej za pomoca pokrywki 41 przez zagie¬ cie obwodowego obrzeza tulei. Tak wypelniona tuleja stanowi kompletna jednostke lozyska^ która na przyklad za pomca gwintu 43 mocuje sie w stójanie. Nastepnie wprowadza sie trzpien wirnika do panewki 23. W przypadku wystapienia zaklócen w pracy urzadzenia mozna taka jednostke lozys¬ kowa wymienic bez szczególnych trudnosci.Urzadzenie pracuje w nastepujacy sposób: Pa¬ newka 23 lozyska oraz zasobniki smaru 30, 31 zo¬ staja w czasie produkcji nasycone smarem. Pod¬ czas obrotu trzpienia 22 smar przedostaje sie z pa¬ newki 23 do szczeliny pomiedzy panewka i trzpie¬ niem, a takze do szczeliny pomiedzy tarcze 47 i panewke. Wyciekajacy przez pierwsza szczeline smar jest kierowany przez koniec walu z powro¬ tem do zasobnika 31, podczas gdy smar wycieka¬ jacy z drugiej szczeliny jest odprowadzany do za¬ sobnika 50 za pomoca tarczy 47. Poniewaz wymie¬ nione zasobniki przylegaja bezposrednio do pa¬ newki w porowatej panewce znajduje sie zawsze dostateczna ilosc smaru, gwarantujac dobre smaro¬ wanie nawet przez dluzszy okres eksploatacji.Wykonane rowki powoduja, ze smar dostaje sie do panewki praktycznie ze wszystkich stron, a po¬ nadto uszczelnienie labiryntowe z pierscieniami 50, 51 zapobiega wydostawaniu sie smaru. PL

Claims

Zastrzezenia patentowe 1. Zespól przedzacy przedzarki bezwrzecionowej, stosowanej zwlaszcza przy mechaniczno-pneuma- tycznej metodzie przedzenia, skladajacy sie z wi¬ rujacej komory przedzacej osadzonej obrotowo na trzpieniu, ulozyskowanym za pomoca tulei sliz¬ gowej w otworze stojana i z elementów umiesz¬ czonych wspólsrodkowo miedzy stojanem i wirni¬ kiem komory przedzacej, które stanowia silnik elektryczny, znamienny tym, ze lozyskujaca tule-95 583 7 ja (7) wraz z trzpieniem (6) jest osadzona w otworze stojana (10) plywajaco za pomoca spre¬ zystych elementów <13), a wirujaca przedzaca ko¬ mora (1) ma puszkowa czesc (9) stanowiaca obu¬ dowe, w której znajduje sie stojan (10) wraz z umieszczona w nim lozyskuja tuleja (7) i nawi¬ nietym na jego powierzchni zewnetrznej wzbudza¬ jacym uzwojeniem (19) otoczonym magnesami (20) rozmieszczonymi na wewnetrznej powierzchni bo¬ cznej puszkowej czesci (9), przy czym wirujaca przedzaca komora (1) majaca przedzaca czesc (14) i puszkowa czesc (9) stanowi zwarta budowe w kierunku osiowym tak, zeby jej moment bezwlad¬ nosci byl najwiekszy wzgledem osi obrotu (8), zas lozyskujaca tuleja (7) jest tak usytuowana we¬ wnatrz puszkowej czesci (9), aby punkt ciezkosci calego wirnika (1), to znaczy przedzacej czesci (14) i puszkowej czesci (9) znajdowal sie w obszarze lozyskujacej tulei (7).
2. Zespól przedzacy wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze trzpien (6) ma co najmniej piec razy mniej¬ sza srednice od jego dlugosci, a dlugosc trzpie¬ nia (6) jest mniejsza od wysokosci puszkowej czes¬ ci (9).
3. Zespól przedzacy wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze elastyczne elementy (13) stanowi co naj¬ mniej jeden pierscien z materialu elastycznego.
4. Zespól przedzacy wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze elementy elastyczne (13) maja postac spre¬ zyny srubowej.
5. Zespól przedzacy wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze posiada dwa pierscienie (13) samouszczel- niajace o przekroju okraglym, a na tulei lozysko¬ wej (7) i na stojanie (11) ma wykonane rowki (15, 17) dla tych pierscieni.
6. Zespól przedzacy wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze na powierzchni wewnetrznej puszkowej czesci (9) sa umieszczone stale magnesy (20) o zmiennej polaryzacji.
7. Zespól przedzacy wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc stojana (10) posiadajaca uzwojenie (19) jest wykonana z materialu zle lub w ogóle nieprzewodzacego pradu elektrycznego i/lub po- 8 woduje powstawanie malych strat pradów wiro¬ wych i strat histerezy.
8. Zespól przedzacy wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wirujaca przedzaca komora (1) sklada- 5 jaca sie z przedzacej czesci (14) i puszkowej czes¬ ci (9) jest oslonieta obudowa (18), przy czym od¬ leglosc miedzy obudowa (18) i wirujaca przedzaca komora (1) jest stosunkowo mala.
9. Zespól przedzacy przedzarki bezwrzeciono- io wej, stosowanej zwlaszcza przy mechaniczno-pneu- matycznej metodzie przedzenia, skladajacy sie z wirujacej komory przedzacej osadzonej obrotowo na trzpieniu, ulozyskowanym za pomoca tulei sliz¬ gowej w otworze stojana i z elementów umiesz- 15 czonych wspólsrodkowo miedzy stojanem i wirni¬ kiem komory, które stanowia silnik elektryczny, znamienny tym, ze lozysko slizgowe (23) wraz z trzpieniem (22) jest umieszczone za pomoca ele¬ mentów mocujacych (35, 36) w tulei (40), która za- 20 wiera zasobnik (30, 31) srodka smarujacego, przy czym tuleja (40) jest osadzona w otworze (12) sto¬ jana (10) w sposób umozliwiajacy latwa jej wy¬ miane.
10. Zespól przedzacy wedlug zastrz. 9, znamienny 25 tym, ze w elementach (28) obejmujacych lozysko slizgowe (23) sa wykonane poosiowe otwory (45).
11. Zespól przedzacy wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze trzpien (22) posiada tarcze (47) do roz¬ rzutu srodka smarujacego. 30
12. Zespól przedzacy wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze tarcza rozrzutowa (47) tworzy lacznie z lozyskiem slizgowym (23) lozysko wzdluzne.
13. Zespól przedzacy wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze na czolowej powierzchni tulei (40) i na czolowej powierzchni wirujacej przedzacej komo¬ ry (1) sa osadzone pierscienie magnetyczne (48) i (49) do wytwarzania sil magnetycznych utrzymu¬ jacych w polozeniu wspólsrodkowym wirujaca przedzaca komore (1).
14. Zespól przedzacy wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze na czolowej powierzchni tulei (40) oraz na czolowej powierzchni wirujacej przedzacej komo¬ ry (1) sa osadzone pierscienie (50) i (51) stanowia¬ ce uszczelnienie labiryntowe.95 583 2 9 13 Fig.2 43 35 A7 ,-^n 37 36 48 v1 49 30 32 31 40 PL