RU2019593C1

RU2019593C1 - Spindle of spinning and twisting frames

Info

Publication number: RU2019593C1
Authority: RU
Inventors: Валерий Михайлович Картовенко
Original assignee: Валерий Михайлович Картовенко
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: textile industry. SUBSTANCE: axle of spindle installed in bearing bushing by means of radial bearing and thrust bearing is connected with head and flexible member. Flexible member with its one end is attached to axle, and with its other end, to head. Flexible member is bushing or rod. Bearing bushing is installed in socket with the aid of damper. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к текстильной промышленности и касается веретена прядильных и крутильных машин. The invention relates to the textile industry and relates to spindles of spinning and twisting machines.

Известно веретено прядильных и крутильных машин, содержащее установленный в подшипниковой втулке посредством радиального подшипника и подпятника шпиндель с закрепленными на нем приводным блочком и насадок, установленный на шпинделе посредством упругого элемента, связанного одним концом со шпинделем и другим концом с насадком. A spindle of spinning and twisting machines is known, comprising a spindle mounted in a bearing sleeve by means of a radial bearing and a thrust bearing with a drive block and nozzles mounted on it, mounted on the spindle by means of an elastic element connected at one end to the spindle and the other end to the nozzle.

Однако в данном веретене не обеспечивается полное самоцентрирование шпинделя с паковкой, в результате чего при его вращении с высокой частотой возникают динамические усилия в опорах, снижающие их ресурс и увеличивающие уровень шума веретена и потребляемую им мощность. However, this spindle does not provide complete self-centering of the spindle with the package, as a result of which, when it rotates with high frequency, dynamic forces arise in the bearings, reducing their life and increasing the spindle noise level and the power consumed by it.

Задачей изобретения является создание веретена, обеспечивающего снижение динамических усилий в опорах за счет самоцентрирования шпинделя по статической и моментной составляющим неуравновешенности. The objective of the invention is the creation of a spindle, which reduces dynamic forces in the bearings due to the self-centering of the spindle on the static and moment components of imbalance.

Этот технический результат достигается тем, что упругий элемент представляет собой втулку или стержень, а подшипниковая втулка установлена в гнезде посредством демпфера, при этом линейная жесткость упругого элемента составляет K ≅2m˙ f², а его поворотная жесткость C ≅2θ f², где K - линейная жесткость упругого элемента, н/м;
C - поворотная жесткость упругого элемента, н ˙ м/рад;
m - масса насадка, кг;
f - частота вращения шпинделя, сек^-1;
θ - момент инерции насадка относительно оси, проходящей через центр его тяжести перпендикулярно оси вращения, кг х х м².This technical result is achieved in that the elastic element is a sleeve or a rod, and the bearing sleeve is installed in the socket by means of a damper, while the linear stiffness of the elastic element is K ≅ 2m˙ f ² and its rotational stiffness is C ≅ 2θ f ² , where K - linear stiffness of the elastic element, n / m;
C is the rotational stiffness of the elastic element, n ˙ m / rad;
m is the mass of the nozzle, kg;
f is the spindle speed, sec ^-1 ;
θ is the moment of inertia of the nozzle relative to the axis passing through its center of gravity perpendicular to the axis of rotation, kg x x m ² .

На фиг. 1 изображено веретено в разрезе; на фиг. 2 - часть веретена с упругим элементом в виде стержня. In FIG. 1 shows a spindle in a section; in FIG. 2 - part of the spindle with an elastic element in the form of a rod.

Веретено содержит шпиндель 1 с закрепленным на нем приводным блочком 2, установленным посредством радиального подшипника 3 и подпятника 4 в подшипниковой втулке 5. Втулка 5 посредством демпфера 6 размещена в гнезде 7. The spindle comprises a spindle 1 with a drive unit 2 fixed thereon, mounted by means of a radial bearing 3 and a thrust bearing 4 in the bearing sleeve 5. The sleeve 5 by means of a damper 6 is placed in the socket 7.

Насадок 8 установлен на шпинделе 1 с помощью упругого элемента, представляющего собой втулку 9 (фиг. 1) или стержень 10 (фиг. 2). Втулка 9 верхним концом связана со шпинделем, а нижним концом - с насадком. Стержень 10 закреплен нижним концом на конце шпинделя 1, а верхним концом - в насадке. The nozzles 8 are mounted on the spindle 1 using an elastic element representing a sleeve 9 (Fig. 1) or a rod 10 (Fig. 2). The sleeve 9 with the upper end is connected with the spindle, and the lower end with the nozzle. The rod 10 is fixed with the lower end at the end of the spindle 1, and the upper end in the nozzle.

Линейная жесткость упругого элемента определяется по зависимости K ≅2m˙ f², где m - масса насадка, а f - частота вращения шпинделя. Поворотная жесткость упругого элемента определяется по зависимости C ≅2θ f², где θ - момент инерции насадка относительно оси, проходящей через центр его тяжести перпендикулярно оси вращения, а f - частота вращения шпинделя.The linear stiffness of the elastic element is determined by the dependence K ≅ 2m˙ f ² , where m is the mass of the nozzle, and f is the spindle speed. The rotational stiffness of the elastic element is determined by the dependence C ≅ 2θ f ² , where θ is the nozzle inertia moment relative to the axis passing through its center of gravity perpendicular to the axis of rotation, and f is the spindle speed.

Веретено работает следующим образом. The spindle works as follows.

Приводной блочок 2 приводит шпиндель веретена во вращение. При разгоне шпинделя насадок, имеющий дополнительную степень свободы за счет упругого элемента 9 или 10, получает не только угловое, но и линейное перемещение, в результате чего происходит его полное самоцентрирование, что, свою очередь, снижает динамические нагрузки на опоры. Основное условие высокой работоспособности веретена - требование к линейной и поворотной жесткости упругого элемента, обеспечивается благодаря соотношению между собственными частотами колебаний насадка и рабочей частотой вращения шпинделя веретена. The drive unit 2 drives the spindle of the spindle into rotation. During acceleration of the nozzle spindle, which has an additional degree of freedom due to the elastic element 9 or 10, it receives not only angular, but also linear movement, resulting in its complete self-centering, which, in turn, reduces the dynamic load on the supports. The main condition for the high performance of the spindle - the requirement for linear and rotational stiffness of the elastic element, is ensured by the ratio between the natural frequencies of the nozzle and the operating speed of the spindle spindle.

Благодаря наличию в веретене упругого элемента, соединяющего шпиндель и насадок, и демпфера между подшипниковой втулкой и гнездом, обеспечивается в процессе вращения шпинделя возможность смещения насадка с паковкой относительно оси шпинделя, что фактически позволяет в процессе работы веретена совместить ось инерции шпинделя с паковкой с осью вращения и тем самым значительно снизить динамическую неуравновешенность, что в конечном итоге обеспечивает возможность самоцентрирования шпинделя с неуравновешенной паковкой, и, как следствие, снижение динамических усилий в опорах. Указанное соотношение между линейной и поворотной жесткостью упругого элемента и массой насадка, моментом инерции и частотой вращения обеспечивает не менее чем в 2 раза снижение собственных частот линейных и поворотных колебаний насадка по сравнению с рабочей частотой вращения веретена, что дает возможность увеличивать рабочие скорости веретен до 36 тыс. об/мин при обеспечении полного самоцентрирования шпинделя с паковкой за счет возможности линейных и угловых перемещений, снижение шума и потребляемой веретеном мощности. Due to the presence in the spindle of an elastic element connecting the spindle and nozzles, and the damper between the bearing sleeve and the socket, the spindle can be displaced during the spindle rotation, the nozzle can be displaced with the package relative to the spindle axis, which actually allows the spindle to combine the spindle inertia axis with the package with the axis of rotation and thereby significantly reduce dynamic imbalance, which ultimately provides the ability to self-center the spindle with unbalanced packaging, and, as a result, Decrease in dynamic efforts in support. The specified ratio between the linear and rotational stiffness of the elastic element and the mass of the nozzle, the moment of inertia and the rotational speed provides at least a 2-fold decrease in the natural frequencies of linear and rotational vibrations of the nozzle compared to the working speed of the spindle, which makes it possible to increase the working speed of the spindles to 36 thousand rpm while ensuring full self-centering of the spindle with packaging due to the possibility of linear and angular movements, reducing noise and power consumption of the spindle.

Claims

SUSPENSION OF SPINNING AND TURNING MACHINES, comprising a spindle mounted in the bearing sleeve of the socket by means of a radial bearing and a thrust bearing with a drive block and nozzles mounted on it, mounted on the spindle by means of an elastic element connected at one end to the spindle and the other end to the nozzle, characterized in that the element is a sleeve or a rod, and the bearing sleeve is installed in the socket by means of a damper, while the linear stiffness of the elastic element is
K ≅ 2mf ² ,
and its rotational stiffness
C ≅ 2θ f ² ,
where K is the linear stiffness of the elastic element, n / m;
C is the rotational stiffness of the elastic element, n · m / rad;
m is the mass of the nozzle, kg;
f is the spindle speed, s ^-1 ;
θ is the moment of inertia of the nozzle relative to the axis passing through the center of gravity perpendicular to the axis of rotation, kg · m ² .