Веретено прядильных и крутильных машин

 

Использование: текстильная промышленность, прядильные и крутильные машины. Сущность изобретения: установленный в подшипниковой втулке посредством радиального подшипника и подпятника шпиндель веретена связан с насадком упругим элементом. Упругий элемент одним концом закреплен на шпинделе, а другим концом - на насадке. Упругий элемент представляет собой втулку или стержень. Подшипниковая втулка установлена в гнезде с помощью демпфера. 2 ил.

Изобретение относится к текстильной промышленности и касается веретена прядильных и крутильных машин.

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.

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.

Задачей изобретения является создание веретена, обеспечивающего снижение динамических усилий в опорах за счет самоцентрирования шпинделя по статической и моментной составляющим неуравновешенности.

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.

На фиг. 1 изображено веретено в разрезе; на фиг. 2 - часть веретена с упругим элементом в виде стержня.

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.

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.

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.

Веретено работает следующим образом.

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.

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.

Формула изобретения

ВЕРЕТЕНО ПРЯДИЛЬНЫХ И КРУТИЛЬНЫХ МАШИН, содержащее установленный в подшипниковой втулке гнезда посредством радиального подшипника и подпятника шпиндель с закрепленным на нем приводным блочком и насадок, установленный на шпинделе посредством упругого элемента, связанного одним концом со шпинделем и другим концом с насадком, отличающееся 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 ≅ 2mf ² , а его поворотная жесткость C ≅ 2Θ f ² , где K - линейная жесткость упругого элемента, н/м;
C - поворотная жесткость упругого элемента, н · м/рад;
m - масса насадка, кг;
f - частота вращения шпинделя, с^-1;
Θ - момент инерции насадка относительно оси, проходящей через центр его тяжести перпендикулярно к оси вращения, кг · м².

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2