Опора крутильного органа прядильной или крутильной машины

 

Использование: текстильная промышленность, крутильные органы прядильных и крутильных машин. Сущность изобретения: связанный концевым участком с приводным ремнем шпиндель опоры установлен в корпусе посредством подшипника с неподвижным наружным кольцом, с которым жестко связаны два магнита. Магниты установлены со стороны шпинделя на расстоянии один от другого по его длине и с зазором относительно шпинделя для взаимодействия с ним на части в окружном направлении его поверхности. С помощью магнитов осуществляется компенсация постоянно действующих на подшипниках сил силами магнитного притяжения. 3 з. п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к текстильной промышленности и касается опоры крутильного органа прядильных и крутильных машин.

Известна опора крутильного органа прядильной машины, выполненная в виде шпинделя, установленного в корпусе с помощью шарикоподшипника и соединенного с приводом ремнем [1] Недостатком данной опоры является то, что ремень оказывает значительное давление на шпиндель, а следовательно, и на шарикоподшипники.

Реакции в опорах от ремня, например, шпинделей пневмопрядильных машин типа "БД" составляют около 85% от всех нагрузок, действующих на шарикоподшипники. Остальные 15% нагрузок создаются остаточной неуравновешенностью шпинделя и вибрационными нагрузками. Постоянные нагрузки от ремня (и веса шпинделя) существенно снижают срок службы устройства, увеличивают их энергопотребление и уровень шума.

К примеру, снижение нагрузок на подшипник в два раза обеспечивает увеличение расчетного ресурса работы крутильного органа в восемь раз, а снижение нагрузок в три раза соответственно увеличивает расчетный ресурс устройства в двадцать семь раз. То есть ресурс работы крутильного органа обратно пропорционален нагрузке, действующей на подшипники в третьей степени.

Нагрузка от ремня (и веса) действует на подшипники крутильного органа постоянно и консольно относительно опорных подшипников шпинделя, что приводит в соответствии с правилом рычага к увеличению нагрузок на подшипники по сравнению с нагрузкой на шпиндель от ремня. В машинах типа БД нагрузка на подшипник, ближний к ремню, составляет 1,65 от величины давления ремня на шпиндель.

Известна опора крутильного органа прядильной или крутильной машины, содержащая шпиндель, связанный концевым участком с приводным ремнем и установленный в корпусе посредством подшипника с неподвижным наружным кольцом, смонтированного в корпусе посредством упругих элементов [2] Имеющееся в данной опоре средство для устранения перекоса шпинделя не изменяет действующих на подшипники нагрузок, что снижает ресурс работы подшипников и опоры.

Задачей изобретения является создание опоры крутильного органа прядильной или крутильной машины, обеспечивающей получение технического результата, состоящего в снижении до полного устранения постоянных нагрузок на подшипники шпинделя со стороны приводного ремня и других постоянных нагрузок, например веса шпинделя.

Этот технический результат в опоре крутильного органа прядильной или крутильной машины, содержащей шпиндель, связанный концевым участком с приводным ремнем и установленный в корпусе посредством подшипника с неподвижным наружным кольцом, смонтированного в корпусе посредством упругих элементов, достигается тем, что опора имеет два магнита, жестко связанных с наружным кольцом подшипника и установленных со стороны шпинделя на расстоянии один от другого по его длине и с зазором относительно шпинделя для взаимодействия со шпинделем на части в окружном направлении его поверхности.

Магниты расположены на концевых участках внутренней поверхности наружного кольца подшипника и с его диаметрально противоположных сторон.

Концевая часть наружного кольца подшипника расположена в зоне подсоединения приводного ремня к шпинделю и выполнена с продольной прорезью для прохода приводного ремня, при этом магниты расположены на внутренней поверхности наружного кольца подшипника со стороны обоих концов его продольной прорези. Подшипник установлен в корпусе посредством опорной втулки, при этом концевая часть опорной втулки расположена в зоне подсоединения приводного ремня к шпинделю и выполнена с продольной прорезью для прохода приводного ремня, а магниты расположены на внутренней поверхности опорной втулки со стороны обоих концов ее продольной прорези.

На фиг. 1 изображена опора крутильного органа прядильной машины, продольный разрез; на фиг. 2-4 то же, варианты расположения магнитов; на фиг. 5 разрез А-А на фиг. 4; на фиг. 6 вариант расположения магнитов; на фиг. 7 разрез Б-Б на фиг. 6.

Опора содержит шпиндель 1, установленный в корпусе 2 посредством сдвоенного подшипника 3 с неподвижным наружным кольцом 4. Подшипник 3 смонтирован в корпусе посредством упругих элементов 5. Концевой участок шпинделя 1 связан с приводным ремнем 6. Внутри наружного кольца 4 подшипника закреплены два магнита 7 и 8 установленных со стороны шпинделя 1 на расстоянии один от другого по его длине и с зазором относительно шпинделя для взаимодействия с ним на части в окружном направлении его поверхности. Магниты 7 и 8 расположены на концевых участках внутренней поверхности наружного кольца подшипника и с его диаметрально противоположных стороны (фиг. 1).

При выполнении подшипника с двумя раздельными наружными кольцами 4 магниты 7 и 8 размещаются на их внутренней поверхности на обращенных один к другому концах (фиг. 2).

Возможен вариант расположения магнитов 7 и 8 между телами 9 качения подшипника (фиг. 3).

При расположении концевой части наружного кольца 4 подшипника в зоне подсоединения к шпинделю 1 приводного ремня 6 в ней выполнена продольная прорезь 10 для прохода ремня. Магниты 7 и 8 установлены на внутренней поверхности наружного кольца 4 со стороны обоих концов его продольной прорези 10 (фиг. 4).

Подшипник 3 может быть установлен в корпусе 2 посредством опорной втулки 11, концевая часть которой расположена в зоне подсоединения приводного ремня 6 к шпинделю и имеет продольную прорезь 12 для прохода приводного ремня. Магниты 7 и 8 размещены на внутренней поверхности опорной втулки со стороны обоих концов ее продольной прорези.

Опора работает следующим образом.

Прижатый к шпинделю 1 ремень 6 приводит его во вращение. Давление ремня на шпиндель создает силу и момент, действующие на шпиндель и создающий нагрузки на дорожке качения, тела качения и сепараторы подшипника. Закрепленные на неподвижном наружном кольце 4 подшипника магнита 7 и 8 притягивают к себе шпиндель 1 с его диаметрально противоположных сторон и создают усилия и момент, равные по величине и направленные противоположно постоянным нагрузкам, действующим на шпиндель со стороны ремня, сводя их к нулю. В результате этого постоянная сила и момент приводного ремня передаются через магниты на наружное кольцо подшипника и корпус опоры и не воспринимаются подшипником.

Между шпинделем и магнитами постоянно сохраняется фиксированный по величине магнитный зазор а. Это обеспечивает постоянную величину силы магнитного притяжения шпинделя. Наличие упругих элементов, например резиновых колец, обеспечивает снижение передачи вибрации и структурного шума от шпинделя на корпус, а также режим самобалансировки шпинделя при работе его на закритических скоростях. Таким образом, в опоре эффективно снижаются все действующие на нее нагрузки и статические от натяжения ремня и веса шпинделя и динамические от неуравновешенности шпинделя, и вибрационные возникающие, например, от некруглости подшипника.

Постоянство величины магнитного зазора гарантируется кинематической связью магнита со шпинделем и обеспечивает постоянную по величине силу магнитного притяжения шпинделя, полностью компенсирующую действие на подшипники других постоянно действующих сил. Кроме того, в данной опоре эффективно снижаются динамические нагрузки.

Учитывая, что ресурс работы опоры обратно пропорционален действующей на подшипник нагрузке в третьей степени, т.е. например, снижение нагрузок на подшипник в два раза увеличивает расчетный ресурс опоры в восемь раз и учитывая, что, например, для шпинделя машины типа БД (пневмопрядильная машина) обеспечивает пятикратное снижение нагрузок на подшипники (оставшиеся нагрузки динамические от дисбаланса ротора и других причин), то с учетом остаточных динамических нагрузок при использовании данного изобретения обеспечивается более чем стократное увеличение расчетного ресурса (в 5³ раза), а также снижение уровня шума и энергопотребления, повышение быстроходности узла.

Формула изобретения

1. Опора крутильного органа прядильной или крутильной машины, содержащая шпиндель, связанный концевым участком с приводным ремнем и установленный в корпусе посредством подшипника с неподвижным наружным кольцом, смонтированного в корпусе посредством упругих элементов, отличающаяся тем, что она имеет два магнита, жестко связанных с наружным кольцом подшипника и установленных со стороны шпинделя на расстоянии один от другого по его длине и с зазором относительно шпинделя для взаимодействия со шпинделем на части в окружном направлении его поверхности.

2. Опора по п.1, отличающаяся тем, что магниты расположены на концевых участках внутренней поверхности наружного кольца подшипника и с его диаметрально противоположных сторон.

3. Опора по п.1, отличающаяся тем, что концевая часть наружного кольца подшипника расположена в зоне подсоединения приводного ремня к шпинделю и выполнена с продольной прорезью для прохода приводного ремня, при этом магниты расположены на внутренней поверхности наружного кольца подшипника со стороны обоих концов его продольной прорези.

4. Опора по п.1, отличающаяся тем, что подшипник установлен в корпусе посредством опорной втулки, при этом концевая часть опорной втулки расположена в зоне подсоединения приводного ремня к шпинделю и выполнена с продольной прорезью для прохода приводного ремня, а магниты расположены на внутренней поверхности опорной втулки со стороны обоих концов ее продольной прорези.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7