Кольцепрядильные и кольцекрутильные веретена

 

Мычка или нить, выходящая из выпускной пары цилиндров пря­дильной или крутильной машины, подвергается кручению. Для кручения мычки или нити применяются крутильные механизмы — веретена.

Веретено любой конструкции состоит из вращающегося шпин­деля с закрепленными на нем деталями и неподвижных деталей, служащих опорами шпинделя, а также для соединения всех его частей и крепления веретена к машине.

Конструкция веретена должна отвечать следующим требова­ниям.

1. Шпиндель веретена на рабочей скорости не должен иметь
большой вибрации.

2. Шпиндель должен быть достаточно жестким (не должен
деформироваться при надевании или снятии с него шпуль).

3. Опоры шпинделя должны обеспечивать равномерность его
вращения и высокую долговечность работы, удобную и надежную смазку и малое потребление энергии.

4. Обслуживание веретена должно быть простым и удобным.

 

Сборными единицами кольцепрядильного веретена (рис. 1) являются: шпиндель /, втулка 2 и гнездо 3. Шпиндель веретена состоит из собственно шпинделя /, запрессованно­го на нем блочка 2 и насадки 3 с фиксаторами 4 (рис. 1).

Часть шпинделя, расположенная ниже колокола блочка, со­стоит из цилиндра, большого усеченного конуса, малого предпяточного конуса (или цилиндра) и конической пятки. Основное назначение большого конуса хвоста шпинделя — обеспечить при работе веретена подачу масла к верхнему роликовому подшип­нику.

 

 

 

 

Рис. 1. Веретено и шпиндель веретена

 

 

Конусность данной части устанавливается в зависимости от длины хвоста, диаметра и скорости вращения веретена, сорта смазочного материала. Угол конической пятки шпинделя вере­тена обычно делают 60 и 90°. Чтобы уменьшить износ, вершину конической пятки немного закругляют (r = 0,6- 1,0мм), созда­вая некоторую опорную поверхность для восприятия вертикальной нагрузки.

Веретена вращаются с высокими скоростями (до 17 000 об/мин), поэтому к материалу и точности изготовления шпинде­ля предъявляют высокие требования. Шпиндели веретен обычно изготовляются из стали ШХ9 и термически об­рабатываются: пята и цилиндрическая части — до твердости HRC 62, а остальные — до HRC 52.

Втулка веретена служит для расположения опор шпинделя (вверху — радиальный подшипник, внизу — подпятник). В со­временных веретенах в качестве верхней радиальной опоры ста­вится роликовый подшипник, нижняя же опора — подпятник — подшипник скольжения. Втулки веретен могут покачиваться в гнезде, что улучшает условия работы шпинделя и повышает долговечность работы веретена. Известны две конструкции таких втулок: цилиндрическая и сферическая.

Цилиндрическая втулка (рис. 2) нижним торцом головки / опирается на верхний торец гнезда. От вращения в гнезде втулкупредохраняет плоская пружина 2, входящая в соответствую­щий паз гнезда. Между опорными плоскостями цилиндрической втулки и гнезда возникает большая сила трения. Поэтому покачивание цилиндрической втулки (особенно при больших осевых нагрузках) затруднено и такие втулки применяются только для веретен легкого типа. Все остальные типы кольцепрядильных и кольцекрутильных веретен выполняются со сферической втулкой (рис. 3). Сферические поверхности втулки и гнезда хорошо притираются друг к другу, что позволя­ет втулке покачиваться относительно центра сферы. Внутрь ниж­ней части втулок запрессовывается подпятник 8, а корпус втулки снизу завальцовывается. Подпятник рекомендуется изготовлять для втулок с диаметром роликового подшипника до 9 мм вклю­чительно— из стали ШХ9, а для втулок с диаметром подшипни­ка более 9 мм — из бронзы марок Бр. АМц9-2 или Бр. АЖ-9-4. Твердость стального подпятника — HRC 62— 65.

В сферической втулке располагаются центрирующие и демп­фирующие устройства: заводное кольцо 3, пружина 4, шайба 5, тормозная трубка 6 и тормозное кольцо 7. Заводное кольцо и пружина обеспечивают прижим сферической головки 1 втулки 2 ксферической поверхности гнезда (см. рис. 1). Гнездо верете­на (рис. 4) служит резервуаром масла и опорой веретенной втул­ки. При помощи гнезда веретено прикрепляется к брусу маши­ны. Гнездо изготовляют из модифицированного чугуна или из серого чугуна марки не ниже СЧ 18-36. На фланце гнезда закрепляется балансир 1 с крючком, который пре­дохраняет шпиндель от случайных подскоков во время работы. При удалении шпинделя из втулки балансир с крючком легко от­гибается. В крутильных и прядильных веретенах с увеличенной наковкой к гнезду также прикрепляется тормозок для тормо­жения веретена при его останове. После установки на машину и гнездо заливается масло. При вставленной втулке уровень масла должен быть примерно на 30 мм ниже ее верха. Смена масла с промывкой и протиркой всех деталей должна производиться один раз в два месяца.

В последние годы появился ряд конструкций прядильных и крутильных веретен без общей втулки с раздельными опорами. У этих веретен применяются высококачественные армирован­ные патроны из плотной бумаги. В ряде конструкций веретен опоры монтируются на упругом основании, чтобы уменьшить ди­намические усилия в опорах во время работы и обеспечить бо­не спокойное вращение веретен с недостаточно уравновешенными паковками.

 

Рис.2. Цилиндрическая подвесная втулка веретена

 

 

 

 

Рис.3. Сферическая подвесная втулка

 

 

Рис. 4. Гнездо веретена

 

 

Упругость опор шпинделя веретена достигается при помощи упругой втулки 2 (рис. 5) или введением упругого элемента между наружным кольцом подшипника и внутренней поверхностью гнезда. В первом случае обе опоры закреплены в полужесткой втулке так, что одна из опор может перемещать­ся относительно другой. Для уменьшения нагрузок на подпятник при надевании патронов и шпуль подпятник 6 подпружинен. Ча­сто в нижней части гнезда между втулкой и гнездом устанавлива­ется демпфер 5.

В текстильной промышленности работают и безвтулочные ве­ретена. У этих веретен подшипники (оба шариковые) располага­ются в гнезде веретена, которое может быть разъемным или не­разъемным. За последние годы появился также ряд конструкций веретен, у которых шпиндель неподвижен, а вращается трубча­тый патронодержатель с блочком (рис. 6).

Веретена с неподвижным шпинделем применяются на пря­дильных машинах фирмы Сако-Лоуэл (США). Не вращающийся шпиндель 1 этого веретена расположен в гнезде 4, которое упру­го крепится на веретенном брусе с помощью резиновых колец 5. На шпинделе устанавливаются прецизионные подшипники 6 и 7, на наружных кольцах которых располагается хорошо отбаланси­рованная насадка-патронодержатель 2 с блочком 3. Подшипни­ки смазываются консистентной смазкой, смена которой по данным фирмы, производится через два года. На веретене имеется эксцентриковый ручной тормоз 8. Для центрирования веретена на машине верхняя часть гнезда имеет вогнутую сферическую по­верхность, на которую опирается такой же сферой втулка 9.

 

 

Рис. 5. Веретено легкого типа с уп­ругой веретенной втулкой:

! — шпиндель; 2 — упругая разрезная втулка; 3 — гнездо; 4 — упорная трубка; 5 — спиральный пружинный демпфер; 6 — подпятник; 7 — предохранительная пружина

Шпиндель крепится в гнезде с помощью гайки 10. Вращающиеся части веретена изготовлены с большой точностью. Согласно опытным данным данное веретено с паков­кой при п = 10 000 мин^-1 потребляет 29,5 Вт. Преимуществом веретен с неподвижным шпинделем является незначительность износа шпинделя. Изнашиваются только подшипники, которые легко заменить. Веретена с неподвижным шпинделем применя­ются только для больших паковок (с целью сохранить нормальное соотношение d_ш/D).

Рис. 6. Веретено с неподвижным шпинделем:

1 — шпиндель; 2 — патронодержатель; 3 — блочек; 4 — гнездо; 5 — резиновое кольцо; 6, 7 — подшипники; 8 — ручной тормоз; 9 — втулка; 10 — гайка

 

Рекомендуемая литература

 

1. Н.И. Максимов «Теория производительности рабочих машин»
МТИ. 1976г.

2. А.И. Макаров «Расчет и конструирование машин прядильного
производства». М. Машиностроение, 1981г.

3. Н.И. Труевцев. «Технология и оборудование текстильного
производства». Машиностроение 1978г.