[实用新型]一种具备快速制动功能的超高速直驱转杯机构

说明书

本实用新型公开了一种具备快速制动功能的超高速直驱转杯机构，包括固定套、转动部件、永磁悬浮轴承部件和电机，转动部件包括轴杆及转杯杯头；永磁悬浮轴承部件包括径向轴承，径向轴承包括同轴设置的内永磁体环和外永磁体环，外永磁体环固定安装在所述固定套的内壁上，内永磁体环和外永磁体环均采用径向充磁，内永磁体环外壁的极性与所述外永磁体环内壁的极性相同；所述电机包括电枢组件和转子组件，所述电枢组件固定安装在所述固定套上，所述转子组件与所述轴杆固定连接。本实用新型采用紧凑型永磁悬浮轴承结构，使得转动部件在同等质量的条件下拥有更小的转动惯量，使得转子部件的径向离心力更小，从而减少永磁悬浮轴承中永磁体的用量。

技术领域

本实用新型属于转杯纺纱技术领域，更具体地，涉及一种超高速直驱转杯机构。

背景技术

我国是传统的纺织大国，但相比于传统西方纺织强国，我国纺织业虽然规模庞大但技术装备水平普遍偏低，尤其在中高端纺纱装备中占据重要地位的转杯纺纱机方面，国产纺织设备与国外先进技术差距较大。而转杯纺是纺织技术中工艺最成熟、发展最迅速、应用最广泛的新型纺纱技术，到2017年，中国转杯纺纺锭已达400多万头，占全世界总产量的51％。近些年，国外先进纺纱设备提供商更是在转杯纺的高速化、多锭化、自动化方面不断发展并推出性能先进、技术成熟的纺纱装备，并成功占据了我国中高端转杯纺纱机的绝大部分市场。为了改变这种不利局面，研制先进的纺织装备已迫在眉睫。

转杯纺纱中转杯通过高速回转完成对纤维流的输送、转移、凝聚、并合、加捻等作用，转杯回转速度高低决定了纺纱产能大小，通常要求转杯转速10万转/分钟以上，高端场合甚至要求达到20万转/分钟的回转速度。目前，常规的转杯驱动方式采用龙带驱动，其缺点表现为：1、转杯无法达到较高速度，通常在12万转/分钟以内，继续提升速度则产生的能耗难以承受；2、龙带传动无法实现对单锭的差异化控制，且维修、安装不便；3、龙带高速接触转杯轴杆，引起高振动、高噪音，且关键零部件因磨损需定期更换，此外龙带驱动的整个转子部件体积较大，势必造成高速离心力引起机械摩擦增加，造成电力损耗居高不下。

与此同时，目前，电机直接驱动方案开始逐步推出，在一定程度极大地的改善了龙带驱动的各种不足之处，但仍然存在以下问题：1、采用机械接触式轴承，且转杯轴杆因结构功能限制，其直径依然偏大，导致机械摩擦损耗过大(经实测表明：直径9毫米轴杆比直径6毫米轴杆损耗高45％以上)，而且，个别方案采用外转式轴承结构，更加剧了机械摩擦损耗的增加；2、采用气浮轴承方案，虽然在减少机械磨损方面效果显著，但高压气流会引起的噪音，而且，气体管道铺设也容易造成纺纱生产线凌乱，以及气浮轴承的复杂造成轴承组件的体积偏大；3、采用定子(铁芯)有槽或无槽的无刷电机方案，铁芯中存在的铁芯损耗对铁芯磁密和磁场变化频率高低十分敏感，因而损耗依然很高；4、电机及其转杯结构朝“径向”方向扩展，根据转动惯量公式J＝mR²可知，采用尺寸“径向”扩展而非“轴向”扩展的方案并不合理，较大的径向尺寸增加了径向离心力，使得机械轴承磨损严重或气浮轴承的气压功率提高；5、采用机械接触式的制动方式，在超高速(如15万转/分钟以上)状态下，不仅噪音和振动大、零部件磨损，也不利于安全生产。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种具备快速制动功能的超高速直驱转杯机构，其采用紧凑型永磁悬浮轴承结构，其整体尺寸偏向于“细长型”结构，使得转动部件在同等质量的条件下拥有更小的转动惯量，使得转子部件的径向离心力更小，从而减少永磁悬浮轴承中永磁体的用量。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种具备快速制动功能的超高速直驱转杯机构，其特征在于，包括固定套、转动部件、永磁悬浮轴承部件、电机和磁力制动爪，所述固定套两端均敞口，其中，

所述转动部件包括轴杆及转杯杯头，所述轴杆的一端伸入所述固定套内并且与所述固定套的内壁之间存在间隙，该轴杆的另一端固定连接所述转杯杯头；