[发明专利]一种高可靠性的离心纺丝电锭

说明书

本发明涉及一种离心纺丝电锭，属于纺织机械。

离心纺丝电锭是一种由单个马达直接驱动的离心锭子，其受丝器是一个离心罐。它是粘胶长纤维纺丝中使用的关键设备。到目前为止，国外和国内粘胶长丝生产行业一直在广泛使用的离心纺丝电锭（简称传统离心电锭）如图1所示。它主要由离心罐（1）、实心轴（2）、空心轴（9）、驱动电机转子（3）、定子（4）、上轴承（5）、下轴承（6）、油杯（7）、支撑架（8）及羊毛毡圈（10）等组成。这种离心纺丝电锭虽然已经经历了数十年生产实践的考验，但是由于它本身设计上的一些固有弱点，造成设备的故障率高，电机、轴承损坏严重，耗能也大。例如，传统的离心纺丝电锭采用空心轴-实心轴双轴锥面配合定位并传递扭矩，当电锭启动（或制动）时，和驱动电机转子装在一起的空心轴处于加速（或减速）状态下，而与离心罐装配在一起的实心轴则有一个保持静止（或匀速转动）势态的惯性，这极易造成承受扭矩的锥面配合受损，从而造成整个电锭损坏。再如，传统离心电锭的两个滚动轴承都偏置于电锭的最下端，远离离心罐的质心。而且两个轴承本身又离得很近。由于离心罐及丝饼的质量和质量偏心都大，致使轴承在工作过程中承受的载荷过大。因而轴承损坏和电机“扫膛”现象都很严重。又如，传统离心电锭的羊毛毡圈既起着密封作用，又是一个辅助支承，在原有电锭中是个重要部件。但是电锭工作时，由于高速转动的实心轴和静止的羊毛毡圈的长期接触摩擦，造成较大的能耗，而且由于羊毛毡圈的磨损和变形，又造成系统振动加大，进而引起电机和轴承损坏。

据我们对国内几个采用离心纺丝电锭的化纤厂的调查表明，传统离心电锭的故障率约为0.003/天，维修工人劳动强度大，维修费用惊人。

美国专利US3095687和US4833873提供了两种电锭，都是为棉纺或毛纺行业的环锭纺纱机设计的，只适合承受小的载荷。对于粘胶长丝行业广泛使用的离心电锭，由于载荷比棉纺锭子大数十倍，转动惯量比棉纺锭子大一千倍以上，转子动力学参数差别很大。而且又是采用在酸浴中固化的湿法纺丝工艺，因而上述棉纺电锭的结构件很难被直接采用，也很难经过简单放大加以采用。正因为如此，数十年来，国外和国内的粘胶长丝生产厂家一直沿用着传统离心电锭的空心轴-实心轴结构。

本发明的目的在于为粘胶长丝和其他类似产品的生产行业提供一种运转稳定，故障率低，寿命长和可靠性高同时又具有相当的节能效果的离心纺丝电锭。

本发明的离心电锭具有：

一个转轴，在它的最上端安装有一个作为受丝器的离心罐;

一个驱动电机，它包括转子和定子;

一个轴承系统，它支承转轴并将转子和电锭壳体联接成一体。而该壳体通过一个支撑架固定在纺丝机机体上，以保证离心罐能绕铅垂轴稳定运行。

本发明的特征在于：电机采用杯式转子，该转子与离心罐的下部连接并固定在轴上。上轴承为滚动轴承，它被支承在电机下端盖上面的圆柱形套筒上，并且在电机转子杯体内腔中支承转轴。下轴承装在转轴的最下端，并且被固定在阻尼器内套中，该内套兼作下轴承的润滑油杯。在阻尼器内套和阻尼器外套间装有环形弹性支承元件，既允许内外套之间在受力时产生弹性位移，又保证他们能恢复同心位置。在上述阻尼器内套和外套的环形间隙内装有粘性流体，使形成一层环形的挤压膜，以便阻尼转子系统的振动和进动。阻尼器外套被固定在电机下端盖的下端面。

本发明的目的主要是通过下述措施实现的：

将传统离心电锭的空心轴-实心轴通过锥面配合定位并传递扭矩的结构用单一转轴来替代。电机采用杯式转子，它紧邻离心罐的下端并且都固定在转轴上，因此电机转子和离心罐之间可直接传递扭矩。由于省去了空心轴以及它和实心轴之间的锥面配合，因而提高了转动系统的同轴度，避免了由于锥面传扭打滑而引起的损坏。

使电锭的上轴承向上移至尽量靠近离心罐并隐藏于电机的杯式转子之中，增大了两轴承间的跨度。实验证明，这样的结构对提高转动系统的旋转精度，降低上轴承的载荷，提高轴承寿命以及减少电机“扫膛”现象都十分有益。

将传统离心电锭中原为刚性支承的下轴承改为弹性支承，并使之与阻尼器内套结合成一体，在阻尼器的内套和外套间装有粘性流体以形成一层环形的挤压膜，从而可有效地阻尼转子系统的振动和进动。这样，完全取消了传统离心电锭中的辅助支承羊毛毡圈。据实验测定，原有羊毛毡圈所造成的能耗多达十几瓦至几十瓦。因此，这一改进使电锭的稳定性提高，能耗降低。