轉杯紡紗機的紡杯軸承機構及潤滑系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于紡織領域，尤其涉及一種使用集中潤滑系統提高轉杯紡紗機的紡杯軸承系統穩定性及壽命的方法，包括集中自動潤滑系統，新型的紡杯軸承座，新型減震套，新型軸承外圈及一種新型紡杯軸承，新型油嘴接頭，新型紡杯軸承集中潤滑接口方案以及軸承定位和為保護減震套彈性體而采取的密封技術。
【背景技術】
[0002]紡杯軸承空腔結構、減震套腐蝕及潤滑孔密封以軸承內部空腔形態分類
[0003]目前現存在兩大類紡杯軸承。一種是通孔式，另一種是儲油槽式。
[0004]捷克的里特埃利特斯公司(Rieter Elitex AS)早在1990年提出一種高速軸承，申請號為CS475090，公開(公告)號為CZ281421B6，后來Rieter Elitex AS在中國申請類似專利，申請號為CN01117824，其空腔結構基本為一個內徑相等的直通孔。這種結構有利于潤滑脂的推送，但是對于稀油潤滑來說，由于沒有設置儲油槽，稀油很容易滲漏損失。后來就出現了帶有兩個儲油槽的空腔，最早可見1999年Rieter Elitex AS利用優先權CZ29798在中國申請的專利CN99100764中的附圖，該專利已被授權，公告號為CN1106464C。兩個儲油槽連接部分具有一個容納C型塑料環的溝槽，該C型塑料環主要用于使用頂絲固定紡杯軸承。而軸承內部的空腔結構受到擠壓而不得不減少內孔直徑，而最終形成了一個啞鈴型的空腔結構。這種帶儲油槽的空腔更有利于稀油潤滑中潤滑油的儲存。
[0005]已存在三種具有儲油槽的軸承設計
[0006]第一種，僅在靠近紡杯側設一個較大潤滑孔，同時帶有C型塑料環。這種軸承只需在一個潤滑孔加油即可潤滑，操作簡單方便，而且潤滑孔可以豎直向上布置。缺點是油滴到達遠離潤滑孔的摩擦副比較困難。尤其在軸承缺油時，容易造成較大的磨損。針對失效軸承的大量測量實驗數據也支持這一結論。
[0007]另外兩種在軸承兩端均設有潤滑孔，同時帶有C型塑料環。一種是兩端都是小孔，另一種是紡杯側為大孔，龍帶側仍是小孔。兩個孔均設有一個有孔簧圈可以露出或蓋住潤滑孔。理論上講，兩個潤滑孔有利于對兩個儲油區分別加油，從而實現均勻潤滑。但缺點就是操作麻煩。軸承外面的減震套位置狹小，由于操作順序的原因，必須把頂絲放在豎直向上的位置。這樣就沒有位置留給分布在兩端的兩個潤滑孔了。所以適用于兩端加油的減震套開孔就只能放在頂絲位置的側面，并且人工無法直接加油。完成加油過程就意味著需要把軸承從減震套中取出，同時伴有一系列的復雜操作，工作量非常大。
[0008]在最新的產品中，兩端加油的軸承減震套普遍使用了一種更早的方案，一種只有頂絲孔，沒有潤滑孔的減震套。這種方案參見1998年的專利CZ29698，該專利已被授權CZ285560B6，優先權號為CZ29698，在中國的申請號為CN99102759，授權公告號為CN1106465C。
[0009]具有潤滑孔的減震套有兩種，一種適用于單孔潤滑，減震套的上部設置有頂絲孔、頂絲螺母和一個較大的潤滑孔；軸承座與減震套之間夾持一個潤滑套，潤滑套是一個帶孔彈性體，潤滑套的內孔與減震套的潤滑孔、軸承的潤滑孔相通；且頂絲孔和較大的潤滑孔大致在同一方向上，均為垂直向上分布，可以從軸承座的上部開口處進行手動裝卸頂絲和加潤滑油等操作。
[0010]當需要重新裝入單孔潤滑的紡杯軸承的時候，很難保證紡杯軸承的潤滑孔完全與減震套的注油孔和潤滑套的潤滑油通道內孔完全重合。當潤滑油沿著潤滑套內壁流入軸承內部時，會殘留在軸承外圈的外表面，這部分殘油在軸承與潤滑套的結合部隨著常年高頻震動，會逐漸的滲透并接觸到距離很近的減震套彈性體。
[0011]另一種減震套適用于雙孔潤滑的紡杯軸承，在頂絲側面開兩個偏注油孔，雖然雙孔潤滑軸承預先設有油孔擋圈，但基本不起什么作用，潤滑油泄漏情況很嚴重，減震套彈性體受損也很嚴重，而且向偏在一側的潤滑孔加油難度也很大。所以在最新生產的設備上使用了只有頂絲，未設置潤滑孔的減震套加油時必須把紡杯軸承完全從減震套中取出。
[0012]潤滑油逸出
[0013]紡杯軸承的軸桿轉速可達llOOOOrpm，已經常使用的lOOOOOrpm為例，
[0014]直徑10mm的軸桿表面的氣流附面層的氣體分子會隨軸桿表面一起轉動，并不斷的受到離心力而被甩出。軸桿直徑通常為10_，這些氣體分子的瞬間被甩出的線速度可以達到
[0015]V=3.14X0.01X100000=3140 米 / 分鐘=188.4 千米 / 小時
[0016]眾多的高速氣體分子強烈撞擊儲油槽中的潤滑油，使得軸承內腔中的潤滑油四處飛濺或者被擊碎為微米級的油霧顆粒而四處彌漫，從而使軸承內部的兩個摩擦副得到很好的潤滑。
[0017]在軸桿高速轉動過程中，一部分被擊碎的潤滑油會從潤滑孔上溯逸出，通過毛細、虹吸等作用接觸到減震套上的彈性體，在長期震動且較高溫度環境中(紡杯軸承正常工作溫度為攝氏60度左右)腐蝕彈性體。僅僅3年左右，就可以使彈性體支離破碎而失效。彈性體失效后造成的直接影響就是對軸承高速運轉造成不利。所以，設備生產商一般會在產品使用手冊中要求用戶每3年更換一次軸承減震套，以保證整機的良好狀態。而當使用者不愿付出高額成本更換減震套時，他們就不得不付出降低速度和產量的代價，同時軸承也會因減震套失效而更多損壞。
[0018]實踐證明減震套往往是靠近潤滑孔的一側彈性體失效，同時遠離潤滑孔的另一端基本完好。因此，保持減震套的彈性體與潤滑油的隔絕，是延長減震套壽命的關鍵。除了使用專利CZ29698中的方案外，加強對軸承和減震套潤滑孔的密封，也是解決問題的另外一種方式。
[0019]人工潤滑
[0020]傳統單孔人工潤滑的紡杯軸承的加油循環
[0021]切斷紗線——拉出紡紗箱——摘下軸承座上蓋——5ml針筒式油槍加油
0.4ml一一蓋上軸承座上蓋一一紡紗箱復位一一紗線重新生頭
[0022]每當為12個紡杯軸承加油后，就要對油槍重新裝填一次。而一臺轉杯紡紗機一般具有320-500個紡杯軸承。
[0023]當需要重新裝入單孔潤滑的紡杯軸承的時候，很難保證紡杯軸承的潤滑孔完全與減震套的注油孔和潤滑套的潤滑油通道完全重合。當潤滑油沿著潤滑套內壁流入軸承內部時，會殘留在軸承的外表面，這部分殘油在軸承與潤滑套的結合部隨著常年高頻震動，會逐漸的滲透并接觸到距離很近的減震套彈性體。
[0024]傳統雙孔人工潤滑的紡杯軸承加油循環
[0025]切斷紗線一一拉出紡紗箱一一摘下軸承座上蓋一一用螺絲刀旋出頂絲一一用專用工具取出紡杯軸承結合件一一分別推動兩個油孔擋圈直至露出兩個加油小孔一一使用油槍加油每孔0.2ml一一分別推動兩個油孔擋圈直至兩個加油小孔被擋住一一使用可以定位的安裝工具裝入紡杯軸承結合件一一擰緊頂絲，并確保頂在C型塑料環上一一蓋上軸承座上蓋--紡紗箱復位--紗線重新生頭
[0026]集中潤滑
[0027]幾種現有的稀油潤滑的紡杯軸承由于頂絲定位的需要，都必須使用C型塑料環。而C型塑料環的存在又擠壓了軸承內部空間。呈啞鈴形的空間嚴重限制了潤滑油自由運動。紡杯軸承外圈(縱截面)圍成的空腔形成一個啞鈴形狀，其狹窄部分的主要作用是為C型塑料環留出足夠的位置。因為原有的頂絲需要頂在一個C型塑料環上，防止軸承發生軸向竄動而發生事故或者自行旋轉從而使加油孔錯位。在大部分情況下，狹窄的過油狹縫與紡杯軸桿之間圍成了一個間距2mm的管形空間C，而該空間的長度卻可以達到10mm。正對潤滑孔的啞鈴頭是第一環形儲油槽9a。這里的油如果想到達沒有遠離潤滑孔的第二環形儲油槽時，需要穿過一個狹長的過油狹縫，這是比較困難的，特別是當軸承進入缺油狀態時。長期實踐證明，大部分失效的所對應的軌道磨損量都會比大許多倍。這也是影響軸承壽命的重要因素之一。
[0028]由于密封墊片組和軸桿之間必然存在加工和配合差異。在軸桿高速轉動過程中，另一部分被擊碎的潤滑油會從兩端軸承軸桿與密封墊片組的縫隙中滲出。這種滲出日積月累，會造成同一臺轉杯紡紗機上的幾百個軸承存在程度不同的潤滑油泄漏問題及軌道磨損問題。從而造成這些軸承即使按照推薦的潤滑周期加油，也會面臨從運轉一開始就不斷有軸承失效的問題。
[0029]從軸承修復率角度來看，按照推薦的2000小時潤滑周期操作的失效軸承，其失效原因多為軌道嚴重磨損，軸承修復率普遍不足10% ;而從一開始就按照700小時潤滑周期操作的軸承，軌道磨損量大大減少，保持架損壞的比例增加，經更換保持架、陶瓷球、潤滑脂后的軸承修復率可達50% ;也有極個別使用者以350小時為潤滑周期，得到的反饋是軸承損壞率更低。沒人愿意以更小的潤滑周期進行操作，其原因是人工加油成本昂貴。
[0030]但從摩擦副潤滑原理而言，多次少量的添加潤滑油以及摩擦副周圍的儲油槽隨時保持充足的潤滑油量，對延長軸承壽命、減少軌道磨損是有重大意義的。而定時、定量、集中、自動潤滑是解決潤滑不足問題的重要手段。
【實用新型內容】
[0031]本實用新型所要解決的技術問題是，針對上述現有技術的不足，提出一種使用集中潤滑系統提高轉杯紡紗機的紡杯軸承系統穩定性及壽命的方法，包括集中自動潤滑系統，新型的紡杯軸承座，新型減震套，新型軸承外圈，新型油嘴接頭，新型紡杯軸承集中潤滑接口方案以及紡杯軸承定位和為保護減震套彈性體而采取的密封技術。
[0032]本實用新型紡杯軸承機構及集中潤滑系統所采用的技術方案如下:
[0033]本實用新型轉杯紡紗機的紡杯軸承機構及潤滑系統，包括軸承座、減震套、軸承外圈、軸桿和轉杯，所述減震套、軸承外圈和軸桿均設置在軸承座內部，轉杯固定在軸桿端部，軸桿插入到軸承外圈內，在軸承外圈的內表面和軸桿的外表面各開兩個溝槽，溝槽內由兩列保持架和滾珠進行支撐，減震套套置在軸承外圈外部；還包括集中潤滑系統，所述集中潤滑系統包括可卸壓的潤滑油栗、時間程序控制裝置、螺旋油管、油嘴接頭和定量注油器，油嘴接頭通過螺旋油管與定量注油器相連接，且油嘴接頭穿過軸承座和減震套與軸承外圈內部連通，同時油嘴接頭的前端不與軸桿接觸；可卸壓的潤滑油栗在時間程序控制裝置的控制下，完成加壓、保持壓力、卸壓的過程，定量注油器用于在可卸壓的潤滑油栗加壓、保持壓