[发明专利]转杯纺纱设备的具有转杯轴和轴承单元的纺纱转杯轴承系统

说明书

本发明涉及一种转杯纺纱设备的纺纱转杯轴承系统，包括纺纱转杯(2)的转杯轴(10)以及用于转杯轴(10)的径向和轴向组合轴承的轴承单元(1)，转杯轴(10)包括永磁体(20)和端面(18)。轴承单元(1)包括具有第一轴向轭架(11)和第二径向轭架(12)的定子，第一轭架(11)包括第一直径(D_J1)的第一开口(8)，其中布置有凸台(14)。第二轭架(12)包括第二直径(D_J2)的第二开口(9)。第一开口(8)与转杯轴(10)之间形成径向气隙(S_R1)。端面(18)与凸台(14)之间形成轴向气隙(S_A)。转杯轴(10)的圆周面与第二轭架(12)之间形成另外径向气隙(S_R2)，转杯轴(10)的永磁体(20)布置于第一轭架(11)与第二轭架(12)之间。

技术领域

本发明涉及磁轴承技术领域，具体地涉及一种用于支承转杯纺纱设备的纺纱转杯的轴向/径向组合磁轴承，能够同时吸收轴向和径向轴承力。转杯纺纱设备的纺纱转杯轴承系统包括纺纱转杯的转杯轴以及用于转杯轴的径向和轴向组合轴承的轴承单元，其中转杯轴包括第一轴径和第二轴径以及布置于第一轴径与第二轴径之间的至少一个永磁体，并自转杯轴的第一轴径起在永磁体的一侧具有朝向转杯轴的轴线径向延伸的端面。

背景技术

磁轴承能够借助磁力在不发生材料接触的情况下支承轴(这里为转杯轴)。通常由可调节的电磁体产生轴承力。通过适当的反馈和电子调节确保机电系统的稳定性。磁轴承中通常使用了电磁轴承和永磁体的组合。磁轴承既可设计为轴向轴承，又可设计为径向轴承。往往需要在一台机器中组合两种类型的轴承，才能相对于支承轴的旋转轴线吸收轴向和径向上的轴承力。诸如电动机或磁力驱动器等机器一般需要两个或更多个径向轴承和至少一个轴向轴承以便转杯轴保持所需的位置。

专利文献DE 196 42 471 A1揭示了一种具有纺纱转杯的自由端转杯纺纱设备，其转杯轴支承于两对支撑盘的角撑中，通过轴向轴承支撑并由单个电动驱动器作用，该电动驱动器的定子固定至纺纱箱壳。转杯轴配置为中空轴，单个电动驱动器的转子集成于该中空轴内。然而，转杯轴的轴承却极不精确。

专利文献DE 10 2006 053 734 A1揭示了一种自由端纺纱设备的转杯驱动器。转杯驱动器驱动形成机轴的转杯轴和布置于其上的转杯体。转杯轴和转杯体形成用于纺丝的纺纱转杯。转杯轴作为转杯驱动器的转子的一部分并磁性支承于转杯驱动器的两侧上。借助两个永磁环和一个限定的可激励磁轴承线圈来进行支承。借助这些元件和感应传感器，可以调节操作期间自由悬挂的纺纱转杯的轴向位置。这样可以相对准确地确定和保持轴以及纺纱转杯的轴向位置。然而，转杯轴和纺纱转杯的径向位置却在很大的公差范围内变化。然而，为了能够纺出均匀无中断的纤丝，除了轴向位置外，纺纱转杯的径向位置也分外重要。

现代自由端转杯纺纱机中纺纱转杯的转速高达每分钟200000转。这类纺纱转杯具有转杯体，将纤维喂入转杯体，再将其从转杯体中作为纤丝拔出。转杯体的直径可以超过20毫米，最大可达40毫米。在纺纱转杯操作期间，纺纱转杯的转杯体和轴承上的作用力极高。纺纱转杯的稳定无故障支承尤为重要，既要产出尽量均匀的纤丝，又要确保纺纱设备的安全无故障运行。

专利文献WO 93/05310 A1揭示了一种轴向磁轴承。布置于定子的磁极片之间的轴绕有线圈。通过磁场使轴径向居中保持在线圈之间。可以通过主动调节系统来完成支承和定中。

发明内容

本发明的目的是改进利用磁轴承技术支承转杯轴的公知构思。轴承应在轴向和径向上精确，转杯轴应能轻松从轴承上安装和拆装。

为了达成上述目的，本发明提出了独立权利要求的主题。各种实施方案及改进方案请参阅从属权利要求。