环锭纺纱机的钢领-钢丝圈系统的制作方法
【专利摘要】一种环锭纺纱机的钢领-钢丝圈系统是非液体润滑类型的。所述钢领-钢丝圈系统包括钢领和沿着钢领行进的钢丝圈。在钢领和钢丝圈中的一个的表面部分上交替地设置有多个凹部和多个平坦脊部。钢领和钢丝圈中的另一个在钢丝圈行进时在所述表面部分上滑动。每个凹部具有0.1到20μm的深度。每个平坦脊部具有1到250μm的宽度。
【专利说明】环锭纺纱机的钢领-钢丝圈系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环锭纺纱机的钢领-钢丝圈系统，并且更具体而言，涉及一种没有液体润滑的环锭纺纱机的钢领-钢丝圈系统。
【背景技术】
[0002]已经提出了各种技术用于环锭细纱机的钢领-钢丝圈系统，以减少影响钢领-钢丝圈系统的性能的摩擦磨损和粘附，同时提高速度并且延长系统的寿命。这样的技术包括材料改变、表面处理、形状改变以及使用液体润滑。特别是使用液体润滑是有效的并且相对廉价的。然而，穿过的纱线可能被润滑油污染，并且油的使用导致频繁的维护。因此，液体润滑仅使用于有限的应用，例如毛线的纺纱。
[0003]日本国家阶段特开专利公开文献N0.2002-510755提出了对环锭细纱机或环锭捻线机的钢领应用表面处理。表面处理减少了摩擦并且通过镀覆硬铬来执行。该公开文献描述了硬铬镀层优选地具有I到60 ii m的厚度和0.3 ii m的最大粗糙度Ra。
[0004]国际公开文献N0.W02004/035255虽然没有直接涉及环锭纺纱机，但是描述了一种用于形成减少材料表面的摩擦阻力的微小周期结构的方法。具体而言，将飞秒脉冲激光束发射到材料表面上并且在材料表面上扫描以便于使被照射部分交叠。入射光和散射光之间的沿着材料表面延伸的干涉导致形成周期结构的烧蚀。周期结构具有亚微米的间隔和凹槽深度。
[0005]然而，在日本国家阶段特开专利公开文献N0.2002-510755的结构中，摩擦的减少对于行进是不够的，并且磨损可能导致钢丝圈的分离。另外，在国际公开文献N0.W02004035255中描述的结构中，在滑动表面上形成有微小周期结构，设计用于在存在液体润滑的情况下滑动。因此，将该结构应用于不提供液体润滑的钢领-钢丝圈系统导致周期结构的早期磨损，这带来摩擦减小效果的损失。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种环锭纺纱机的钢领-钢丝圈系统，其无需使用液体润滑就获得了改进的长持续时间的摩擦减小效果。
[0007]为了实现上述目的，本发明的一个方面是一种环锭纺纱机的钢领-钢丝圈系统。所述钢领-钢丝圈系统是非液体润滑类型的。所述钢领-钢丝圈系统包括钢领和沿着钢领行进的钢丝圈。在钢领和钢丝圈中的一个的表面部分上交替地设置有多个凹部和多个平坦脊部。钢领和钢丝圈中的另一个在钢丝圈行进时在所述表面部分上滑动。每个凹部具有
0.1到20 i! m的深度。每个平坦脊部具有I到250 y m的宽度。
[0008]所述环锭纺纱机包括穿过沿着钢领滑动的钢丝圈卷绕纱线的环锭细纱机和环锭捻线机，钢领由钢领板支承并且上升和下降。所述凹部包括凹槽和由平坦表面环绕的洼陷部。【专利附图】
【附图说明】
[0009]参考下面结合附图对当前优选实施例的描述，可以最佳地理解本发明及其目的和优点，在附图中:
图1A为表不第一实施例的钢领的立体图；
图1B为图1A的钢领的局部放大图；
图1C为表示纺纱期间的钢领和钢丝圈之间的关系的示意剖视图；
图2A-图2C为表示凹槽和平坦脊部之间的关系的示意剖视图；
图3A-图3C为表示凹槽的方向的示意图；
图4A-图4C为表示对角地延伸的凹槽和平坦脊部之间的关系的示意图；
图5为表示行进阻力和行进距离之间的关系的图表；
图6A为表示与第一实施例的钢领一起使用的钢丝圈的磨损的示意图；
图6B为表不与商品钢领一起使用的钢丝圈的磨损的不意图；
图7为表示第二实施例中的凹部的示意图；
图8为表示行进阻力和行进距离之间的关系的图表；
图9A为表示与第二实施例的钢领一起使用的钢丝圈的磨损的示意图；
图9B为表不与商品钢领一起使用的钢丝圈的磨损的不意图；
图10为表示在凹部壁上包括固体润滑涂层的一个实施例的示意剖视图；
图1lA为表示另一个实施例中的凹槽的形状的示意剖视图；
图1lB为表不另一个实施例中的凹槽的布局的不意图；
图1lC为表示另一个实施例中的钢领和钢丝圈的形状的局部剖视图；以及 图12为表不另一个实施例中的凹部的不意图。
【具体实施方式】
[0010]第一实施例
参考图1A至图6B，现在将描述环锭细纱机的钢领-钢丝圈系统的第一实施例。
[0011]参考图1A至图1C，钢领-钢丝圈系统包括钢领11和钢丝圈12。钢领11包括具有T形剖面的凸缘11a。钢丝圈12具有C形剖面。钢领11由轴承钢制成。如图1B和图1C所示，将镀覆层13应用到凸缘11a。镀覆层13是具有大约10至20 iim厚度的铬镀层。
[0012]镀覆层13在表面部分上包括周期结构14 (纹理)，当钢丝圈12行进时，钢丝圈12在表面部分上滑动。在本实施例中，周期结构14如图1C所示形成在凸缘Ila的内周面上。如图2A至图4C所示，周期结构14包括交替地设置的凹槽15和平坦脊部16。凹槽15也称为凹部。每个凹槽15具有0.1至20 iim的深度。优选地，每个凹槽15具有5 iim或更小的深度。每个平坦脊部16具有I到250 u m的宽度。优选地，每个平坦脊部16具有10到50 u m的宽度。
[0013]凹槽15具有均匀的宽度。如图2A所示，每个凹槽15可以具有凹槽宽度W1，其与脊部宽度W2相同，脊部宽度W2是平坦脊部16的宽度。另外，凹槽宽度Wl可以如图2B所示比脊部宽度W2宽或者如图2C所示比脊部宽度W2窄。此外，凹槽15可以如图3A所示垂直于钢领11的圆周方向延伸，如图3B所示平行于钢领11的圆周方向延伸，或者如图3C所示与钢领11的圆周方向对角地延伸。在图3A至图3C中，圆周方向沿着侧向方向延伸。[0014]周期结构14例如通过对钢领11的待形成周期结构14的部分发射飞秒脉冲激光来形成。
[0015]现在将描述钢领-钢丝圈系统的操作。从牵伸部(未示出)供给的纱线Y如图1C所示穿过钢丝圈12，并且卷绕在以高速旋转的筒管(未示出)上。在正常纺纱操作期间，环锭细纱机的最大转速为大约25000 rpm。纱线Y当被卷绕时施加张力到钢丝圈12，以便钢丝圈12沿着凸缘Ila行进。虽然前进的钢丝圈12的朝向根据转速而略微改变，但是钢丝圈12与凸缘Ila的内下部接触着行进。
[0016]本实施例的钢领-钢丝圈系统包括钢领11，钢领11具有设置有周期结构14的表面部分，当钢丝圈12行进时，钢丝圈12在表面部分上滑动。周期结构14包括交替地设置的凹槽15和平坦脊部16。当钢丝圈12沿着钢领11行进时，凹槽15与周围空气产生楔效应，并且从钢丝圈12和钢领11的接触界面排出杂质，例如磨损颗粒。因此，不需要使用液体润滑就实现了摩擦减小效果。此外，由于钢丝圈12沿着平坦脊部16行进，所以凹槽15不磨损。结果，本实施例与常规系统相比提高了摩擦减小效果，并且摩擦减小效果持续很长时间。此外，通过形成周期结构14，可以循环利用已经使用了很长时间的常规钢领。
[0017]示例 I
首先，准备具有不包括平坦脊部的周期结构的钢领11，以评估周期结构14的效力。周期结构通过对钢领11的指定部分发射飞秒脉冲激光来形成。准备包括三种不同类型的钢领11的钢领-钢丝圈系统。第一钢领11包括垂直于钢领11的圆周方向设置的周期脊部和凹槽。第二钢领11包括平行于圆周方向设置的周期脊部和凹槽。第三钢领11包括与圆周方向对角地设置的周期脊部和凹槽。作为比较例，准备包括没有周期结构的商品钢领的钢领-钢丝圈系统。不执行任何预处理运转而进行纺纱测试。测试所述系统，直到每个钢丝圈12的行进距离达到6600km (33次落纱操作X直到落纱操作的钢丝圈12的200km的行进距离)，以评估行进阻力和行进距离之间的关系。行进阻力通过可旋转地支承钢领并且测量由钢丝圈施加到钢领的牵引力来获得。
[0018]直到行进距离达到2200km，包括周期结构14的钢领-钢丝圈系统都具有比包括商品钢领的系统低的行进阻力。然后，在2600到4200km之间，具有平行和斜向周期结构14的系统具有比具有商品钢领的系统的行进阻力低30%的行进阻力。然而，当达到13次落纱操作时，具有垂直周期结构14的系统失去了其相对于具有商品钢领的系统的优势。
[0019]然后，利用图4A至图4C所示的各种类型的钢领11，来评估行进阻力和行进距离之间的关系。钢领11每个具有周期结构14，周期结构14由与钢领11的圆周方向对角(如图4所示的侧向方向)设置的周期脊部和凹槽形成。如图4A至图4C所示，钢领11的凹槽宽度Wl和平坦脊部16的脊部宽度W2不同。在图4A至图4C中，阴影部分是凹槽15，而非阴影部分是平坦脊部16。
[0020]在包括周期结构14的钢领11上进行测试，周期结构14具有相对于钢领11的圆周方向以45°角延伸的凹槽15。如下面的表格I所示，钢领11具有不同的凹槽宽度W1、脊部宽度W2和凹槽深度D。通过在直到行进距离达到1400km执行的预处理运转中使转速从15000rpm逐步地增加到21000rpm,来执行纺纱操作。从1600km的行进距离起，以22000rpm的高转速执行纺纱。
[0021]表格I
【权利要求】
1.一种环锭纺纱机的钢领-钢丝圈系统，其中所述钢领-钢丝圈系统是非液体润滑类型的，所述钢领-钢丝圈系统包括: 钢领；和 沿着所述钢领行进的钢丝圈， 所述钢领-钢丝圈系统的特征在于， 在所述钢领和所述钢丝圈中的一个的表面部分上交替地设置有多个凹部和多个平坦脊部，所述钢领和所述钢丝圈中的另一个在所述钢丝圈行进时在所述表面部分上滑动， 每个所述凹部具有0.1到20 i! m的深度，并且 每个所述平坦脊部具有I到250 y m的宽度。
2.根据权利要求1所述的钢领-钢丝圈系统，其中每个所述平坦脊部具有10到50y m的宽度。
3.根据权利要求1所述的钢领-钢丝圈系统，其中每个所述凹部具有5u m或更小的深度。
4.根据权利要求1所述的钢领-钢丝圈系统，其中所述凹部是凹槽。
5.根据权利要求1所述的钢领-钢丝圈系统，其中 所述凹部是圆形洼陷部，每个具有5到50 ii m的直径和I到10 ii m的深度，并且 相邻的洼陷部以10到100 u m的距离分离。
6.根据权利要求1至5任意一项所`述的钢领-钢丝圈系统，其中在所述凹部和所述平坦脊部中，至少所述凹部每个包括固体润滑镀覆层。
7.一种用于环锭纺纱机的的钢领，所述钢领包括表面部分，钢丝圈在所述钢丝圈行进时在所述表面部分上滑动，所述钢领的特征在于， 在所述表面部分上交替地设置有多个凹部和多个平坦脊部， 每个所述凹部具有0.1到20 ii m的深度，并且 每个所述平坦脊部具有I到250 y m的宽度。
8.一种用于环锭纺纱机的钢丝圈，所述钢丝圈包括表面部分，钢领在所述钢丝圈行进时在所述表面部分上滑动，所述钢丝圈的特征在于， 在所述表面部分上交替地设置有多个凹部和多个平坦脊部， 每个所述凹部具有0.1到20 ii m的深度，并且 每个所述平坦脊部具有I到250 y m的宽度。
【文档编号】D01H7/60GK103526357SQ201310273529
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2012年7月4日
【发明者】中野勉, 丸山直树, 富永直路 申请人:株式会社丰田自动织机