专利名称：用于环锭纺纱机和环锭捻线机的钢领的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于环锭纺纱机和环锭捻线机的钢领。
一种用于环锭纺纱机和环锭捻线机的钢领，除了精确的加工形状以外，必须具有适合要求的最佳表面，使钢丝圈在钢领上的速度最高达到55米/秒，并能平稳的和尽可能磨损小的运行。为此，钢领的表面尽可能光洁和坚硬，对钢丝圈只能有小的运行阻力。因为钢丝圈在钢领上的稳定运行是随着钢领的磨损逐步增加而受到影响，导致纱断头的增加。此外，钢丝圈的磨损也是随着钢领的磨损缺陷增加而上升，从而使钢丝圈和钢领的使用期限缩短，导致纱断头增加和提高生产成本。
本发明的任务是，创造一个用于环锭纺纱机和环锭捻线机的钢领，能够经济的应用钢领和钢丝圈。
该任务可以通过具有权利要求1特征的钢领来实现。
最好藉助直接镀于钢领芯上的一硬铬层，使钢领获得很硬的，耐磨的表面，它牢固地附着钢领芯上。硬铬层的硬度值经维氏HV0.05仪器测定优选为900至1300，最好是超过1000的硬度值。令人惊奇的是，尽管钢丝圈在钢领上快速运行能够产生很高温度(最高约为1000℃)，而硬铬层毫无问题地可以作为钢领镀层。每个专业人员都了解，硬铬镀层至今未被采纳用于钢领，是由于硬铬层在温度为400℃以上时会变软(参看Schatt著的《机器、设备和仪器制造的材料》，德国国营基础材料工业出版社出版，Leipzig 1982年，第144页)。
具有优点的方式是，在镀硬铬层之前钢领的芯有一层经过抛光的芯表面。该芯也可以镀上铜层或镍层，然后将此镀层抛光，再在其上镀硬铬层。这种芯上面有镍层或铜层以及再镀上硬铬层的钢领，应用在腐蚀性的生产条件下特别有优点。抛光的芯表面镀一层硬铬层具有很光洁的表面，使钢丝圈在这种镀硬铬的钢领上很平稳的运行。因此毫无问题，新钢领不经试车跑合情况下即可投入运行，这样使试车跑合时间所造成的生产损失大大下降。
一种在钢领芯上镀铬层的钢领也有一抛光面，它显示出特别的优点，因为通过硬铬层表面的抛光，凸出于硬铬层表面的铬晶体锐边的顶尖被倒圆。硬铬层的这种尖的锐边晶体起到类似锉刀的作用，使经过硬铬层滑行的物体受到很强的磨损。至今所知的硬铬层的这种类似锉刀的特性，也是至今硬铬层不考虑应用于环锭纺纱机和环锭捻线机的钢领的另一原因。如果硬铬层的硬晶体尖角通过抛光倒圆，则这个问题就解决了。钢领对于在其上回转的钢丝圈只产生一微小的运行阻力，使钢丝圈不产生高的磨损。如果芯表面和硬铬层表面也被抛光，则获得了非常光滑的、硬的、耐磨钢领表面，钢领在该表面上可以磨损很小地运转。镀铬层之前芯表面的粗糙度，比如在Ra0～0.3微米，最好是低于0.2微米。例如芯表面的Ra值约为0.15微米，则镀硬铬层的表面粗糙度显示也大约是0.15微米。
如果采用结构的硬铬层(即所谓的局部铬层)和/或铬分散层，其内富含有非金属组分(ECD层)，即可以改变铬层性能，使它精确地符合各种要求。
如果钢领芯是调质钢制造，也同样具有优点。由于钢丝圈在钢领上以高的速度回转，能够产生大的离心力，所以钢丝圈是以相应的压力加载到钢领上。在这种高回转速度下产生的纱断头能够导致钢领受到钢丝圈的一个突然的冲击应力。一种特别软的钢领芯基材，在这种压力负荷或冲击应力下会使芯和硬铬层受到损伤。但如果钢领的基材是调质钢，则镀有硬铬层的材料能承受此高压力负荷和突然的冲击应力，钢领即能够经受这种负荷，使硬铬层和其下面的芯不受损伤。因为在100℃以下进行的镀硬铬层，其特性，例如硬度、基材等特性能够不再受到比如重结晶或热扩散过程而变化。钢领的寿命得到提高，并且根据一项结果，例如纱断头，可以使钢丝圈进一步能够在钢领上平稳磨损少的运行。调质滚动轴承钢表明特别适合用作钢领芯材料。
芯表面镀有一层镍层或铜层的钢领，施加硬铬层后显示出一特别好的耐腐蚀性，因为它们特别适用于极端的条件，例如湿法纺纱。
硬铬层的厚度最好在1微米和60微米之间，铬层厚度是在一种最佳实施形式，它在钢领受到最高负荷的区域内，即钢丝圈在钢领上运行相接触的区域为最厚。
一种钢领，只是在钢丝圈运行于钢领上处于钢领与钢丝圈相接触面的这个区域内镀有硬铬层，也同样能像那种完全镀硬铬层的钢领改进钢丝圈在钢领上的运行性能，因而达到较高运行寿命，较少的纱线断头和很微小的钢领磨损，所以使用这样一种钢领能起到经济的使用钢领和钢丝圈。
钢领上至少有一个电接触部位，通过该部位才能在钢领镀硬铬层时供电。电接触部位最好位于钢领座区域内，该底座相对于有接触面的区域，例如相对于一个凸缘。采取这种布置能保证在接触面的区域内不产生那些不应有的不平度，粗糙度或由于硬铬层或钢领表面的电接触部位引起的其它干扰。即使硬铬层经抛光后，该电接触部位目视已看不出，但该部位的硬铬层可能还有微损伤，使钢丝圈的抗磨损或运行或钢领的抗磨损受到负面影响。
根据本发明的一种钢领，能够优选应用于所有使用环锭纺纱机和环锭捻线机的纺纱厂和捻线厂，因为应用这种钢领可以降低生产成本。这种钢领对加工有润滑特性的材料具有特别优点，例如在加工时，这些材料在钢领和钢丝圈的区域内能给予起润滑性的动物油脂或纤维。这种钢领尤其适用于加工那种含有起润滑作用短纤维的棉花。由于钢领的表面有着很高的抗磨损性，对于钢丝圈承受很少的运行阻力，因此钢丝圈在这种钢领上运行磨损很小，不需要附加润滑，比如二硫化钼，即能保证高的使用寿命和很少纱断头的连续工作。即使在极端条件下，比如湿法纺纱，钢领也是很好的适用。在这种条件下，良好的抗腐蚀性尤其重要，可应用这种钢丝圈来获得，即它的硬铬层下面是例如镀镍或镀铜。
其他优选的实施形式和应用是本专利的从属权项内容。
本发明借助附
图1至3举例说明如下。
图1带一T型凸缘和一在T型凸缘上回转的钢丝圈的钢领部分示意图；图2a至2c横截面为不同凸缘形状的钢领，配置有相合适的钢丝圈；图3b是图2a的一种仅部分芯表面有镀层的钢领；以及图3b是图2a的钢领芯表面完全镀铬层并表示出硬铬层在该芯上的镀层厚度分布。
图1表示一个镀有硬铬层26(未作明细图示)的钢领10部分透视图，其芯11比如用调质滚动轴承钢制造，而其一端设计成T形凸缘12。与凸缘12相对的这一端设计成底座18，后者可以按完全不同的结构形式设计，例如图2c那样。钢领10的环形芯11有着一个抛光的芯表面28。
在钢领座18的区域内有一个电接触部位19(见图1中虚线所示)，钢领在进行电化学镀硬铬层时是通过该部位供电。在铬阴极沉积到钢领10上之前，有芯表面28的钢领10的芯11，或者镀另一种镀层，例如镍层或铜层，或者如该例，可以在阳极上进行溶蚀，以除去所有氧化物，杂质或者也可以去除芯表面28的中间防腐剂等等，硬铬层26能够直接沉积到芯表面28上。
图1所示的镀硬铬钢领10的T形凸缘12上，有一只合适的C形钢丝圈14按箭头方向I回转。钢领10上的钢丝圈14受到回转运行时作用到钢丝圈14上的离心力(箭头F)，按钢领10的径向方向向外挤压。一个看不见的C形钢丝圈14的侧面悬浮在钢领10的凸缘12的径向内侧上，使钢丝圈14保持在钢领10上。
图2a和2b表示镀铬钢领10的两种截面结构形式，其带有T形凸缘以及与之相配的同样略有差别的C形钢丝圈14。而图2c所示的一种镀硬铬钢领10的截面，其芯11设计成斜凸缘17的形状。举例的这种形状的芯11，与斜凸缘17相对应一端配置成正方形截面座18。在斜凸缘17上表示了一只相适合的钩状钢丝圈19。所有钢丝圈14，19都给示出相对于凸缘12，17的一个位置，即它们在运行时都进入到钢领10的有关位置。各个相对钢领10位于径向内侧的钢丝圈14，19的边侧20，22，是靠在各凸缘12，17的径向内侧16，16’，从而在钢丝圈14，19和钢领10的凸缘12，17之间构成的一接触面24。在该接触面24的区域内，钢领10在磨损，温度，压力等方面负荷最大。为了相应地对付这种负荷，钢领10的这一区域内的硬铬层为最厚。
图3a和3b再次表示图2a的钢领截面。在图3a中，只是一部分芯表面28镀硬铬层26，而图3b中的钢领10的芯11是完全覆有硬铬层26。硬铬层26是直接镀在钢领10的芯11的抛光芯表面28上。由于纱线30在机器运转时是穿行通过钢丝圈14，19(如图1中虚线所示)，纱依据速度，纱种类和机器调整处于不同的强张力下，因此钢领10或者说其凸缘12，17与钢丝圈14，19形成接触面24的区域能局部地变动。因此钢领10的凸缘12的径向内侧区域A，生产运转时能在该区域形成接触面24，应选择得稍为大于实际在该位置所形成的接触面24。
由于生产运转时构成接触面24的这个区域A处于最高的负荷，所以硬铬层26或多或少只在这个区域A上镀得(参看图3a)或者A区域镀层最厚(图3b)。
图3a表示钢领硬铬层26的一个实施例，钢领区域A内镀硬铬层多些，而能够承受负荷的过渡区域B镀硬铬层稍少一些(见图下部分)。钢领10的其余区域C不镀硬铬层26。这种钢领10具有像一个完全镀铬钢领10的那些优点，即钢领10和钢丝圈14，19的磨损很小，高的稳定运行，纱很少断头，等等。
在图3b所示的完全镀铬层的实施例中，区域A的硬铬层26厚度例如为20～40微米。在凸缘12的径向内侧16的区域B，硬铬层26为中等厚度，在10至25微米之间。余下区域C即钢领10的其余部分的镀层厚度至少是4微米。钢领10的过渡区域B采取中等厚度的镀硬铬层26的原因是，在生产运转时由于不适当的参数调整(纱种类，纱粗度，钢丝圈形状，钢丝圈重量，等等)，也能够在过渡区域B形成钢丝圈14，19和钢领10之间的一个接触面24。为了钢领10能在上述不适当参数调整下进行一次运转后不很快产生损伤，并能继续无问题地应用，钢领10需要在区域B有一层较厚于区域C的硬铬层26。
为了保证钢丝圈14，19在钢领10上平稳的，主要是磨损少的运转，硬铬层26的表面32在两个例子中的至少A区域应进行抛光，比如抛光达到粗糙度Ra0.2微米。
为了使钢领10的芯11也同样具有像芯表面镀的硬铬层26那样的耐磨性，该芯11例如用带调质表面的滚动轴承钢制造。冲击负荷或压力负荷可以由钢领10承受，使硬铬层26不致由于其下面的较“软”材料的芯11变形而遭致损伤。用于芯11的基本材料，当然可以考虑使用其他的材料，例如其他硬化的，调质的和非调质处理的钢，陶瓷，塑料或者比如复合材料，这些具有与调质滚动轴承钢相同的性能，例如硬度，冲击韧性，等等。为了有更好的耐磨蚀性能，钢领芯可以镀一层镍层或铜层。硬铬层本身也可以是一种ECD层或局部铬层。
所有钢领形式，如图2a至2c已表明的钢领10的不同形式，都适合设计成带硬铬层26的这种钢领10。有关钢丝圈14，19的材料和形状，就其可与本发明的这种钢领10一起使用方面是没有限制的。
权利要求
1．环锭纺纱机或环锭捻线机用的钢领，其特征在于，一环形芯(11)，其有一层硬铬镀层(26)。
2．根据权利要求1的钢领，其特征在于，这种镀上硬铬的硬铬层(26)有一个抛光表面，且最好是一种具有一定结构的和/或富含非金属组分的硬铬层。
3．根据权利要求1或2的钢领，其特征在于，这种硬铬层(26)是直接镀在钢领(10)的芯(11)上，以及处于硬铬层(26)下的芯(11)具有一个特别抛光的芯表面(28)。
4．根据权利要求1或2的钢领，其特征在于，芯(11)镀有一铜层或镍层，以及这种铜层或镍层有着特殊的抛光面。
5．根据上述权利要求之一项的钢领，其特征在于，钢领(10)的芯(11)是钢制，特别是用调质钢制造。
6．根据上述权利要求中之一项的钢领，其特征在于，硬铬层(26)厚度介于1微米和60微米之间，硬度HV是在900和1200之间，粗糙度Ra最高为0.3微米。
7．根据上述权利要求中之一项的钢领，其特征在于，钢领有一个接触面(24)，它是由一个钢丝圈(14，19)运行于钢领(10)上所产生的接触部位所确定，以及该接触面(24)至少有一镀铬层(26)，其余的面也都应有一硬铬层(26)，而接触面的硬铬层(26)是最厚。
8．根据权利要求7的钢领，其特征在于，与钢领(10)带接触面(24)这侧相对的底座(18)上有一个电接触部位(19)，其中带接触面一侧最好设计成凸缘(12)。
9．根据权利要求1至8项中之一项的钢领的应用，用于加工这类纤维材料，即加工具有润滑性能的物质，尤其是棉花这种起润滑作用的纤维。
10．根据权利要求1至8项中之一项的钢领(10)应用于纺纱厂或捻线厂。
全文摘要
本发明涉及一种用于环锭纺纱机或环锭捻线机的钢领(10),其环形芯(11)镀有一硬铬层(26)。
文档编号D01H7/52GK1295634SQ98814083
公开日2001年5月16日 申请日期1998年4月2日 优先权日1998年4月2日
发明者J·凯吉 申请人:布拉克公开股份有限公司