转杯纺纱机的纺杯轴承机构及润滑系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纺织领域，尤其涉及一种使用集中润滑系统提高转杯纺纱机的纺杯轴承系统稳定性及寿命的方法，包括集中自动润滑系统，新型的纺杯轴承座，新型减震套，新型轴承外圈及一种新型纺杯轴承，新型油嘴接头，新型纺杯轴承集中润滑接口方案以及轴承定位和为保护减震套弹性体而采取的密封技术。
【背景技术】
[0002]纺杯轴承空腔结构、减震套腐蚀及润滑孔密封以轴承内部空腔形态分类目前现存在两大类纺杯轴承。一种是通孔式，另一种是储油槽式。
[0003]捷克的里特埃利特斯公司(Rieter Elitex AS)早在1990年提出一种高速轴承，申请号为CS475090，公开(公告)号为CZ281421B6，后来Rieter Elitex AS在中国申请类似专利，申请号为CN01117824，其空腔结构基本为一个内径相等的直通孔。这种结构有利于润滑脂的推送，但是对于稀油润滑来说，由于没有设置储油槽，稀油很容易渗漏损失。后来就出现了带有两个储油槽的空腔，最早可见1999年Rieter Elitex AS利用优先权CZ29798在中国申请的专利CN99100764中的附图，该专利已被授权，公告号为CN1106464C。两个储油槽连接部分具有一个容纳C型塑料环的沟槽，该C型塑料环主要用于使用顶丝固定纺杯轴承。而轴承内部的空腔结构受到挤压而不得不减少内孔直径，而最终形成了一个哑铃型的空腔结构。这种带储油槽的空腔更有利于稀油润滑中润滑油的储存。
[0004]
已存在三种具有储油槽的轴承设计
第一种，仅在靠近纺杯侧设一个较大润滑孔，同时带有C型塑料环。这种轴承只需在一个润滑孔加油即可润滑，操作简单方便，而且润滑孔可以竖直向上布置。缺点是油滴到达远离润滑孔的摩擦副比较困难。尤其在轴承缺油时，容易造成较大的磨损。针对失效轴承的大量测量实验数据也支持这一结论。
[0005]另外两种在轴承两端均设有润滑孔，同时带有C型塑料环。一种是两端都是小孔，另一种是纺杯侧为大孔，龙带侧仍是小孔。两个孔均设有一个有孔簧圈可以露出或盖住润滑孔。理论上讲，两个润滑孔有利于对两个储油区分别加油，从而实现均匀润滑。但缺点就是操作麻烦。轴承外面的减震套位置狭小，由于操作顺序的原因，必须把顶丝放在竖直向上的位置。这样就没有位置留给分布在两端的两个润滑孔了。所以适用于两端加油的减震套开孔就只能放在顶丝位置的侧面，并且人工无法直接加油。完成加油过程就意味着需要把轴承从减震套中取出，同时伴有一系列的复杂操作，工作量非常大。
[0006]在最新的产品中，两端加油的轴承减震套普遍使用了一种更早的方案，一种只有顶丝孔，没有润滑孔的减震套。这种方案参见1998年的专利CZ29698，该专利已被授权CZ285560B6，优先权号为CZ29698，在中国的申请号为CN99102759，授权公告号为CN1106465C。
[0007]具有润滑孔的减震套有两种，一种适用于单孔润滑，减震套的上部设置有顶丝孔、顶丝螺母和一个较大的润滑孔；轴承座与减震套之间夹持一个润滑套，润滑套是一个带孔弹性体，润滑套的内孔与减震套的润滑孔、轴承的润滑孔相通；且顶丝孔和较大的润滑孔大致在同一方向上，均为垂直向上分布，可以从轴承座的上部开口处进行手动装卸顶丝和加润滑油等操作。
[0008]当需要重新装入单孔润滑的纺杯轴承的时候，很难保证纺杯轴承的润滑孔完全与减震套的注油孔和润滑套的润滑油通道内孔完全重合。当润滑油沿着润滑套内壁流入轴承内部时，会残留在轴承外圈的外表面，这部分残油在轴承与润滑套的结合部随着常年高频震动，会逐渐的渗透并接触到距离很近的减震套弹性体。
[0009]另一种减震套适用于双孔润滑的纺杯轴承，在顶丝侧面开两个偏注油孔，虽然双孔润滑轴承预先设有油孔挡圈，但基本不起什么作用，润滑油泄漏情况很严重，减震套弹性体受损也很严重，而且向偏在一侧的润滑孔加油难度也很大。所以在最新生产的设备上使用了只有顶丝，未设置润滑孔的减震套加油时必须把纺杯轴承完全从减震套中取出。
[0010]润滑油逸出
纺杯轴承的轴杆转速可达llOOOOrpm，已经常使用的10000rpm为例，
直径1mm的轴杆表面的气流附面层的气体分子会随轴杆表面一起转动，并不断的受到离心力而被甩出。轴杆直径通常为10_，这些气体分子的瞬间被甩出的线速度可以达到V=3.14X0.01 X 100000=3140 米 / 分钟=188.4 千米 / 小时
众多的高速气体分子强烈撞击储油槽中的润滑油，使得轴承内腔中的润滑油四处飞溅或者被击碎为微米级的油雾颗粒而四处弥漫，从而使轴承内部的两个摩擦副得到很好的润滑。
[0011 ] 在轴杆高速转动过程中，一部分被击碎的润滑油会从润滑孔上溯逸出，通过毛细、虹吸等作用接触到减震套上的弹性体，在长期震动且较高温度环境中(纺杯轴承正常工作温度为摄氏60度左右)腐蚀弹性体。仅仅3年左右，就可以使弹性体支离破碎而失效。弹性体失效后造成的直接影响就是对轴承高速运转造成不利。所以，设备生产商一般会在产品使用手册中要求用户每3年更换一次轴承减震套，以保证整机的良好状态。而当使用者不愿付出高额成本更换减震套时，他们就不得不付出降低速度和产量的代价，同时轴承也会因减震套失效而更多损坏。
[0012]实践证明减震套往往是靠近润滑孔的一侧弹性体失效，同时远离润滑孔的另一端基本完好。因此，保持减震套的弹性体与润滑油的隔绝，是延长减震套寿命的关键。除了使用专利CZ29698中的方案外，加强对轴承和减震套润滑孔的密封，也是解决问题的另外一种方式。
[0013]人工润滑
传统单孔人工润滑的纺杯轴承的加油循环
切断纱线——拉出纺纱箱——摘下轴承座上盖——5ml针筒式油枪加油0.4ml——盖上轴承座上盖一一纺纱箱复位一一纱线重新生头
每当为12个纺杯轴承加油后，就要对油枪重新装填一次。而一台转杯纺纱机一般具有320-500个纺杯轴承。
[0014]当需要重新装入单孔润滑的纺杯轴承的时候，很难保证纺杯轴承的润滑孔完全与减震套的注油孔和润滑套的润滑油通道完全重合。当润滑油沿着润滑套内壁流入轴承内部时，会残留在轴承的外表面，这部分残油在轴承与润滑套的结合部随着常年高频震动，会逐渐的渗透并接触到距离很近的减震套弹性体。
[0015]
传统双孔人工润滑的纺杯轴承加油循环
切断纱线拉出纺纱箱摘下轴承座上盖用螺丝刀旋出顶丝用专用工具取出纺杯轴承结合件一一分别推动两个油孔挡圈直至露出两个加油小孔一一使用油枪加油每孔0.2ml一一分别推动两个油孔挡圈直至两个加油小孔被挡住一一使用可以定位的安装工具装入纺杯轴承结合件一一拧紧顶丝，并确保顶在C型塑料环上一一盖上轴承座上盖一一纺纱箱复位一一纱线重新生头集中润滑
几种现有的稀油润滑的纺杯轴承由于顶丝定位的需要，都必须使用C型塑料环。而C型塑料环的存在又挤压了轴承内部空间。呈哑铃形的空间严重限制了润滑油自由运动。纺杯轴承外圈(纵截面)围成的空腔形成一个哑铃形状，其狭窄部分的主要作用是为C型塑料环留出足够的位置。因为原有的顶丝需要顶在一个C型塑料环上，防止轴承发生轴向窜动而发生事故或者自行旋转从而使加油孔错位。在大部分情况下，狭窄的过油狭缝与纺杯轴杆之间围成了一个间距2mm的管形空间C，而该空间的长度却可以达到10mm。正对润滑孔的哑铃头是第一环形储油槽9a。这里的油如果想到达没有远离润滑孔的第二环形储油槽时，需要穿过一个狭长的过油狭缝，这是比较困难的，特别是当轴承进入缺油状态时。长期实践证明，大部分失效的所对应的轨道磨损量都会比大许多倍。这也是影响轴承寿命的重要因素之一。
[0016]由于密封垫片组和轴杆之间必然存在加工和配合差异。在轴杆高速转动过程中，另一部分被击碎的润滑油会从两端轴承轴杆与密封垫片组的缝隙中渗出。这种渗出日积月累，会造成同一台转杯纺纱机上的几百个轴承存在程度不同的润滑油泄漏问题及轨道磨损问题。从而造成这些轴承即使按照推荐的润滑周期加油，也会面临从运转一开始就不断有轴承失效的问题。
[0017]从轴承修复率角度来看，按照推荐的2000小时润滑周期操作的失效轴承，其失效原因多为轨道严重磨损，轴承修复率普遍不足10% ;而从一开始就按照700小时润滑周期操作的轴承，轨道磨损量大大减少，保持架损坏的比例增加，经更换保持架、陶瓷球、润滑脂后的轴承修复率可达50% ;也有极个别使用者以350小时为润滑周期，得到的反馈是轴承损坏率更低。没人愿意以更小的润滑周期进行操作，其原因是人工加油成本昂贵。
[0018]但从摩擦副润滑原理而言，多次少量的添加润滑油以及摩擦副周围的储油槽随时保持充足的润滑油量，对延长轴承寿命、减少轨道磨损是有重大意义的。而定时、定量、集中、自动润滑是解决润滑不足问题的重要手段。
【发明内容】
[0019]本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提出一种使用集中润滑系统提高转杯纺纱机的纺杯轴承系统稳定性及寿命的方法，包括集中自动润滑系统，新型的纺杯轴承座，新型减震套，新型轴承外圈，新型油嘴接头，新型纺杯轴承集中润滑接口方案以及纺杯轴承定位和为保护减震套弹性体而采取的密封技术。
[0020]本发明纺杯轴承机构及集中润滑系统所采用的技术方案如下:
本发明转杯纺纱机的纺杯轴承机构及润滑系统，包括轴承座、减震套、轴承外圈、轴杆和转杯，所述减震套、轴承外圈和轴杆均设置在轴承座内部，转杯固定在轴杆端部，轴杆插入到轴承外圈内，在轴承外圈的内表面和轴杆的外表面各开两个沟槽，沟槽内由两列保持架和滚珠进行支撑，减震套套置在轴承外圈外部；还包括集中润滑系统，所述集中润滑系统包括可卸压的润滑油栗、时间程序控制装置、螺旋油管、油嘴接头和定量注油器，油嘴接头通过螺旋油管与定量注油器相连接，且油嘴接头穿过轴承座和减震套与轴承外圈内部连通，同时油嘴接头的前端不与轴杆接触；可卸压的润滑油栗在时间程序控制装置的控制下，完成加压、保持压力、卸压的过程，定量注油器用于在可卸压的润滑油栗加压、保持压力、卸压的过程中完成一次定量储油、定量注油的循环，所述定量注油器为加压式定量注油器或卸