專利名稱：用于環(huán)錠紡紗機(jī)和環(huán)錠捻線機(jī)的鋼領(lǐng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于環(huán)錠紡紗機(jī)和環(huán)錠捻線機(jī)的鋼領(lǐng)。
一種用于環(huán)錠紡紗機(jī)和環(huán)錠捻線機(jī)的鋼領(lǐng)，除了精確的加工形狀以外，必須具有適合要求的最佳表面，使鋼絲圈在鋼領(lǐng)上的速度最高達(dá)到55米/秒，并能平穩(wěn)的和盡可能磨損小的運(yùn)行。為此，鋼領(lǐng)的表面盡可能光潔和堅(jiān)硬，對(duì)鋼絲圈只能有小的運(yùn)行阻力。因?yàn)殇摻z圈在鋼領(lǐng)上的穩(wěn)定運(yùn)行是隨著鋼領(lǐng)的磨損逐步增加而受到影響，導(dǎo)致紗斷頭的增加。此外，鋼絲圈的磨損也是隨著鋼領(lǐng)的磨損缺陷增加而上升，從而使鋼絲圈和鋼領(lǐng)的使用期限縮短，導(dǎo)致紗斷頭增加和提高生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的任務(wù)是，創(chuàng)造一個(gè)用于環(huán)錠紡紗機(jī)和環(huán)錠捻線機(jī)的鋼領(lǐng)，能夠經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用鋼領(lǐng)和鋼絲圈。
該任務(wù)可以通過具有權(quán)利要求1特征的鋼領(lǐng)來實(shí)現(xiàn)。
最好藉助直接鍍于鋼領(lǐng)芯上的一硬鉻層，使鋼領(lǐng)獲得很硬的，耐磨的表面，它牢固地附著鋼領(lǐng)芯上。硬鉻層的硬度值經(jīng)維氏HV0.05儀器測定優(yōu)選為900至1300，最好是超過1000的硬度值。令人驚奇的是，盡管鋼絲圈在鋼領(lǐng)上快速運(yùn)行能夠產(chǎn)生很高溫度(最高約為1000℃)，而硬鉻層毫無問題地可以作為鋼領(lǐng)鍍層。每個(gè)專業(yè)人員都了解，硬鉻鍍層至今未被采納用于鋼領(lǐng)，是由于硬鉻層在溫度為400℃以上時(shí)會(huì)變軟(參看Schatt著的《機(jī)器、設(shè)備和儀器制造的材料》，德國國營基礎(chǔ)材料工業(yè)出版社出版，Leipzig 1982年，第144頁)。
具有優(yōu)點(diǎn)的方式是，在鍍硬鉻層之前鋼領(lǐng)的芯有一層經(jīng)過拋光的芯表面。該芯也可以鍍上銅層或鎳層，然后將此鍍層拋光，再在其上鍍硬鉻層。這種芯上面有鎳層或銅層以及再鍍上硬鉻層的鋼領(lǐng)，應(yīng)用在腐蝕性的生產(chǎn)條件下特別有優(yōu)點(diǎn)。拋光的芯表面鍍一層硬鉻層具有很光潔的表面，使鋼絲圈在這種鍍硬鉻的鋼領(lǐng)上很平穩(wěn)的運(yùn)行。因此毫無問題，新鋼領(lǐng)不經(jīng)試車跑合情況下即可投入運(yùn)行，這樣使試車跑合時(shí)間所造成的生產(chǎn)損失大大下降。
一種在鋼領(lǐng)芯上鍍鉻層的鋼領(lǐng)也有一拋光面，它顯示出特別的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橥ㄟ^硬鉻層表面的拋光，凸出于硬鉻層表面的鉻晶體銳邊的頂尖被倒圓。硬鉻層的這種尖的銳邊晶體起到類似銼刀的作用，使經(jīng)過硬鉻層滑行的物體受到很強(qiáng)的磨損。至今所知的硬鉻層的這種類似銼刀的特性，也是至今硬鉻層不考慮應(yīng)用于環(huán)錠紡紗機(jī)和環(huán)錠捻線機(jī)的鋼領(lǐng)的另一原因。如果硬鉻層的硬晶體尖角通過拋光倒圓，則這個(gè)問題就解決了。鋼領(lǐng)對(duì)于在其上回轉(zhuǎn)的鋼絲圈只產(chǎn)生一微小的運(yùn)行阻力，使鋼絲圈不產(chǎn)生高的磨損。如果芯表面和硬鉻層表面也被拋光，則獲得了非常光滑的、硬的、耐磨鋼領(lǐng)表面，鋼領(lǐng)在該表面上可以磨損很小地運(yùn)轉(zhuǎn)。鍍鉻層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值約為0.15微米，則鍍硬鉻層的表面粗糙度顯示也大約是0.15微米。
如果采用結(jié)構(gòu)的硬鉻層(即所謂的局部鉻層)和/或鉻分散層，其內(nèi)富含有非金屬組分(ECD層)，即可以改變鉻層性能，使它精確地符合各種要求。
如果鋼領(lǐng)芯是調(diào)質(zhì)鋼制造，也同樣具有優(yōu)點(diǎn)。由于鋼絲圈在鋼領(lǐng)上以高的速度回轉(zhuǎn)，能夠產(chǎn)生大的離心力，所以鋼絲圈是以相應(yīng)的壓力加載到鋼領(lǐng)上。在這種高回轉(zhuǎn)速度下產(chǎn)生的紗斷頭能夠?qū)е落擃I(lǐng)受到鋼絲圈的一個(gè)突然的沖擊應(yīng)力。一種特別軟的鋼領(lǐng)芯基材，在這種壓力負(fù)荷或沖擊應(yīng)力下會(huì)使芯和硬鉻層受到損傷。但如果鋼領(lǐng)的基材是調(diào)質(zhì)鋼，則鍍有硬鉻層的材料能承受此高壓力負(fù)荷和突然的沖擊應(yīng)力，鋼領(lǐng)即能夠經(jīng)受這種負(fù)荷，使硬鉻層和其下面的芯不受損傷。因?yàn)樵?00℃以下進(jìn)行的鍍硬鉻層，其特性，例如硬度、基材等特性能夠不再受到比如重結(jié)晶或熱擴(kuò)散過程而變化。鋼領(lǐng)的壽命得到提高，并且根據(jù)一項(xiàng)結(jié)果，例如紗斷頭，可以使鋼絲圈進(jìn)一步能夠在鋼領(lǐng)上平穩(wěn)磨損少的運(yùn)行。調(diào)質(zhì)滾動(dòng)軸承鋼表明特別適合用作鋼領(lǐng)芯材料。
芯表面鍍有一層鎳層或銅層的鋼領(lǐng)，施加硬鉻層后顯示出一特別好的耐腐蝕性，因?yàn)樗鼈兲貏e適用于極端的條件，例如濕法紡紗。
硬鉻層的厚度最好在1微米和60微米之間，鉻層厚度是在一種最佳實(shí)施形式，它在鋼領(lǐng)受到最高負(fù)荷的區(qū)域內(nèi)，即鋼絲圈在鋼領(lǐng)上運(yùn)行相接觸的區(qū)域?yàn)樽詈瘛?br> 一種鋼領(lǐng)，只是在鋼絲圈運(yùn)行于鋼領(lǐng)上處于鋼領(lǐng)與鋼絲圈相接觸面的這個(gè)區(qū)域內(nèi)鍍有硬鉻層，也同樣能像那種完全鍍硬鉻層的鋼領(lǐng)改進(jìn)鋼絲圈在鋼領(lǐng)上的運(yùn)行性能，因而達(dá)到較高運(yùn)行壽命，較少的紗線斷頭和很微小的鋼領(lǐng)磨損，所以使用這樣一種鋼領(lǐng)能起到經(jīng)濟(jì)的使用鋼領(lǐng)和鋼絲圈。
鋼領(lǐng)上至少有一個(gè)電接觸部位，通過該部位才能在鋼領(lǐng)鍍硬鉻層時(shí)供電。電接觸部位最好位于鋼領(lǐng)座區(qū)域內(nèi)，該底座相對(duì)于有接觸面的區(qū)域，例如相對(duì)于一個(gè)凸緣。采取這種布置能保證在接觸面的區(qū)域內(nèi)不產(chǎn)生那些不應(yīng)有的不平度，粗糙度或由于硬鉻層或鋼領(lǐng)表面的電接觸部位引起的其它干擾。即使硬鉻層經(jīng)拋光后，該電接觸部位目視已看不出，但該部位的硬鉻層可能還有微損傷，使鋼絲圈的抗磨損或運(yùn)行或鋼領(lǐng)的抗磨損受到負(fù)面影響。
根據(jù)本發(fā)明的一種鋼領(lǐng)，能夠優(yōu)選應(yīng)用于所有使用環(huán)錠紡紗機(jī)和環(huán)錠捻線機(jī)的紡紗廠和捻線廠，因?yàn)閼?yīng)用這種鋼領(lǐng)可以降低生產(chǎn)成本。這種鋼領(lǐng)對(duì)加工有潤滑特性的材料具有特別優(yōu)點(diǎn)，例如在加工時(shí)，這些材料在鋼領(lǐng)和鋼絲圈的區(qū)域內(nèi)能給予起潤滑性的動(dòng)物油脂或纖維。這種鋼領(lǐng)尤其適用于加工那種含有起潤滑作用短纖維的棉花。由于鋼領(lǐng)的表面有著很高的抗磨損性，對(duì)于鋼絲圈承受很少的運(yùn)行阻力，因此鋼絲圈在這種鋼領(lǐng)上運(yùn)行磨損很小，不需要附加潤滑，比如二硫化鉬，即能保證高的使用壽命和很少紗斷頭的連續(xù)工作。即使在極端條件下，比如濕法紡紗，鋼領(lǐng)也是很好的適用。在這種條件下，良好的抗腐蝕性尤其重要，可應(yīng)用這種鋼絲圈來獲得，即它的硬鉻層下面是例如鍍鎳或鍍銅。
其他優(yōu)選的實(shí)施形式和應(yīng)用是本專利的從屬權(quán)項(xiàng)內(nèi)容。
本發(fā)明借助附

圖1至3舉例說明如下。
圖1帶一T型凸緣和一在T型凸緣上回轉(zhuǎn)的鋼絲圈的鋼領(lǐng)部分示意圖；圖2a至2c橫截面為不同凸緣形狀的鋼領(lǐng)，配置有相合適的鋼絲圈；圖3b是圖2a的一種僅部分芯表面有鍍層的鋼領(lǐng)；以及圖3b是圖2a的鋼領(lǐng)芯表面完全鍍鉻層并表示出硬鉻層在該芯上的鍍層厚度分布。
圖1表示一個(gè)鍍有硬鉻層26(未作明細(xì)圖示)的鋼領(lǐng)10部分透視圖，其芯11比如用調(diào)質(zhì)滾動(dòng)軸承鋼制造，而其一端設(shè)計(jì)成T形凸緣12。與凸緣12相對(duì)的這一端設(shè)計(jì)成底座18，后者可以按完全不同的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，例如圖2c那樣。鋼領(lǐng)10的環(huán)形芯11有著一個(gè)拋光的芯表面28。
在鋼領(lǐng)座18的區(qū)域內(nèi)有一個(gè)電接觸部位19(見圖1中虛線所示)，鋼領(lǐng)在進(jìn)行電化學(xué)鍍硬鉻層時(shí)是通過該部位供電。在鉻陰極沉積到鋼領(lǐng)10上之前，有芯表面28的鋼領(lǐng)10的芯11，或者鍍另一種鍍層，例如鎳層或銅層，或者如該例，可以在陽極上進(jìn)行溶蝕，以除去所有氧化物，雜質(zhì)或者也可以去除芯表面28的中間防腐劑等等，硬鉻層26能夠直接沉積到芯表面28上。
圖1所示的鍍硬鉻鋼領(lǐng)10的T形凸緣12上，有一只合適的C形鋼絲圈14按箭頭方向I回轉(zhuǎn)。鋼領(lǐng)10上的鋼絲圈14受到回轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)作用到鋼絲圈14上的離心力(箭頭F)，按鋼領(lǐng)10的徑向方向向外擠壓。一個(gè)看不見的C形鋼絲圈14的側(cè)面懸浮在鋼領(lǐng)10的凸緣12的徑向內(nèi)側(cè)上，使鋼絲圈14保持在鋼領(lǐng)10上。
圖2a和2b表示鍍鉻鋼領(lǐng)10的兩種截面結(jié)構(gòu)形式，其帶有T形凸緣以及與之相配的同樣略有差別的C形鋼絲圈14。而圖2c所示的一種鍍硬鉻鋼領(lǐng)10的截面，其芯11設(shè)計(jì)成斜凸緣17的形狀。舉例的這種形狀的芯11，與斜凸緣17相對(duì)應(yīng)一端配置成正方形截面座18。在斜凸緣17上表示了一只相適合的鉤狀鋼絲圈19。所有鋼絲圈14，19都給示出相對(duì)于凸緣12，17的一個(gè)位置，即它們?cè)谶\(yùn)行時(shí)都進(jìn)入到鋼領(lǐng)10的有關(guān)位置。各個(gè)相對(duì)鋼領(lǐng)10位于徑向內(nèi)側(cè)的鋼絲圈14，19的邊側(cè)20，22，是靠在各凸緣12，17的徑向內(nèi)側(cè)16，16’，從而在鋼絲圈14，19和鋼領(lǐng)10的凸緣12，17之間構(gòu)成的一接觸面24。在該接觸面24的區(qū)域內(nèi)，鋼領(lǐng)10在磨損，溫度，壓力等方面負(fù)荷最大。為了相應(yīng)地對(duì)付這種負(fù)荷，鋼領(lǐng)10的這一區(qū)域內(nèi)的硬鉻層為最厚。
圖3a和3b再次表示圖2a的鋼領(lǐng)截面。在圖3a中，只是一部分芯表面28鍍硬鉻層26，而圖3b中的鋼領(lǐng)10的芯11是完全覆有硬鉻層26。硬鉻層26是直接鍍?cè)阡擃I(lǐng)10的芯11的拋光芯表面28上。由于紗線30在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是穿行通過鋼絲圈14，19(如圖1中虛線所示)，紗依據(jù)速度，紗種類和機(jī)器調(diào)整處于不同的強(qiáng)張力下，因此鋼領(lǐng)10或者說其凸緣12，17與鋼絲圈14，19形成接觸面24的區(qū)域能局部地變動(dòng)。因此鋼領(lǐng)10的凸緣12的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域A，生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能在該區(qū)域形成接觸面24，應(yīng)選擇得稍為大于實(shí)際在該位置所形成的接觸面24。
由于生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)構(gòu)成接觸面24的這個(gè)區(qū)域A處于最高的負(fù)荷，所以硬鉻層26或多或少只在這個(gè)區(qū)域A上鍍得(參看圖3a)或者A區(qū)域鍍層最厚(圖3b)。
圖3a表示鋼領(lǐng)硬鉻層26的一個(gè)實(shí)施例，鋼領(lǐng)區(qū)域A內(nèi)鍍硬鉻層多些，而能夠承受負(fù)荷的過渡區(qū)域B鍍硬鉻層稍少一些(見圖下部分)。鋼領(lǐng)10的其余區(qū)域C不鍍硬鉻層26。這種鋼領(lǐng)10具有像一個(gè)完全鍍鉻鋼領(lǐng)10的那些優(yōu)點(diǎn)，即鋼領(lǐng)10和鋼絲圈14，19的磨損很小，高的穩(wěn)定運(yùn)行，紗很少斷頭，等等。
在圖3b所示的完全鍍鉻層的實(shí)施例中，區(qū)域A的硬鉻層26厚度例如為20～40微米。在凸緣12的徑向內(nèi)側(cè)16的區(qū)域B，硬鉻層26為中等厚度，在10至25微米之間。余下區(qū)域C即鋼領(lǐng)10的其余部分的鍍層厚度至少是4微米。鋼領(lǐng)10的過渡區(qū)域B采取中等厚度的鍍硬鉻層26的原因是，在生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于不適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整(紗種類，紗粗度，鋼絲圈形狀，鋼絲圈重量，等等)，也能夠在過渡區(qū)域B形成鋼絲圈14，19和鋼領(lǐng)10之間的一個(gè)接觸面24。為了鋼領(lǐng)10能在上述不適當(dāng)參數(shù)調(diào)整下進(jìn)行一次運(yùn)轉(zhuǎn)后不很快產(chǎn)生損傷，并能繼續(xù)無問題地應(yīng)用，鋼領(lǐng)10需要在區(qū)域B有一層較厚于區(qū)域C的硬鉻層26。
為了保證鋼絲圈14，19在鋼領(lǐng)10上平穩(wěn)的，主要是磨損少的運(yùn)轉(zhuǎn)，硬鉻層26的表面32在兩個(gè)例子中的至少A區(qū)域應(yīng)進(jìn)行拋光，比如拋光達(dá)到粗糙度Ra0.2微米。
為了使鋼領(lǐng)10的芯11也同樣具有像芯表面鍍的硬鉻層26那樣的耐磨性，該芯11例如用帶調(diào)質(zhì)表面的滾動(dòng)軸承鋼制造。沖擊負(fù)荷或壓力負(fù)荷可以由鋼領(lǐng)10承受，使硬鉻層26不致由于其下面的較“軟”材料的芯11變形而遭致?lián)p傷。用于芯11的基本材料，當(dāng)然可以考慮使用其他的材料，例如其他硬化的，調(diào)質(zhì)的和非調(diào)質(zhì)處理的鋼，陶瓷，塑料或者比如復(fù)合材料，這些具有與調(diào)質(zhì)滾動(dòng)軸承鋼相同的性能，例如硬度，沖擊韌性，等等。為了有更好的耐磨蝕性能，鋼領(lǐng)芯可以鍍一層鎳層或銅層。硬鉻層本身也可以是一種ECD層或局部鉻層。
所有鋼領(lǐng)形式，如圖2a至2c已表明的鋼領(lǐng)10的不同形式，都適合設(shè)計(jì)成帶硬鉻層26的這種鋼領(lǐng)10。有關(guān)鋼絲圈14，19的材料和形狀，就其可與本發(fā)明的這種鋼領(lǐng)10一起使用方面是沒有限制的。
權(quán)利要求
1．環(huán)錠紡紗機(jī)或環(huán)錠捻線機(jī)用的鋼領(lǐng)，其特征在于，一環(huán)形芯(11)，其有一層硬鉻鍍層(26)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的鋼領(lǐng)，其特征在于，這種鍍上硬鉻的硬鉻層(26)有一個(gè)拋光表面，且最好是一種具有一定結(jié)構(gòu)的和/或富含非金屬組分的硬鉻層。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的鋼領(lǐng)，其特征在于，這種硬鉻層(26)是直接鍍?cè)阡擃I(lǐng)(10)的芯(11)上，以及處于硬鉻層(26)下的芯(11)具有一個(gè)特別拋光的芯表面(28)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2的鋼領(lǐng)，其特征在于，芯(11)鍍有一銅層或鎳層，以及這種銅層或鎳層有著特殊的拋光面。
5．根據(jù)上述權(quán)利要求之一項(xiàng)的鋼領(lǐng)，其特征在于，鋼領(lǐng)(10)的芯(11)是鋼制，特別是用調(diào)質(zhì)鋼制造。
6．根據(jù)上述權(quán)利要求中之一項(xiàng)的鋼領(lǐng)，其特征在于，硬鉻層(26)厚度介于1微米和60微米之間，硬度HV是在900和1200之間，粗糙度Ra最高為0.3微米。
7．根據(jù)上述權(quán)利要求中之一項(xiàng)的鋼領(lǐng)，其特征在于，鋼領(lǐng)有一個(gè)接觸面(24)，它是由一個(gè)鋼絲圈(14，19)運(yùn)行于鋼領(lǐng)(10)上所產(chǎn)生的接觸部位所確定，以及該接觸面(24)至少有一鍍鉻層(26)，其余的面也都應(yīng)有一硬鉻層(26)，而接觸面的硬鉻層(26)是最厚。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的鋼領(lǐng)，其特征在于，與鋼領(lǐng)(10)帶接觸面(24)這側(cè)相對(duì)的底座(18)上有一個(gè)電接觸部位(19)，其中帶接觸面一側(cè)最好設(shè)計(jì)成凸緣(12)。
9．根據(jù)權(quán)利要求1至8項(xiàng)中之一項(xiàng)的鋼領(lǐng)的應(yīng)用，用于加工這類纖維材料，即加工具有潤滑性能的物質(zhì)，尤其是棉花這種起潤滑作用的纖維。
10．根據(jù)權(quán)利要求1至8項(xiàng)中之一項(xiàng)的鋼領(lǐng)(10)應(yīng)用于紡紗廠或捻線廠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于環(huán)錠紡紗機(jī)或環(huán)錠捻線機(jī)的鋼領(lǐng)(10),其環(huán)形芯(11)鍍有一硬鉻層(26)。
文檔編號(hào)D01H7/52GK1295634SQ98814083
公開日2001年5月16日 申請(qǐng)日期1998年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月2日
發(fā)明者J·凱吉 申請(qǐng)人:布拉克公開股份有限公司