环锭细纱机使用空心主轴的可行性分析

1、环锭细纱纱机使用用空心主主轴的可行性性分析石华睿杜杜美香（经纬纺纺织机械械股份有限限公司榆榆次分公公司 03006011）摘要介绍绍了环锭锭细纱机机的一种种主轴传传动方式式及主轴的的受力情情况，对对环锭细细纱机以以空心主主轴代替替传统的的实心主主轴作了了定性的可可行性分分析，在在超长环环锭细纱纱机中使使用空心心主轴可可节约原原材料的的使用或或提高主主轴的承承载能力力。关键词环环锭细纱纱机 传动 空心心主轴 可可行性分分析前言环锭细纱纱机是纺纺织企业业环锭纺纺纱生产产流程中中用量比比较大的的设备，对成纱纱质量的的好坏起起着至关关重要的的作用。就环锭锭细纱机机锭子传传动方式式而言，国内外外纺机制制

2、造企业业主要采采用两种种方式，以青泽泽、绪森森为代表表的少数数厂家采采用多电电机长龙龙带传动动，其他他厂家如如立达、丰田、经纬、上海二二纺机、东台马马佐里等等均采用用主轴滚滚盘方式式来传动动锭子。随着科科学技术术的进步步，为了了满足现现代化生生产的要要求，环环锭细纱纱机逐渐渐向10008锭锭以上的的长机发发展，国国外先进进企业甚甚至推出出了锭数数达1632锭的超超长环锭锭细纱机机。对主主轴滚盘盘传动方方式来说说，为了了提高主主轴的承承载能力力或节约约原材料料，在环锭细细纱机的的长机或或超长机机上使用用空心主主轴来代代替传统统的实心心主轴，是很有有必要的的。环锭细纱纱机主轴轴传动结结构模型型及受

3、力力分析主轴滚盘盘式锭子子传动的结结构在多多数环锭锭细纱机机上被使使用，特特别是国国内的环环锭细纱纱机制造造企业，均采用用这种传传动方式式，其传动动结构模模型如图图1所示。主电机机通过皮皮带传动动位于主主轴头端端的皮带带轮，滚滚盘套装装在主轴轴上，每每段主轴轴通过夹夹壳式联联轴器串串联，10008锭环环锭细纱纱机的主主轴长度度就已经经超过了了35mm。图1 主轴传传动结构构模型简简图环锭细纱纱机主轴轴所受外外力主要为锭带的的拉力、主轴的的自重、轴承的的约束力力和输入入皮带盘盘的拉力力，不计计空气阻阻力及轴轴承摩擦擦阻力，因此主轴轴主要承承受弯曲曲和扭转转组合变变形的作作用。由由图1和和工程力学

4、学的知识识可知，对中段段每一段段主轴来来说，所所受的拉拉力、自自重及轴轴承的约约束力都都是相同同的，但但越靠近近输入端端所受的的扭矩越越大，故故只需分分析细纱纱机尾部部最靠近近输入轴轴的那段段主轴即即可。下下面就该该段主轴轴所受的的弯矩及扭矩作作定性分分析。作用于轴轴上的锭锭带拉力力、轴的的自重、轴承的的约束力力使轴在在两个平面面内发生生弯曲变变形，锭锭带拉力力产生力力偶矩使使轴发生生扭转变变形，因因此该段段主轴将将发生双双向弯曲曲变形与与扭转变变形的组组合变形形。假定定危险截截面处的的最大合合成弯矩矩为Mmmax，扭矩为为T，则则根据第第三强度度理论准准则 （1）式中：最大大切应力力理论的的

5、相当应应力；实心心主轴抗抗弯截面系系数；许许用应力力。我公司在在10008锭的的环锭细细纱机上上使用的的是直径径为45mmm的实实心主轴轴，材料料为455号钢，经长期期运转证证明是完完全能够够满足使使用要求求的。使用空心心主轴的的可行性性分析由纺织机机械的相关资资料可知知，环锭锭细纱机机主轴承承受的是是扭矩远远大于弯弯矩，现就使使用空心心主轴代代替实心心主轴作作可行性性分析。不考虑虑采用空空心主轴轴后主轴轴重量变变轻而导导致的弯弯矩变化化，则可可以认为为实心主主轴和空空心主轴轴所受的的负载都都是相同同的，即即最大合合成弯矩矩Mmaax和扭扭矩T不不变。由由公式（1）可可得空心心主轴的的最大切切

6、应力的的相当应应力 （2）式中：最大大切应力力理论的的相当应应力；空心心主轴抗抗弯截面面系数；许许用应力力。由公式（1）和（2）可知，要使得得空心主主轴满足足使用要要求，只只要满足足下面的的条件即即可 （3）或 （4）根据工程程力学知知识，实心圆轴轴和空心心圆轴的的抗弯截截面系数数分别为为 （5） （6）式中：DD1圆圆轴的直直径；DD2空空心圆轴轴的外径径；d22空空心圆轴轴的内径径。下面从节节约材料料和提高高承载能能力两方方面来分分析计算算使用空空心主轴轴的优缺点。3.1满满足使用用要求，节约材材料实践证明明，直径径为445mmm的实心主主轴完全全能在110088锭的环环锭细纱纱机上满满足

7、使用用要求，此时 （7）为了避免免主轴轴轴承过大大，空心心主轴的的外径DD2不宜宜过大，选择DD2=50mmm，则则根据公公式（44）和（7）可可得即只要，就可以以满足公公式（33）的要要求，也也就是满满足了相相对于实实心主轴轴的使用用要求，考虑到到钢管的的制造偏偏差，取取d2=34mmm。由于轴向向长度相相同，只只要比较较两种主主轴的截截面积就就可得到到材料使使用的比比例即在同等等强度的的条件下下，使用用空心主主轴比使使用实心心主轴可可节约333.66%的材材料。当当然，如如果仍然然使用直直径为445mmm的空心心主轴，节约的的材料会会更多，但主轴轴的承载载能力会会下降，是否能能满足使使用的

8、要要求则需需要通过过试验来来验证。3.2使使用材料料相同，提高承承载能力力在不增加加材料使使用的情情况下，使用空空心主轴轴可提高高主轴的的承载能能力。仍然选选择空心心主轴的的外径DD2=50mmm，在在计算出出空心主主轴的内内径后比比较两种种主轴的的抗弯截截面系数数即可。经计算后后得d22=211.8mmm，取取整后取取d2=22mmm，则则即承载能能力为实实心主轴轴的1.32倍倍。根据据锭数的的增加，也可选选用外径径为600mm的的空心主主轴，以以进一步步提高承承载能力力，满足足使用要要求。结束语由上述分分析可得得，采用用相同材材料的空空心主轴轴在满足足使用要要求的前前提下，在10008锭锭

9、的长机上上可节约约33.6%的的材料，或在材材料使用用量不变变的情况况下，可可明显提高负载能能力，以以满足112000锭以上上超长环环锭细纱纱机的使使用要求求。但由于空心心主轴的的轴径变大大，使得得所用的的主轴轴轴承会增增大，且且由于壁壁厚的关关系，不不能使用用夹壳式式有键联联轴器，必须使使用带锥锥套自紧紧式无键键联轴器器，在一一定程度度上会增增加生产产成本。但在市场场上会有有一些纺纺织企业业要求使使用无键键式联轴器器，在这这种情况况下，使使用空心心主轴还还是能节节约材料料，降低低成本，或提高高负载能能力以满满足超长长环锭细细纱机的的使用要要求。参考文献献1陈人哲哲.纺织织机械设设计原理理M.北京京：中国国纺织出出版社，19996年66月第22版.2刘鸿文文.材料料力学M.北京：高等教教育出版版社，119922年9月月第3版版.3刘思俊俊.工