[發(fā)明專利]自由端式紡紗裝置的磁性軸承裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01117495.1
• 申請日: 2001-05-10
• 公開（公告）號: CN1322866A
• 公開（公告）日: 2001-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: N·科寧
• 申請（專利權(quán)）人: W·施拉夫霍斯特公司
• 主分類號: D01H4/12
• 分類號: D01H4/12;F16C39/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 蘇娟,趙辛

本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1的前序部分所述的一種驅(qū)動自由端式紡紗裝置的磁性軸承裝置的方法，還涉及一種相應(yīng)的磁性軸承裝置。

有關(guān)紡紗轉(zhuǎn)子的軸承已知有各種不同的結(jié)構(gòu)型式，這種紡紗轉(zhuǎn)子在現(xiàn)代化自由端式紡紗機(jī)的紡紗裝置里的運轉(zhuǎn)速度很高。

目前市場上的多數(shù)自由端式紡紗機(jī)都具有紡紗轉(zhuǎn)子，它們的轉(zhuǎn)子筒支承在一個所謂支承圓盤軸承的軸承楔形件里。對于這種支承圓盤軸承來說通常要有一個附加的軸向軸承用于使紡紗轉(zhuǎn)子軸向定位，這種軸向軸承或者可以設(shè)計成機(jī)械式軸承或者設(shè)計成磁性軸承。所述的軸承裝置允許轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速＞100,000min^-1。

盡管這種支承圓盤軸承裝置已在實踐中經(jīng)受過了考驗，但它仍有以下缺點：尤其是在支承圓盤的滑動表面部位處其受力很大。在此部位所產(chǎn)生的擠壓功一方面導(dǎo)致滑動表面的磨損大大增加，另一方面還導(dǎo)致能量損失。

因此在過去就已經(jīng)進(jìn)行過試驗，使這種高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的紡紗轉(zhuǎn)子無磨損地支承住。

在DE-0S?28?18?255,DE?31?30?974?A1或者DE?198?27?606?A1里例如都描述了單個電機(jī)驅(qū)動的紡紗轉(zhuǎn)子，這些轉(zhuǎn)子都是無接觸地支承在相應(yīng)的磁性軸承裝置里。

DE-OS?28?18?255則描述了一種磁性軸承裝置，其在定子側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)各有至少一個環(huán)形的或者圓盤形的永久磁鐵。這些永久磁鐵的布置應(yīng)使轉(zhuǎn)子和定子之間推斥的磁性軸承力有效作用。

此外，在定子的永久磁鐵之間設(shè)置有電氣繞組，通過這種繞組就能夠加強(qiáng)或者降低電磁力，它與電流方向有關(guān)。

電氣繞組同時由一個相應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置來控制，它與傳感器的信號有關(guān)，這種傳感器檢測的是轉(zhuǎn)子從其規(guī)定位置的軸向偏移。這就是說，對于轉(zhuǎn)子的外軸向負(fù)荷來說就會引起調(diào)節(jié)電流，它對應(yīng)于這種負(fù)負(fù)荷產(chǎn)生一個相反方向的電磁力。

這種已知的調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求傳感器有很高的精度，因而只有采用很費事并且也很昂貴的傳感器才能達(dá)到這種精度。

DE?31?30?974?A1描述了一種用于自由端式紡紗裝置的結(jié)構(gòu)類似的磁性軸承裝置。這種已知的軸承裝置如上面所述的裝置那樣具有一個根據(jù)傳感器信號而動作的調(diào)節(jié)裝置，還至少有一個由這調(diào)節(jié)裝置控制的電磁鐵，用于產(chǎn)生一個軸向的轉(zhuǎn)子運動。同時采用一個根據(jù)紡紗轉(zhuǎn)子的軸向運動而動作的速度傳感器被使用作為傳感器。

調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)使紡紗轉(zhuǎn)子位于規(guī)定位置時電磁鐵的電流至少近似為零。這就是說這種已知的調(diào)節(jié)裝置具有一個正反饋的比例微分調(diào)節(jié)器(PD-Regler)，其輸入端與速度傳感器相連接。

同樣，上述的磁性軸承裝置與自由端紡紗裝置結(jié)合一起在實踐中也不能令人信服。尤其是速度傳感器的應(yīng)用證實有許多問題，這是由于這種傳感器對于磁性干擾場的反應(yīng)特別敏感，正如這種干擾場與單個電機(jī)驅(qū)動相結(jié)合幾乎是不可避免的那樣。

另外由DE?198?27?606?A1已知有一種磁性軸承裝置，其中紡紗轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子筒無接觸地支承在兩個軸向間隔布置的永久磁鐵付里。永久磁鐵的設(shè)計應(yīng)使各個不同的磁極對向布置。為使紡紗轉(zhuǎn)子保持在一個軸向中間位置，這里也要設(shè)置一個電磁的中間位置調(diào)節(jié)裝置。這就是說，紡紗轉(zhuǎn)子的軸向中間位置的調(diào)節(jié)是通過相應(yīng)的有目標(biāo)地對至少一個布置在定子永久磁鐵附近的線圈通以電流來實現(xiàn)的。

對于這種已知的磁性軸承裝置來說通過對磁性軸承的前后元件進(jìn)行相應(yīng)的磁性設(shè)計還使紡紗轉(zhuǎn)子實現(xiàn)了一個擇優(yōu)的降落方向。

從上述的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)是開發(fā)一種能夠使自由端式紡紗裝置的磁性軸承裝置無摩擦地工作運行的方法，其中磁性軸承裝置既應(yīng)在加工時費用低廉，又應(yīng)在工作時可靠。

這個任務(wù)按照本發(fā)明是通過一種如權(quán)利要求1所述的方法解決的。

實施該方法的一種磁性軸承裝置是權(quán)利要求2所述的對象。在緊接著的從屬權(quán)利要求中敘述了這樣一種磁性軸承裝置的優(yōu)選技術(shù)方案。

按本發(fā)明的方法尤其具有以下優(yōu)點：使用了一種簡單而價廉的位置傳感器用于識別磁性支承的紡紗轉(zhuǎn)子的位置，這種傳感器尤其是針對零點精度和零點穩(wěn)定性來說僅需要滿足比較少的要求。那就是說，使用的該調(diào)節(jié)裝置首先這樣來加工處理位置傳感器的信號，從而通過積分儀使這線圈電流的負(fù)反饋啟動，這種負(fù)反饋在短時間之后就已導(dǎo)致線圈電流在執(zhí)行元件內(nèi)以足夠的精確度進(jìn)行零調(diào)整。積分儀輸入信號的取反緊接著就導(dǎo)致在調(diào)節(jié)回路里的正反饋，并因而引起在執(zhí)行線圈里的電流升高，因此使紡紗轉(zhuǎn)子從它的軸向止推軸承處抬起并調(diào)整到其工作位置上，在此位置上執(zhí)行元件里的線圈電流又趨于零。