环锭细纱机使用空心主轴的可行性分析石华睿 杜美香（经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司 030601）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 环锭细细纱机 传动动 空空心主轴轴 可行性性分析1 前言环锭细纱机机是纺织织企业环环锭纺纱纱生产流流程中用用量比较较大的设设备，对对成纱质质量的好好坏起着着至关重重要的作作用就环锭锭细纱机机锭子传传动方式式而言，国国内外纺纺机制造造企业主主要采用用两种方方式，以以青泽、绪绪森为代代表的少少数厂家家采用多多电机长长龙带传传动，其其他厂家家如立达达、丰田田、经纬纬、上海海二纺机机、东台台马佐里里等均采采用主轴轴滚盘方方式来传传动锭子子随着着科学技技术的进进步，为为了满足足现代化化生产的的要求，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，是是很有必必要的2 环锭细纱机机主轴传传动结构构模型及及受力分分析主轴滚盘式式锭子传动动的结构构在多数数环锭细细纱机上上被使用用，特别别是国内内的环锭锭细纱机机制造企企业，均均采用这这种传动动方式，其传动动结构模模型如图图1所示主主电机通通过皮带带传动位位于主轴轴头端的的皮带轮轮，滚盘盘套装在在主轴上上，每段段主轴通通过夹壳壳式联轴轴器串联联，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 主主轴传动动结构模模型简图图环锭细纱机机主轴所所受外力力主要为锭带的的拉力、主主轴的自自重、轴轴承的约约束力和和输入皮皮带盘的的拉力，不计空气阻力及轴承摩擦阻力，因此主轴主要承受弯曲和扭转组合变形的作用由图1和工程力学的知识可知，对中段每一段主轴来说，所受的拉力、自重及轴承的约束力都是相同的，但越靠近输入端所受的扭矩越大，故只需分析细纱机尾部最靠近输入轴的那段主轴即可下面就该段主轴所受的弯矩及扭矩作定性分析作用于轴上上的锭带带拉力、轴轴的自重重、轴承承的约束束力使轴轴在两个个平面内内发生弯弯曲变形形，锭带带拉力产产生力偶偶矩使轴轴发生扭扭转变形形，因此此该段主主轴将发发生双向向弯曲变变形与扭扭转变形形的组合合变形。
假定危险截面处的最大合成弯矩为Mmax，扭矩为T，则根据第三强度理论准则 （11）式中：———最大切切应力理理论的相相当应力力；——实心心主轴抗抗弯截面系系数；——许许用应力力我公司在110088锭的环环锭细纱纱机上使使用的是是直径为为Φ45mmm的实实心主轴轴，材料料为455号钢，经长期运转证明是完全能够满足使用要求的3 使用空心主主轴的可可行性分分析由纺织机械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采用空心主轴后主轴重量变轻而导致的弯矩变化，则可以认为实心主轴和空心主轴所受的负载都是相同的，即最大合成弯矩Mmax和扭矩T不变由公式（1）可得空心主轴的最大切应力的相当应力 （22）式中：———最大切切应力理理论的相相当应力力；———空心主主轴抗弯弯截面系系数；———许用用应力由公式（11）和（2）可知，要要使得空空心主轴轴满足使使用要求求，只要要满足下下面的条条件即可可 （33）或 （44） 根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 （55） （66）式中：D11——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满足足使用要要求，节节约材料料实践证明，直径为Φ45mm的实心主轴完全能在1008锭的环锭细纱机上满足使用要求，此时 （77）为了避免主主轴轴承承过大，空心主轴的外径D2不宜过大，选择D2=Φ50mm，则根据公式（4）和（7）可得即只要，就就可以满满足公式式（3）的的要求，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由于轴向长长度相同同，只要要比较两两种主轴轴的截面面积就可可得到材材料使用用的比例例即在同等强强度的条条件下，使使用空心心主轴比比使用实实心主轴轴可节约约33..6%的的材料当然，如果仍然使用直径为45mm的空心主轴，节约的材料会更多，但主轴的承载能力会下降，是否能满足使用的要求则需要通过试验来验证3.2使用用材料相相同，提提高承载载能力在不增加材材料使用用的情况况下，使使用空心心主轴可可提高主主轴的承承载能力力仍然选选择空心心主轴的的外径DD2=ΦΦ50mmm，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。
经计算后得得d2==21..8mmm，取整整后取dd2=222mmm，则即承载能力力为实心心主轴的的1.332倍根据锭数的增加，也可选用外径为60mm的空心主轴，以进一步提高承载能力，满足使用要求4 结束语由上述分析析可得，采采用相同同材料的的空心主主轴在满满足使用用要求的的前提下下，在110088锭的长机上上可节约约33..6%的的材料，或在材料使用量不变的情况下，可明显提高负载能力，以满足1200锭以上超长环锭细纱机的使用要求但由于空心主轴的轴径变大，使得所用的主轴轴承会增大，且由于壁厚的关系，不能使用夹壳式有键联轴器，必须使用带锥套自紧式无键联轴器，在一定程度上会增加生产成本但在市场上上会有一一些纺织织企业要要求使用用无键式式联轴器器，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1 陈人人哲.纺纺织机械械设计原原理[MM].北北京：中中国纺织织出版社社，19996年年6月第第2版..2 刘鸿鸿文.材材料力学学[M]].北京京：高等等教育出出版社，1992年9月第3版.3 刘思思俊.工工程力学学[M]].北京京：机械械工业出出版社，220066年9月月第2版版.4 F115200型环锭锭细纱机机产品说说明书[[C]..山西：：经纬股股份公司司榆次分分公司，220044年6月月.5 JWWF15530型型环锭细细纱机产产品说明明书[CC].山山西：经经纬股份份公司榆榆次分公公司，220055年9月月.。