本发明涉及一种综框支架,它由综板和与其连接的综丝杆组成。 目前大多数纺织机上传统的综框,它们的支架是用轻金属的空心型材制成的,每两个支架通过侧面支撑构成一个作为综框的框架。在一种最佳结构形式中,综丝杆与综板的矩形空心型材经由此型材的一个加长侧壁连接成整体。因此这种整体式的支架可制成拉伸型材。
如今,纺织机的宽度加大,并由于技术水平的提高而使机器转速不断增加,因此综框的振动产生了很大的负荷。为了保证支架有必要的抗弯刚度,对于这种受高负荷的综框,要么加大空心型材的壁厚,这将使重量增加,并要相应地提高驱动功率,要么寻找其它的解决办法,如用钢衬垫束加强这种轻金属型材。例如在空心的轻金属型材中设边槽,并在其中置入钢的加强筋。
针对当代纺织机中综框的高负荷不断增加,特别是在高转速的情况下,要求制造综框的材料具有交变抗弯刚度。轻金属的抗弯刚度随载荷交变次数地增加而变化的曲线,先是急剧的下降到某一个值,然后较缓慢地但是持续地下降。钢的情况则不同,它的抗弯刚度达到某一极限值以后便不再下降。所以对于轻金属的这种持续下降的曲线来说,由于负荷高,因而可能在某一时刻发生破坏。这就降低了综框的使用寿命。从交变抗弯刚度而言,钢比它要好得多,但是钢的比重大,这是一个缺点。
本发明的目的是制造一种综框用的支架,它由交变抗弯刚度和加工性等性能都很好的材料钢制成,但是结构轻巧,与轻金属型材制造的支架相比,它的重量较轻,此外,成品的制造成本亦是可比的。达到此目的的方法,是使支架具有权利要求1所述的特征。支架基本上仅由平板组成,这样可以保证有好几米长的用板材组合而成的支架不会变形。为了使结构轻巧,采用厚度极薄的板材,它们在组合时可使用高速的加工设备,如用激光束焊就是较好的加工方法。为了使较长的支架不变形挠曲,最好使综板上构成壁面的窄边板材的厚度比焊在它上面的综板宽边板材的厚度大几倍。
下面借助附图详细介绍本发明的各种实施例。其中:
图1-8和12用垂直剖面和透视图表示支架的各种结构形式,图中的支架是被截断的;
图9、10和11表示按图8所示支架的各种结构形式的横剖面。
图1所示的综框支架有一个空心的综板1、一个与它的下端相连的连接件2以及与连接件2相连的综丝杆3。因此,支架的结构与传统的轻金属型材架相同。本发明的支架是由厚度不同的总是用来构成壁面的平板所形成的焊接结构,这些板材沿支架的整个长度延伸。综板1由一个形成上部窄边的弯成“U”形的板材4、一个构成前部宽边的板材5、一个形成后部宽边的板材6以及构成下部窄边的厚度大得多的板材7和8组合而成。条状板材8同时还是连接件2的上部窄边,连接件2也设计成由平板构成的空心体,但与综板1相比要狭窄的多。为了制造构成连接件2的空心体,将构成其宽边的壁厚很薄的板材9和10焊在板材8上,它们的下端则焊在条状体11上。厚度很小的板材9还被焊接在形成窄边的板材7上,而在连接件的下缘被焊在条状板材12上。如条状板材11那样,条状板材12的壁厚比构成宽边的板材9和10要厚得多。所有大厚度的构成窄边的板材4、7、8、11和12,使支架具有抗弯刚度,并使构成宽边的厚度很小的板材5、6、9和10可以焊在它们上面,这些宽边的厚度比传统的轻金属支架中相应的壁面厚度也要小得多。因此与传统的轻金属支架相比,最终使本发明的支架重量较轻。
综丝杆3焊在条状板材12上,它是由板材13和焊在其上缘的条状板材14组成的。综丝杆可以按不同的综丝系统而有其它的形状或尺寸。
全部板材组合在一起是在宽边上用激光束焊来实现的。在图中可以看到的前侧面上用虚线表示了四条焊缝15。在后面也用相同的形式进行焊接。
为了制造支架,采用大约为0.25毫米的壁厚较小的耐腐蚀板材。在窄边的板材壁厚则要大得多,它大约从1毫米至1.5毫米厚,也就是说,它数倍于薄板厚度。
这样的结构可以制成重量小而抗弯刚度高的很长的支架,它的重量小于用传统的轻金属型材制成的同样长的支架。在综板1的空腔中转入材料16,填满空腔的材料16是一种消音用的泡沫塑料,它通过对于构成宽边的板材所起的支撑和固定作用,来防止它们向内或向外变形。有了这种支撑和固定宽边板材的材料,便有可能在这里采用壁厚极薄的板材。
图2所示结构形式与图1的差别,仅仅在于综板1和连接件2之间彼此连接的细节上。在构成窄边的板材7的下棱边上,制有一个槽16,连接件2通过其上部窄边8插入槽中,支架上由综板1和连接件2所组成的这一部分,用事先分开制成的盒形结构焊在一起构成则更好。
图3表示了综板1和连接件2之间另一种连接方式。在这里,综板1的窄边由一个“Z”形截面的型材17构成,它的一个弯边形成了空心连接件2的上窄边,板材9和10焊在此弯边上。此外,型材17被设计成这样,即型材17上联系两个弯边的部分的前部大约向上倾斜6°,以便于安装从下部插入综板1中的螺钉。螺钉在图中没有表示,它用来固定例如中间支撑或其它类似零件的。如果螺钉垂直向上插入综板,那么综丝杆3将会妨碍拧螺钉。
图4表示连接件2可以设计成向下逐渐变窄的形式,所以在这种情况下,两块板材9和10便可以在下部彼此直接焊在一起。
图5表示,可以将综板1的窄边设计成“U”形型材18。通过板材9和10,将连接件2牢固地焊接在“U”形型材的一个弯边上。“U”形型材的另一个弯边在前面形成了一个所谓的固定凸缘19,用以固定导纱器、固定件或传动件,如传统的由轻金属型材制成的支架中的情况那样,它们是固定在综板周围的。同样地,在连接件2的下缘,通过设计连接件下部条状窄边11的尺寸,也可以形成一个固定凸缘20。
图6表示可以减少构成支架的板材数量,这时采用一块多处折角的整体板材21,它围绕着综板1的两个窄边、综板的宽边和连接件2的前部宽边。为了加强抗弯刚度,在上面焊接了一个“U”形型材22。按图6所示的结构形式,在它的后面同样可以设计成使综板1和连接件2有一块作为共同宽边的沿支架总高度延伸的整体平板23。这种沿整个支架延伸的整体式的后背,同样可以在前面已叙述过的图1至图5的各种结构形式中使用。
图7与图1所表示的结构形式的不同点在于,上部窄边的“U”形型材是倒置的,它的两个弯边指向上方。两个弯边之间的纵向槽中充填纤维复合材料,尤其是含碳纤维的材料24,这种材料比钢轻5倍。采用这种材料可以获得很高的抗弯刚度,并可以选用一种壁厚更小的“U”形型材。在支架的下部沿纵向延伸的边缘处,在连接件2和综丝杆3之间,通过适当地设计连接这两个部分的型条25,构成一个纵向槽,槽中充填以纤维复合材料26。
为了达到减轻重量的目的,按图8所示的支架,在连接件2中设置沿纵向等距分布的孔口27,它们除了能减轻重量外,还可以防止灰尘堆积在综丝杆和连接件之间。在图1至7中的各种结构形式中,均可以设孔口27。在由轻金属型材构成的支架中已采用了这种孔口结构。对于这里所介绍的用一块块板材制成的支架中,孔口27可以用不同的方法制成。由图9、10和11所表示的支架横截面,可以看到孔口的三种不同结构形式,它们采用不同的制造方法。在图9中,先冲压出孔口27,再通过深冲使后侧的板材10变形使之紧靠前侧板材9而包围住孔口边缘。然后再将两块板通过激光束焊彼此连接在一起。接着再对孔口的边缘进行精加工。
图10中之孔口27的加工方法是,首先冲制前后两侧的板材9和10,后侧板材10放在一个图上未表示的其截面尺寸与孔口相同的心棒上,再在心棒上放一个设计成环状的盖板28。接着,将前面的板材9也放在此同一个心棒上。最后,将这两块板材9和10与盖板28焊接在一起。这样做的目的在于能防止灰尘留在前后侧的板材之间所形成的空腔中。
为了取得同样的效果,也还可以采用另一种方法,即对于图11所示之支架,在前后侧板材9和10之间的空腔中,填满硬质泡沫塑料29。也可以改用带孔口的板状的玻璃纤维增强硬质泡沫塑料,将它插在两块板材之间。
为了使连接件2上的孔口27的加工费用尽可能低,在按图12的最佳结构形式中,连接件2用整块带状板材制成,它的厚度比空心综板1上的宽边板材5和6要厚得多。连接件2与形成综板1窄边的板材7连接起来,这时,用激光束焊同时将构成综板宽边的板材6与连接件2以及连接件2与板材7牢固地焊在一起。这在壁厚较小而且采用激光束焊时是可以实现的。此外,连接件2和与其平行延伸的综丝杆3,通过一个在两者之间的型条12焊接在一起。在这种比较简单的结构形式中,要加以焊接的板材数比前面所介绍的那些结构形式要少。
按图12所示的支架,在用薄板组成的综板宽边5和6与充满其空腔的消音材料16之间设有一个薄的弹性的橡胶中间层30,它与薄板和消音材料粘结起来。厚度仅为约0.3毫米的中间层用来防止由于支架高速上下运动而产生的高负荷下使硬质泡沫塑料制成的芯子在薄板处的边界层撕裂。此外,这一中间层还起消音作用。这种弹性的橡胶中间层30当然可以用在前面已介绍过的由图1至11所表示的各种结构形式中。
前面介绍的用薄板组合而成的支架,与由轻金属型材制的支架相比,除了具有已经提到过的高的交变抗弯刚度和重量较轻以外,还有其它优点。例如可以在上部窄边的一侧在需要的地方焊上螺纹套,用以固定例如综框的驱动片。与全部采用轻金属制的相比,就传统的轻金属支架的螺纹孔结构而言,在原先完全同样的地方,现在只要用一个横向尺寸较小的螺纹套就足够了,这就进一步降低了总重量。这同样适用于用螺钉固定侧面支撑的末端螺纹件,综框是由侧面支撑和两个支架一起制成的。