تعمل آلات النسيج عند نقطة التقاء السرعة العالية، والتشغيل المتواصل، والتزامن الدقيق - وهو مزيج بالغ الأهمية يفرض متطلبات محددة على كل مكون في نظام الحركة. ينتج نول المرابير الحديث عالي السرعة أكثر من 800 خيط لحمة في الدقيقة. وتدور أسطوانة الإبر في آلة الحياكة الدائرية بسرعات تتجاوز 60 دورة في الدقيقة، بينما تدور إبر التثبيت بمعدلات تنتج مئات الصفوف في الدقيقة. وتعمل آلات اللف الصناعية لساعات بسرعات سطحية تصل إلى عدة آلاف من الأمتار في الدقيقة.
في جميع هذه التطبيقات، يجب أن يقوم نظام نقل الحركة بمزامنة محاور متعددة بدقة - يجب أن يحافظ شد خيوط السدى، وتوقيت إدخال خيوط اللحمة، وسرعة السحب، وزوايا عمود النمط على علاقات طور محددة لإنتاج النسيج بشكل صحيح. أي رد فعل عكسي أو مرونة في عناصر التوصيل لسلسلة نقل الحركة يُدخل أخطاء في الطور تظهر في النسيج كعيوب مرئية: اختلافات في كثافة خيوط اللحمة، أو غرز ساقطة، أو أنماط غير متطابقة، أو عدم انتظام في حافة النسيج. وصلة أولدهام يلبي هذا النظام هذه المتطلبات من خلال نقل عزم الدوران بدون رد فعل عكسي وقدرته على تحمل اختلالات محاذاة العمود التي تتطور حتماً في بيئات آلات النسيج عالية الاهتزاز.
تحدي مزامنة المحركات في النسيج
نول النسيج هو في الأساس آلة متزامنة متعددة المحاور. يُشغّل العمود الرئيسي آلية الفتح (التي تُنشئ الفتحة بين خيوط السدى)، وآلية الالتقاط (التي تُدخل خيط اللحمة عبر الفتحة)، وحركة الدك (التي تدفع اللحمة المُدخلة على حافة القماش). يجب أن تحافظ هذه الحركات الثلاث على علاقات طور دقيقة فيما بينها في كل دورة لضمان صحة بنية النسيج.
تُدار آلية فتح الخيوط في نول الدوبي أو الجاكار الحديث بواسطة عمود منفصل، وتحدد زاوية هذا العمود بالنسبة للعمود الرئيسي أي خيوط السدى تُرفع وأيها تُخفض عند كل عملية إدخال. يجب أن ينقل الوصل بين محرك العمود الرئيسي وعمود آلية فتح الخيوط تغييرات الزاوية فورًا ودون أي خلل، إذ أن وجود خلوص في الوصل سيسمح لآلية فتح الخيوط بالتأخر عن العمود الرئيسي للحظات عند كل انعكاس للاتجاه، مما يؤدي إلى فتح أو إغلاق فتحة الخيوط في اللحظة الخاطئة، وبالتالي إنتاج عيب في النسيج.
تتطلب أعمدة النمط على الأنوال متعددة الأعمدة متطلبات أكثر صرامة - يجب أن يكون كل عمود في الوضع الزاوي الصحيح تمامًا بالنسبة للأعمدة الأخرى في كل خيط، ويجب الحفاظ على التزامن على الرغم من أحمال الاهتزاز والصدمات التي تميز النسيج عالي السرعة.
توصيلات المشفر والمحلل في أنظمة تحديد المواقع في النول
تستخدم الأنوال الحديثة التي يتم التحكم فيها إلكترونيًا مشفرات العمود لمراقبة زاوية العمود الرئيسي وتوفير بيانات موضعية لوحدة التحكم الإلكترونية في نسيج الدوبي أو الجاكار. يجب أن يوفر الربط بين العمود الرئيسي والمشفر نقلًا خاليًا من أي رد فعل عكسي، بحيث يُبلغ المشفر عن الموضع الحقيقي للعمود عند كل زاوية خلال دورة الدوران الكاملة، وخاصةً عند نقاط المركز الميت حيث يحدث فتح وإغلاق السحّاب، وحيث يكون لأخطاء التوقيت أكبر الأثر على جودة النسيج.
تؤدي وصلات أولدهام المصغرة وظيفة توصيل المشفر هذه في الأنوال الإلكترونية الحديثة، مما يوفر الإبلاغ عن الموضع بدون رد فعل عكسي والعزل الكهربائي الذي يحمي إلكترونيات المشفر من المستويات العالية من التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن محركات العاكس والمحركات في النول.
محاور قيادة آلة الحياكة
تُشكّل آلات الحياكة الدائرية تحدياتٍ مختلفة في نظام التشغيل. يجب أن يدور كلٌّ من أسطوانة الإبرة والقرص الدوار بتزامنٍ دقيق، حيث تُحدّد العلاقة الزاوية بينهما بنية الغرزة. يجب أن تُزوّد آلية تغذية الخيوط الخيطَ بمعدلٍ يتناسب مع سرعة الآلة وطول الغرزة المُحدّد. كما يجب التحكم في شدّ الخيط للحفاظ على تناسق تكوين الغرز طوال عملية الحياكة.
تتضمن كل وظيفة من وظائف القيادة هذه وصلات محركات مؤازرة أو محركات متدرجة، حيث يضمن اقتران خالٍ من رد الفعل العكسي تنفيذ تغييرات الموضع المطلوبة - مثل تغييرات النمط، وتعديلات طول الغرز، وملامح سرعة التدرج - دون أي منطقة ميتة. تظهر وصلات أولدهام عند وصلات المحرك بالعمود في جميع أنحاء نظام نقل الحركة في آلة الحياكة، وخاصة في الآلات التي يتم التحكم فيها إلكترونيًا حيث تحل محاور المؤازرة المستقلة محل نظام الكامات والتروس الميكانيكية في التصاميم القديمة.
تُعدّ بيئة الاهتزاز في آلة الحياكة عالية السرعة ذات أهمية بالغة، إذ تُولّد الحركة الترددية السريعة لآلاف الإبر اهتزازات واسعة النطاق تؤثر على جميع المكونات الهيكلية والميكانيكية. ونظرًا لافتقار وصلة أولدهام إلى عناصر رنانة - فلا تحتوي على نوابض مطاطية ولا عناصر معدنية مشدودة مسبقًا - فإنها لا تُضخّم ترددات اهتزاز محددة كما تفعل وصلة المنفاخ أو وصلة العارضة إذا تزامن ترددها الطبيعي مع تردد إثارة الآلة.
معدات تشطيب ومعالجة المنسوجات
آلات الصباغة والتثبيت: تقوم هذه الآلات بنقل الأقمشة عبر أحواض المعالجة وغرف التجفيف بسرعات مضبوطة، حيث تتطلب مناطق الشد بين كل بكرة قيادة تزامنًا دقيقًا للسرعة لمنع تمدد القماش أو تكتله. يتم تشغيل كل بكرة قيادة بواسطة محرك فردي من خلال وصلة، وتضمن وصلة عديمة الارتداد الحفاظ على علاقة السرعة بين البكرات المتجاورة بدقة تامة طوال نطاق الشد.
آلات اللف: تقوم آلات لف الخيوط المخروطية، وآلات لف الخيوط الملفوفة، وآلات لف الخيوط الدائرية بتكوين حزم الخيوط بتوتر مضبوط من خلال التحكم في سرعة المغزل وسرعة الحركة. يجب أن يكون الوصل بين محرك الحركة وكامة الحركة خالياً من أي رد فعل عكسي لإنتاج نمط لف متقاطع نظيف دون ظهور "قضبان اللف" أو مناطق الكثافة غير المتساوية التي تنتج عن أخطاء تحديد الموضع الناتجة عن رد الفعل العكسي.
آلات التفتيل: تقوم آلات نسج السجاد بإدخال قضبان الإبر بمعدلات تصل إلى 1200 ضربة في الدقيقة، مع التحكم في ارتفاع الوبر ونمطه من خلال السرعة النسبية وطور محاور متعددة تعمل بشكل مستقل. وتُعد متطلبات الربط من بين الأكثر تطلبًا في صناعة النسيج: عدد دورات مرتفع، واهتزاز كبير، وتزامن طور خالٍ من رد الفعل العكسي، كل ذلك في نفس وحدة التجميع.
اعتبارات بيئة التشغيل
تُشكل بيئات تصنيع المنسوجات تحديات خاصة فيما يتعلق بربط المواد التي تختلف عن معظم البيئات الصناعية الأخرى.
تلوث بالألياف والوبر: تنتشر الألياف المتطايرة والشظايا الليفية القصيرة في مناطق الغزل والنسيج والحياكة. وتنجذب هذه الجسيمات إلى أي فجوة أو تجويف في المكونات الميكانيكية بفعل تدفق الهواء والكهرباء الساكنة. في وصلات أولدهام، يمكن أن يؤدي تراكم الألياف في منطقة التماس بين المحور والقرص إلى زيادة الاحتكاك وتسريع تآكل القرص. ويُعد التنظيف المنتظم للوصلات المكشوفة بالهواء المضغوط إجراءً قياسيًا للصيانة في مصانع النسيج.
رذاذ التشحيم والزيت: تُنتج أنظمة تزييت الأنوال رذاذًا زيتيًا يترسب على جميع الأسطح المجاورة. تتميز أقراص الأسيتال بمقاومتها لمعظم مواد تزييت آلات النسيج - الزيوت المعدنية والاصطناعية - ولكن ينبغي على المهندس التحقق من التوافق إذا كان النول يستخدم مواد تزييت غير معتادة أو إذا كانت وصلة التزييت في منطقة الرذاذ المباشر من فوهة التزييت.
ارتفاع درجة الحرارة المحيطة في نطاقات التشطيب: تعمل آلات التثبيت الحراري والتثبيت بالحرارة مع الأقمشة عند درجات حرارة تتراوح بين 150 و200 درجة مئوية، وقد تصل درجة حرارة الهيكل المحيط بالآلة إلى ما بين 60 و80 درجة مئوية في مناطق التشغيل. لا يُنصح باستخدام أقراص الأسيتال القياسية في المناطق التي تتجاوز فيها درجة الحرارة المحيطة 80 درجة مئوية، بل يُفضل استخدام أقراص النايلون المقوى بالألياف الزجاجية أو أقراص PEEK في تطبيقات آلات التشطيب ذات درجات الحرارة العالية.
تحديد المقاسات والصيانة لتطبيقات المنسوجات
تعمل آلات النسيج بمعدلات دورات عالية تتراكم بسرعة. فعلى سبيل المثال، آلة التفتيل التي تعمل بمعدل 1200 شوط في الدقيقة، بنظام ورديتين يوميًا، 300 يوم في السنة، تُسجل 432 مليون دورة سنويًا. لذا، ينبغي تحديد فترات استبدال أقراص وصلات أولدهام لتطبيقات النسيج ذات الدورات العالية تجريبيًا من خلال مراقبة رد الفعل العكسي مبكرًا؛ إذ تُحدد دورة الاستبدال الأولى معدل التآكل لتلك الآلة تحديدًا وظروف التشغيل، ويمكن جدولة عمليات الاستبدال اللاحقة وفقًا لذلك.
بالنسبة لمحاور المؤازرة في آلات النسيج والحياكة التي تعمل بسرعات متوسطة مع محاذاة جيدة، تتراوح فترات استبدال الأقراص عادةً بين 6000 و12000 ساعة تشغيل للأقراص الأسيتالية القياسية. أما بالنسبة للتطبيقات عالية السرعة وعالية الدورة، مثل آلات التفتيل، فقد تكون فترات أقصر تتراوح بين 2000 و4000 ساعة مناسبة، أي ما يعادل الاستبدال كل 3 إلى 6 أشهر بمعدلات إنتاج مستمرة. إن الاحتفاظ بمخزون من الأقراص البديلة في الآلة وإدراج فحص الأقراص ضمن جدول التشحيم الأسبوعي يجعل الاستبدال نشاطًا مخططًا له وليس إجراءً طارئًا.
خاتمة
تتطلب آلات النسيج أداءً متميزًا في وصلات الربط، يجمع بين مجموعة من المتطلبات الدقيقة: تزامن طوري خالٍ من الارتداد لضمان جودة النسيج، ومتانة عالية لعدد دورات التشغيل لضمان استمرارية الإنتاج، ومقاومة للاهتزازات في الآلات عالية السرعة، وتوافق بيئي مع تلوث الألياف ورذاذ مواد التشحيم. تلبي وصلة أولدهام هذه المتطلبات بفضل آلية اللسان والشق الإيجابية - التي توفر تزامنًا خالٍ من الارتداد دون أي عنصر مطاطي قد يتلف في بيئة النسيج - وقرصها البوليمري الجاف، الذي يتحمل التلوث والتعرض لدرجات حرارة معتدلة مع الحفاظ على ثبات الأبعاد اللازم لأداء ثابت خالٍ من الارتداد على مدى آلاف ساعات التشغيل. عند اختيارها بشكل صحيح باستخدام مادة القرص المناسبة لمنطقة درجة الحرارة، وجدول استبدال مُخطط له يتوافق مع دورة إنتاج الآلة، تضمن وصلة أولدهام في نظام محرك النسيج جودة نسيج ثابتة، وتقلل من وقت التوقف غير المخطط له المتعلق بالمحرك طوال عمر خدمة الآلة.
تصفح منتجاتنا مجموعة وصلات أولدهام لتطبيقات النسيج والتطبيقات ذات الدورات العالية، أو تواصل مع فريقنا الهندسي للحصول على إرشادات خاصة بالتطبيقات حول مواصفات وصلات آلات النسيج.
