I macchinari tessili operano all'incrocio tra alta velocità, funzionamento continuo e sincronizzazione di precisione: una combinazione impegnativa che impone requisiti specifici a ogni componente della catena cinematica. Un moderno telaio a pinza ad alta velocità produce oltre 800 inserimenti di trama al minuto. Una macchina per maglieria circolare fa ruotare il suo cilindro degli aghi a velocità superiori a 60 giri al minuto, mentre gli aghi di bloccaggio si muovono a una velocità tale da produrre centinaia di righe al minuto. Le macchine avvolgitrici industriali funzionano per ore a velocità superficiali di diverse migliaia di metri al minuto.
In tutte queste applicazioni, la catena di trasmissione deve sincronizzare con precisione più assi: la tensione dell'ordito, la temporizzazione dell'inserimento della trama, la velocità di avvolgimento e gli angoli dell'albero del modello devono tutti mantenere relazioni di fase definite affinché il tessuto venga prodotto correttamente. Qualsiasi gioco o cedimento negli elementi di accoppiamento della catena di trasmissione introduce errori di fase che appaiono nel tessuto come difetti visibili: variazioni di densità della trama, punti persi, modelli non allineati o irregolarità del bordo. Accoppiamento di Diham Risponde a questi requisiti grazie alla sua trasmissione di coppia a gioco zero e alla sua capacità di tollerare i disallineamenti dell'albero che inevitabilmente si verificano negli ambienti delle macchine tessili ad alta vibrazione.
La sfida della sincronizzazione della trasmissione nella tessitura
Un telaio è essenzialmente una macchina sincronizzata multiasse. L'albero principale aziona il meccanismo di apertura del passo (che crea l'apertura tra i fili dell'ordito), il meccanismo di inserimento della trama (che inserisce il filo di trama attraverso il passo) e il movimento di battitura (che spinge la trama inserita contro il tessuto). Questi tre movimenti devono mantenere precise relazioni di fase tra loro ad ogni ciclo affinché la struttura del tessuto sia corretta.
Il meccanismo di apertura del passo in un moderno telaio dobby o jacquard è azionato da un albero separato la cui posizione angolare rispetto all'albero principale determina quali fili dell'ordito vengono sollevati e quali abbassati a ogni inserimento della trama. L'accoppiamento tra l'albero motore principale e l'albero del meccanismo di apertura del passo deve trasmettere le variazioni di posizione angolare istantaneamente e senza alcun gioco: un accoppiamento con gioco permetterebbe al meccanismo di apertura del passo di essere momentaneamente in ritardo rispetto all'albero principale a ogni inversione di direzione, causando l'apertura o la chiusura del passo nel momento sbagliato e producendo un difetto di tessitura.
Sui telai multi-liscio, i licci per la creazione di motivi decorativi presentano requisiti ancora più stringenti: ogni liccio deve trovarsi esattamente nella corretta posizione angolare rispetto agli altri ad ogni passaggio di trama, e la sincronizzazione deve essere mantenuta nonostante le vibrazioni e gli urti tipici della tessitura ad alta velocità.
Collegamenti tra encoder e resolver sui sistemi di posizionamento del telaio
I moderni telai a controllo elettronico utilizzano encoder sull'albero per monitorare l'angolo dell'albero principale e fornire un feedback di posizione al controllore elettronico del dobby o del jacquard. L'accoppiamento tra l'albero principale e l'encoder deve garantire una trasmissione senza gioco, in modo che l'encoder segnali la posizione reale dell'albero in ogni posizione angolare durante l'intero ciclo di rotazione, in particolare nelle posizioni centrali dove si verificano l'apertura e la chiusura del passo e dove gli errori di temporizzazione hanno il maggiore impatto sulla qualità del tessuto.
Sui moderni telai elettronici, i giunti Oldham miniaturizzati svolgono questa funzione di connessione dell'encoder, fornendo la segnalazione di posizione a gioco zero e l'isolamento elettrico che proteggono l'elettronica dell'encoder dagli elevati livelli di interferenza elettromagnetica generati dagli inverter e dai motori del telaio.
Assi di trasmissione per macchine per maglieria
Le macchine circolari per maglieria presentano una serie di sfide diverse in termini di azionamento. Il cilindro dell'ago e il quadrante devono ruotare in perfetta sincronia, e la relazione angolare tra di loro determina la struttura del punto. Il meccanismo di alimentazione del filato deve erogare il filato a una velocità che corrisponda alla velocità della macchina e all'impostazione della lunghezza del punto. La tensione di prelievo del filato deve essere controllata per mantenere una formazione del punto uniforme durante tutto il processo di lavorazione.
Ciascuna di queste funzioni di azionamento prevede collegamenti con servomotori o motori passo-passo, dove l'accoppiamento a gioco zero garantisce che le modifiche di posizione comandate (cambi di schema, regolazioni della lunghezza del punto, profili di rampa di velocità) vengano eseguite senza zone morte. Gli accoppiamenti Oldham sono presenti nei collegamenti motore-albero in tutta la trasmissione della macchina per maglieria, in particolare nelle macchine a controllo elettronico dove gli assi servo indipendenti sostituiscono il sistema meccanico di camme e ingranaggi dei modelli più vecchi.
L'ambiente vibratorio di una macchina per maglieria ad alta velocità è significativo: il rapido movimento alternato di migliaia di aghi genera vibrazioni a banda larga che influenzano ogni componente strutturale e meccanico. L'assenza di elementi risonanti nell'accoppiamento Oldham (niente molle elastomeriche, niente elementi metallici precaricati) significa che non amplifica specifiche frequenze di vibrazione come può fare un giunto a soffietto o a trave se la sua frequenza naturale coincide con la frequenza di eccitazione della macchina.
Attrezzature per la finitura e la lavorazione tessile
Macchine per tintura e stenting: Queste macchine trasportano il tessuto attraverso vasche di trattamento e camere di asciugatura a velocità controllate, con zone di tensione tra ciascun rullo di azionamento che richiedono una precisa sincronizzazione della velocità per evitare l'allungamento o l'arricciamento del tessuto. Ogni rullo di azionamento è azionato da un motore individuale tramite un giunto, e il giunto a gioco zero garantisce che il rapporto di velocità tra i rulli adiacenti sia mantenuto con precisione lungo tutto il profilo di tensione.
Macchine avvolgitrici: Le avvolgitrici a cono, a pacco e a formaggio creano bobine di filato a tensione controllata grazie alla combinazione della velocità del mandrino e della velocità di traslazione. L'accoppiamento tra il motore di azionamento della traslazione e la camma di traslazione deve essere privo di gioco per produrre un avvolgimento trasversale pulito, senza le "barre di avvolgimento" o le zone di densità irregolare create dagli errori di posizionamento indotti dal gioco.
Macchine per la trapuntatura: Le macchine per la trapuntatura dei tappeti inseriscono barre di aghi a velocità fino a 1.200 colpi al minuto, con altezza e disegno del pelo controllati dalla velocità relativa e dalla fase di più assi azionati in modo indipendente. I requisiti di accoppiamento sono tra i più stringenti nel settore tessile: elevato numero di cicli, vibrazioni significative e sincronizzazione di fase a gioco zero, il tutto nello stesso gruppo.
Considerazioni sull'ambiente operativo
Gli ambienti di produzione tessile presentano sfide specifiche per l'accoppiamento dei materiali, diverse da quelle riscontrabili nella maggior parte degli altri contesti industriali.
Contaminazione da fibre e lanugine: Le fibre aerodisperse e i frammenti di fibre corte sono onnipresenti nelle aree di filatura, tessitura e maglieria. Queste particelle vengono attratte in qualsiasi fessura o cavità dei componenti meccanici dal flusso d'aria e dall'elettricità statica. Nei giunti Oldham, l'accumulo di fibre nell'interfaccia mozzo-disco può aumentare l'attrito e accelerare l'usura del disco. La pulizia regolare con aria compressa dei giunti esposti è una pratica di manutenzione standard negli stabilimenti tessili.
Lubrificante e nebbia d'olio: I sistemi di lubrificazione dei telai generano una nebbia d'olio che si deposita su tutte le superfici circostanti. I dischi in acetale sono resistenti alla maggior parte dei lubrificanti per macchine tessili, sia minerali che sintetici, ma il tecnico dovrebbe verificarne la compatibilità se il telaio utilizza lubrificanti particolari o se l'accoppiamento si trova nella zona di nebulizzazione diretta di un ugello di lubrificazione.
Temperature ambiente elevate nelle zone di finitura: Le macchine per la termofissatura e la termofissatura operano con tessuti a temperature comprese tra 150 e 200 °C, e la struttura circostante della macchina può raggiungere temperature tra 60 e 80 °C nelle zone di azionamento. I dischi in acetale standard non devono essere utilizzati nelle zone in cui la temperatura ambiente supera gli 80 °C; nelle applicazioni di finitura ad alta temperatura sono necessari dischi in nylon rinforzato con fibra di vetro o in PEEK.
Dimensionamento e manutenzione per applicazioni tessili
I macchinari tessili operano con un elevato numero di cicli che si accumulano rapidamente. Una macchina per tufting a 1.200 colpi al minuto, con due turni al giorno per 300 giorni all'anno, accumula 432 milioni di cicli all'anno. Gli intervalli di sostituzione del disco di accoppiamento Oldham per applicazioni tessili ad alto numero di cicli dovrebbero essere stabiliti empiricamente attraverso un monitoraggio precoce del gioco meccanico: il primo ciclo di sostituzione stabilisce il tasso di usura per quella specifica macchina e condizione operativa, e le sostituzioni successive possono essere programmate di conseguenza.
Per gli assi servoassistiti di macchine per tessitura e maglieria che operano a velocità moderate con un buon allineamento, gli intervalli di sostituzione dei dischi in acetale standard sono in genere compresi tra 6.000 e 12.000 ore di funzionamento. Per applicazioni ad alta velocità e ad alto ciclo, come le macchine per tufting, possono essere appropriati intervalli più brevi, da 2.000 a 4.000 ore, che si traducono in una sostituzione ogni 3-6 mesi a ritmi di produzione continui. Mantenere una scorta di dischi di ricambio presso la macchina e includere l'ispezione dei dischi nel programma di lubrificazione settimanale fa sì che la sostituzione sia un'attività pianificata anziché un'emergenza.
Conclusione
Le macchine tessili richiedono prestazioni di accoppiamento ottimali per soddisfare una serie di requisiti esigenti: sincronizzazione di fase a gioco zero per la qualità del tessuto, elevata durata e numero di cicli per la produzione continua, resistenza alle vibrazioni nelle macchine ad alta velocità e compatibilità ambientale con la contaminazione delle fibre e la presenza di nebbie lubrificanti. L'accoppiamento Oldham soddisfa questi requisiti grazie al suo meccanismo a tenone e scanalatura, che garantisce un gioco zero senza l'utilizzo di elementi elastomerici che potrebbero degradarsi nell'ambiente tessile, e al suo disco in polimero a secco, in grado di resistere alla contaminazione e all'esposizione a temperature moderate, mantenendo al contempo la stabilità dimensionale necessaria per prestazioni costanti a gioco zero per migliaia di ore di funzionamento. Se correttamente specificato con il materiale del disco appropriato per la zona di temperatura e con un programma di sostituzione pianificato in base al ciclo di produzione della macchina, un accoppiamento Oldham in un sistema di azionamento tessile garantirà una qualità del tessuto costante e ridurrà al minimo i fermi macchina imprevisti per tutta la durata di vita della macchina.
Sfoglia il nostro Gamma di raccordi Oldham per applicazioni tessili e ad alto ciclo di utilizzo, O contatta il nostro team di ingegneri per una guida specifica sull'applicazione relativa alle specifiche di accoppiamento delle macchine tessili.
