Текстильное оборудование работает на стыке высокой скорости, непрерывной работы и точной синхронизации — сложная комбинация, предъявляющая особые требования к каждому компоненту приводного механизма. Современный высокоскоростной рапирный ткацкий станок производит более 800 витков уточной нити в минуту. Кругловязальная машина вращает свой игольный цилиндр со скоростью более 60 об/мин, в то время как защелкивающие иглы работают со скоростью, обеспечивающей сотни рядов в минуту. Промышленные намоточные машины работают часами со скоростью несколько тысяч метров в минуту.
Во всех этих областях применения приводной механизм должен точно синхронизировать несколько осей — натяжение основы, время ввода утка, скорость натяжения и углы валов рисунка должны поддерживать заданные фазовые соотношения для правильного производства ткани. Любой люфт или податливость в соединительных элементах приводной цепи приводят к фазовым ошибкам, которые проявляются в ткани в виде видимых дефектов: вариации плотности утка, пропущенные стежки, несовпадение рисунка или неровности кромки. Олдхэмская пара Данная технология отвечает этим требованиям благодаря передаче крутящего момента без люфта и способности компенсировать неизбежные смещения валов, возникающие в условиях сильной вибрации текстильных машин.
Проблема синхронизации приводов в ткацком производстве
Ткацкий станок по сути представляет собой многоосевой синхронизированный механизм. Главный вал приводит в движение механизм формирования зева (который создает зазор между нитями основы), механизм протягивания уточной нити (который вводит уточную нить через зев) и механизм прибивания (который прижимает вставленную уточную нить к краю ткани). Для правильной структуры плетения эти три механизма должны поддерживать точное фазовое соотношение друг с другом в каждом цикле.
В современных жаккардовых или добби-ткацких станках механизм формирования зева приводится в движение отдельным валом, угловое положение которого относительно главного вала определяет, какие нити основы поднимаются, а какие опускаются при каждом введении утка. Соединение между главным валом и валом механизма формирования зева должно передавать изменения углового положения мгновенно и без мертвой зоны — соединение с люфтом позволило бы механизму формирования зева на мгновение отставать от главного вала при каждом изменении направления, что привело бы к открытию или закрытию зева в неподходящий момент и вызвало бы дефект плетения.
К валам, используемым в многовальных ткацких станках, предъявляются еще более высокие требования: каждый вал должен находиться в точно заданном угловом положении относительно других при каждом проходе нити, а синхронизация должна сохраняться, несмотря на вибрацию и ударные нагрузки, характерные для высокоскоростного ткачества.
Подключение энкодера и резольвера в системах позиционирования ткацкого станка
Современные ткацкие станки с электронным управлением используют энкодеры вала для контроля угла наклона главного вала и передачи информации о положении на электронный контроллер жаккардового или добби-ткацкого станка. Соединение между главным валом и энкодером должно обеспечивать передачу без люфта, чтобы энкодер сообщал истинное положение вала при каждом угловом положении на протяжении всего цикла вращения — особенно в положениях мертвой точки, где происходит открытие и закрытие зева и где ошибки синхронизации оказывают наибольшее влияние на качество ткани.
Миниатюрные муфты Олдхэма выполняют функцию соединения энкодера на современных электронных ткацких станках, обеспечивая передачу данных о положении без люфта и электрическую изоляцию, которая защищает электронику энкодера от высокого уровня электромагнитных помех, создаваемых приводами инвертора и двигателями ткацкого станка.
Приводные оси вязальных машин
Кругловязальные машины представляют собой иной набор проблем, связанных с приводом. Игольный цилиндр и диск должны вращаться в точной синхронизации, при этом угловое соотношение между ними определяет структуру стежка. Механизм подачи пряжи должен подавать пряжу со скоростью, соответствующей скорости машины и заданной длине стежка. Натяжение при снятии нити должно контролироваться для поддержания стабильного формирования стежка на протяжении всего процесса вязания.
Каждая из этих функций привода включает в себя соединения с сервоприводами или шаговыми двигателями, где муфта с нулевым люфтом обеспечивает выполнение заданных изменений положения — смещения рисунка, регулировки длины стежка, профилей изменения скорости — без мертвой зоны. Муфты Олдхема используются в соединениях двигателя с валом по всей трансмиссии вязальных машин, особенно в машинах с электронным управлением, где независимые оси сервоприводов заменяют механический кулачковый и зубчатый механизм более старых конструкций.
Вибрационная обстановка в высокоскоростной вязальной машине очень значительна — быстрое возвратно-поступательное движение тысяч игл защелки генерирует широкополосную вибрацию, которая влияет на каждый конструктивный и механический компонент. Отсутствие резонансных элементов в муфте Олдхема — ни эластомерных пружин, ни предварительно натянутых металлических элементов — означает, что она не усиливает определенные частоты вибрации, как это может делать сильфонная или балочная муфта, если ее собственная частота совпадает с частотой возбуждения машины.
Оборудование для отделки и обработки текстиля
Красильные и рулонные машины: Эти машины перемещают ткань через ванны для обработки и сушильные камеры с контролируемой скоростью, при этом зоны натяжения между каждым приводным роликом требуют точной синхронизации скорости для предотвращения растяжения или сминания ткани. Каждый приводной ролик приводится в движение отдельным двигателем через муфту, а муфта с нулевым люфтом обеспечивает точное поддержание соотношения скоростей между соседними роликами на протяжении всего профиля натяжения.
Намоточные машины: Конусные, пакетные и сырные намотчики формируют мотки пряжи с контролируемым натяжением за счет сочетания регулировки скорости вращения шпинделя и скорости перемещения. Соединение между двигателем привода перемещения и кулачком перемещения должно быть без люфта, чтобы обеспечить чистый рисунок поперечной намотки без «намоточных планок» или зон неравномерной плотности, которые возникают из-за ошибок позиционирования, вызванных люфтом.
Тафтинговые машины: Ковровые тафтинговые машины вставляют иглодержатели со скоростью до 1200 ходов в минуту, при этом высота и рисунок ворса контролируются относительной скоростью и фазой нескольких независимо управляемых осей. Требования к соединению являются одними из самых высоких в текстильной промышленности: большое количество циклов, значительная вибрация и синхронизация фаз без люфта — и все это в одном узле.
Вопросы, касающиеся условий эксплуатации.
В условиях текстильного производства возникают специфические проблемы, связанные с соединением материалов, которые отличаются от большинства других промышленных условий.
Загрязнение волокнами и пухом: Волокна, переносимые по воздуху, и фрагменты коротких волокон (микроволокна) повсеместно встречаются в зонах прядения, ткачества и вязания. Эти частицы затягиваются в любые зазоры или углубления механических компонентов потоком воздуха и статическим электричеством. В муфтах Олдхема накопление волокон в зоне контакта ступицы и диска может увеличить трение и ускорить износ диска. Регулярная очистка открытых муфт сжатым воздухом является стандартной практикой технического обслуживания на текстильных фабриках.
Смазка и масляный туман: Системы смазки ткацких станков генерируют масляный туман, который оседает на всех близлежащих поверхностях. Материалы дисков из ацетала устойчивы к большинству смазочных материалов для текстильных машин — минеральным и синтетическим маслам, — но инженер должен проверить совместимость, если в ткацком станке используются необычные смазочные материалы или если муфта находится в зоне прямого воздействия масляного тумана от смазочной форсунки.
Высокая температура окружающей среды в зонах отделки: Машины для раскроя и термофиксации работают с тканью при температуре от 150 до 200 °C, а температура окружающей конструкции машины в зонах привода может достигать 60–80 °C. Стандартные ацеталовые диски не следует использовать в зонах, где температура окружающей среды превышает 80 °C — в высокотемпературных отделочных машинах необходимы диски из нейлона, армированного стекловолокном, или полиэфирэфиркетона (PEEK).
Пропитка и уход за текстильными изделиями
Текстильное оборудование работает с высокой частотой циклов, которые быстро накапливаются. Тафтинговая машина с частотой 1200 ходов в минуту, работающая в две смены в день, 300 дней в году, накапливает 432 миллиона циклов в год. Интервалы замены муфтовых дисков Олдхема для текстильных изделий с высокой частотой циклов должны устанавливаться эмпирически путем раннего мониторинга люфта — первый цикл замены определяет скорость износа для конкретной машины и условий эксплуатации, и последующие замены могут быть запланированы соответствующим образом.
Для сервоосей ткацких и вязальных машин, работающих на умеренных скоростях и имеющих хорошую центровку, типичные интервалы замены дисков из стандартного ацетала составляют от 6000 до 12000 часов работы. Для высокоскоростных и высокоцикловых применений, таких как тафтинговые машины, могут быть целесообразны более короткие интервалы — от 2000 до 4000 часов, что соответствует замене каждые 3–6 месяцев при непрерывном производстве. Наличие запаса сменных дисков на станке и включение проверки дисков в еженедельный график смазки позволяет сделать замену плановой, а не аварийной процедурой.
Заключение
Текстильное оборудование предъявляет высокие требования к муфте, учитывая широкий спектр факторов: синхронизацию фаз без люфта для обеспечения высокого качества ткани, долговечность при большом количестве циклов непрерывного производства, виброустойчивость в высокоскоростных машинах и совместимость с окружающей средой, включая загрязнение волокнами и смазочные материалы. Муфта Олдхема отвечает этим требованиям благодаря своему надежному шипово-пазовому механизму, обеспечивающему нулевой люфт без каких-либо эластомерных элементов, которые могли бы разрушаться в текстильной среде, и полимерному диску, работающему всухую, который выдерживает загрязнения и воздействие умеренных температур, сохраняя при этом стабильность размеров, необходимую для стабильной работы без люфта в течение тысяч часов эксплуатации. При правильном выборе материала диска, соответствующего температурному диапазону, и плановой замене в соответствии с производственным циклом машины, муфта Олдхема в текстильной приводной системе обеспечит стабильное качество ткани и минимизирует незапланированные простои, связанные с приводом, на протяжении всего срока службы машины.
Просмотрите наш Ассортимент соединительных муфт Oldham для текстильной промышленности и применения в условиях высокой циклической нагрузки., или свяжитесь с нашей инженерной командой для получения рекомендаций по техническим характеристикам соединительных элементов текстильных машин, специфичных для конкретного применения.
