Муфти Oldham у текстильному машинобудуванні: синхронізація приводів для високошвидкісного ткацтва та в'язання

Текстильне обладнання працює на перетині високої швидкості, безперервного режиму роботи та точної синхронізації — вимогливого поєднання, яке висуває особливі вимоги до кожного компонента приводного механізму. Сучасний високошвидкісний рапірний ткацький верстат виробляє понад 800 вставок утока на хвилину. Кругловязальний циліндр обертає свій голковий циліндр зі швидкістю понад 60 об/хв, тоді як фіксуючі голки обертаються зі швидкістю, що дозволяє виробляти сотні рядів на хвилину. Промислові намоточні машини працюють годинами зі швидкістю поверхні в кілька тисяч метрів на хвилину.

У всіх цих випадках приводний ланцюг повинен точно синхронізувати кілька осей — натяг основи, час введення качка, швидкість прийому та кути вала візерунка повинні підтримувати визначені фазові співвідношення для правильного виготовлення тканини. Будь-який люфт або податливість у з'єднувальних елементах приводного ланцюга призводить до фазових помилок, які проявляються на тканині як видимі дефекти: варіації щільності качка, пропущені стібки, неправильно суміщені візерунки або нерівності кромки. Олдхемське зчеплення відповідає цим вимогам завдяки передачі крутного моменту без люфту та здатності переносити перекіси валів, які неминуче виникають у середовищах текстильних машин з високою вібрацією.

Проблема синхронізації приводів у ткацтві

Ткацький верстат – це, по суті, багатоосьова синхронізована машина. Головний вал приводить у дію механізм звільнення (який створює отвір між нитками основи), механізм підбирання (який вставляє уток через зів) та підбивальний рух (який проштовхує вставлений уток до нитки тканини). Ці три рухи повинні підтримувати точні фазові співвідношення один з одним на кожному циклі, щоб структура переплетення була правильною.

Зевний механізм у сучасному ткацькому верстаті з довбанням або жакардовому ткацькому верстаті приводиться в рух окремим валом, кутове положення якого відносно головного вала визначає, які нитки основи піднімаються, а які опускаються при кожному введенні захвата. Зчеплення між приводом головного вала та валом зевного механізму повинно передавати зміни кутового положення миттєво та без будь-якої зони нечутливості — зчеплення з люфтом дозволило б зевному механізму миттєво відставати від головного вала при кожній зміні напрямку, що призводило б до відкриття або закриття зева в невідповідний момент та створювало б дефект переплетення.

Вимоги до валів візерунків на багатовальних ткацьких верстатах ще вищі — кожен вал повинен знаходитися в точно правильному кутовому положенні відносно інших під час кожного підбирання, а синхронізація має підтримуватися, незважаючи на вібрацію та ударні навантаження, характерні для високошвидкісного ткацтва.

З'єднання енкодера та резолвера на системах позиціонування ткацького станка

Сучасні електронно-керовані ткацькі верстати використовують енкодери валів для контролю кута головного валу та забезпечення зворотного зв'язку щодо положення електронного контролера ручного різьблення або жакардового контролера. З'єднання між головним валом та енкодером повинно забезпечувати передачу з нульовим люфтом, щоб енкодер повідомляв про справжнє положення валу в кожному кутовому положенні протягом повного циклу обертання, особливо в мертвих точках, де відбувається відкриття та закриття звою, і де помилки синхронізації мають найбільший вплив на якість тканини.

Мініатюрні муфти Oldham виконують цю функцію підключення енкодера на сучасних електронних верстатах, забезпечуючи безлюфтове повідомлення про положення та електричну ізоляцію, що захищає електроніку енкодера від високого рівня електромагнітних перешкод, що генеруються інверторними приводами та двигунами ткацького верстата.

Привідні осі в'язальних машин

Кругловязальні машини мають інший набір проблем з приводом. Голковий циліндр і циферблат повинні обертатися точно синхронно, а кутове співвідношення між ними визначає структуру стібка. Механізм подачі нитки повинен подавати нитку зі швидкістю, яка відповідає швидкості машини та налаштованій довжині стібка. Натяг нитки необхідно контролювати, щоб підтримувати рівномірне формування стібка протягом усього процесу в'язання.

Кожна з цих функцій приводу передбачає з'єднання серво- або крокового двигуна, де безлюфтове з'єднання забезпечує виконання командних змін положення — зміщення візерунка, регулювання довжини стібка, профілі нарощування швидкості — без зони нечутливості. З'єднання Oldham з'являються на з'єднаннях двигуна з валом по всьому приводу в'язальної машини, особливо в машинах з електронним керуванням, де незалежні сервоосі замінюють механічний кулачковий механізм і зубчасту передачу старіших конструкцій.

Вібраційне середовище високошвидкісної в'язальної машини є значним — швидкий зворотно-поступальний рух тисяч засувних голок генерує широкосмугову вібрацію, яка впливає на кожен структурний та механічний компонент. Відсутність резонансних елементів у муфті Oldham — ні еластомерних пружин, ні попередньо натягнутих металевих елементів — означає, що вона не підсилює певні частоти вібрацій так, як це може робити сильфонна або балкова муфта, якщо її власна частота збігається з частотою збудження машини.

Обладнання для обробки та обробки текстилю

Фарбувальні та штампувальні машини: Ці машини транспортують тканину через ванни для обробки та сушильні камери з контрольованою швидкістю, причому зони натягу між кожним приводним роликом потребують точної синхронізації швидкості, щоб запобігти розтягуванню або збиванню тканини. Кожен приводний ролик приводиться в рух окремим двигуном через муфту, а муфта з нульовим люфтом забезпечує точне збереження співвідношення швидкостей між сусідніми роликами по всьому профілю натягу.

Намотувальні машини: Конусні намотувачі, намотувачі пачок та намотувачі сиру нарощують пачки пряжі з контрольованим натягом за допомогою комбінації керування швидкістю шпинделя та швидкістю переміщення. Зв'язок між двигуном приводу переміщення та кулачком переміщення повинен бути без люфту, щоб створити чистий візерунок бокового намотування без «смуг намотування» або зон нерівномірної щільності, які створюються через помилки положення, спричинені люфтом.

Тафтінгові машини: Машини для прошивки килимів вставляють голководи зі швидкістю до 1200 ходів за хвилину, при цьому висота ворсу та візерунок контролюються відносною швидкістю та фазою кількох незалежно керованих осей. Вимоги до з'єднання є одними з найвищих у текстильній промисловості: велика кількість циклів, значна вібрація та синхронізація фаз без люфту – все в одному вузлі.

Міркування щодо робочого середовища

У текстильному виробництві існують специфічні проблеми для поєднання матеріалів, які відрізняються від більшості інших промислових умов.

Забруднення волокнами та пухом: Повітряні волокна та короткі фрагменти волокон повсюдно поширені в прядильному, ткацькому та в'язальному виробництві. Ці частинки втягуються в будь-які зазори або поглиблення в механічних компонентах потоком повітря та статичною електрикою. У муфтах Oldham накопичення волокон на межі між маточиною та диском може збільшити тертя та прискорити знос дисків. Регулярне очищення відкритих муфт стисненим повітрям є стандартною практикою технічного обслуговування на текстильних фабриках.

Мастило та масляний туман: Системи змащення ткацьких верстатів утворюють масляний туман, який осідає на всіх сусідніх поверхнях. Ацетальні матеріали для дисків стійкі до більшості мастил для текстильних машин — мінеральних та синтетичних масел — але інженер повинен перевірити сумісність, якщо ткацький верстат використовує незвичайні мастила або якщо муфта знаходиться в зоні прямого розпилення від мастильної форсунки.

Висока температура навколишнього середовища в діапазонах обробки: Машини для стентерування та термофіксації працюють з тканиною за температури від 150 до 200°C, а навколишня конструкція машини може досягати від 60 до 80°C у зонах приводу. Стандартні ацетальні диски не слід використовувати в зонах, де температура навколишнього середовища перевищує 80°C — у високотемпературних оздоблювальних машинах потрібні диски з наповненого скловолокном нейлону або PEEK.

Підбір розмірів та догляд за текстильним обладнанням

Текстильне обладнання працює з великою кількістю циклів, яка швидко накопичується. Тафтінгова машина зі швидкістю 1200 ходів за хвилину, що працює дві зміни на день, 300 днів на рік, накопичує 432 мільйони циклів щорічно. Інтервали заміни зчіпних дисків Oldham для текстильних виробів з високою циклічністю слід встановлювати емпірично шляхом раннього моніторингу люфту — перший цикл заміни визначає швидкість зносу для конкретної машини та робочого стану, і наступні заміни можна планувати відповідно.

Для сервоосі ткацьких та в'язальних машин, що працюють на помірних швидкостях з гарним вирівнюванням, типовими є інтервали заміни дисків від 6000 до 12 000 робочих годин для стандартних ацетальних дисків. Для високошвидкісних застосувань з високим циклом, таких як тафтінгові машини, можуть бути коротші інтервали від 2000 до 4000 годин, що означає заміну кожні 3-6 місяців при безперервному виробництві. Завдяки наявності запасу запасних дисків на верстаті та включенню перевірки дисків до щотижневого графіка змащування, заміна залишається плановим, а не аварійним заходом.

Висновок

Текстильне обладнання вимагає продуктивності муфти за складним поєднанням вимог: синхронізація фаз з нульовим люфтом для якості тканини, довговічність з високою кількістю циклів для безперервного виробництва, стійкість до вібрацій у високошвидкісних машинах та екологічна сумісність із забрудненням волокон та мастильним туманом. Муфта Oldham відповідає цій комбінації завдяки своєму позитивному механізму шип-паз, який забезпечує нульовий люфт без будь-якого еластомерного елемента, який може руйнуватися в текстильному середовищі, та своєму полімерному диску, що працює всухому, який справляється із забрудненням та помірним температурним впливом, зберігаючи при цьому стабільність розмірів, необхідну для стабільної роботи з нульовим люфтом протягом тисяч годин роботи. За умови правильного вибору з відповідним матеріалом диска для температурної зони та запланованим графіком заміни, узгодженим з виробничим циклом машини, муфта Oldham у текстильній приводній системі забезпечить стабільну якість тканини та мінімізує незаплановані простої, пов'язані з приводом, протягом усього терміну служби машини.

Перегляньте наші Асортимент муфт Oldham для текстильного та високоциклового застосуванняабо зв'яжіться з нашою інженерною командою для отримання вказівок щодо специфікацій з'єднання текстильних машин для конкретного застосування.