Korea Ever-Power · Vodič za inženjering aplikacija
Puž i pužni točak za tekstilni razboj i mašine za namotavanje pređe
Mašina za namotavanje pređe koja radi brzinom od 1.200 metara u minuti izrađuje paket od 2 kg na konusnom kalemu tokom 45 minuta. Ako pužni par zupčanika koji pokreće mehanizam za pomicanje mijenja brzinu za 3 posto, napetost pređe fluktuira za 4 do 5 posto - dovoljno da se u namotanom paketu stvore tvrdi i meki pojasevi koji uzrokuju lomljenje pređe tokom odmotavanja na razboju. U proizvodnji tekstila, konzistentnost brzine na izlazu pužnog para zupčanika direktno se prevodi u opstanak pređe.
Tekstilne mašine - mašine za namotavanje pređe, tkalački stanovi, predionice i mašine za pletenje - koriste parove pužnih zupčanika za pogone poprečnog pređenja, mehanizme za otpuštanje i namotavanje, pogone bregastih osovina i pozicioniranje kalema. Odlučujući izazov specifikacije je konzistentnost napetosti pređe: par pužnih zupčanika mora isporučiti varijaciju brzine ispod plus ili minus 1,5 posto kako bi se fluktuacija napetosti pređe održala unutar raspona od 2 do 3 posto, što sprječava varijacije gustoće namotavanja i lomljenje nizvodno. Analiza krivulje napetosti pređe u odnosu na brzinu kvantificira ovaj odnos: ΔT/T = k × ΔV/V, gdje se k kreće od 1,2 za sintetičke pređe niskog istezanja do 1,8 za prirodna vlakna visokog istezanja. Brušeni parovi pužnih zupčanika pri Ra 0,4 µm proizvode varijaciju brzine ispod 1 posto; zupčasti parovi pri Ra 1,6 µm proizvode varijaciju od 3 do 5 posto koja prelazi toleranciju napetosti za većinu vrsta pređe. Tekstilni pužni zupčanici su među najmanjima (modul 0,5 do 1,5, razmak između osi 15 do 40 mm) i najlakše opterećenima (0,5 do 10 N·m) u bilo kojoj industriji - ali je broj jedinica po tvornici najveći: 200 do 1.000 pojedinačnih parova u jednoj tkaonici ili motalici.
Tamo gdje tekstilne mašine koriste pužne zupčaste pogone
Moderna tekstilna fabrika sadrži stotine mašina - svaka sa 1 do 8 pojedinačnih parova pužnih zupčanika koji pokreću precizne mehanizme koji rukuju pređom brzinom od 500 do 2.000 metara u minuti. Hala za namotavanje sa 500 vretena sadrži 500 do 1.500 parova pužnih zupčanika; tkalačka hala sa 200 razboja sadrži 400 do 1.600 parova. Ukupan broj jedinica u jednoj tekstilnoj fabrici često premašuje kombinovani broj svih ostalih primjena u ovoj seriji članaka.
Ovi sićušni parovi pužnih zupčanika (mnogi manji od palca) obavljaju precizne funkcije gdje je konzistentnost brzine važnija od obrtnog momenta - suprotno od teških industrijskih primjena (cement A25, rudarstvo A26) gdje je obrtni moment najvažniji.
Pužni par zupčanika pokreće poprečni greben ili recipročnu vodilicu koja polaže pređu naprijed-nazad preko kalema tokom namotavanja. Brzina pomicanja određuje ugao ukrštanja pređe i gustinu namotavanja. Promjena brzine proizvodi stvaranje traka gustine - vidljivih kao tvrdi i meki prstenovi na namotanom namotavanju. 1 do 3 para pužnih zupčanika po poziciji namotavanja; 100 do 500 pozicija po mašini.
Mehanizam za otpuštanje oslobađa osnovu iz snopa kontroliranom brzinom. Mehanizam za namotavanje namotava gotovu tkaninu na rolu tkanine. Oba koriste parove pužnih zupčanika za preciznu kontrolu brzine. Samoblokiranje drži napetost osnove konstantnom kada se razboj zaustavi radi umetanja potke - sprječavajući skokove napetosti pri ponovnom pokretanju. 2 do 4 para po razboju; 100 do 400 razboja po stani.
Kriva zategnutosti pređe u odnosu na brzinu — kako promjena brzine pužnog prijenosnika uzrokuje lom
Pređa nije kruto tijelo - to je elastično vlakno koje se rasteže pod napetošću. Kada se brzina namotavanja trenutno poveća (zbog greške prijenosa pužnog para zupčanika), pređa između tačke dodavanja i površine kalema se isteže - povećavajući napetost. Kada se brzina smanji, pređa se opušta - smanjujući napetost. Fluktuacija napetosti proporcionalna je promjeni brzine, a pojačana je elastičnim svojstvima pređe.
Tabela pokazuje da standardni parovi pužnih zupčanika s oprugom (Ra 1,6 µm) prelaze prag loma od 5 posto za pamuk i vunu - što dovodi do mjerljivog povećanja loma pređe na mašinama za namotavanje prirodnih vlakana. Za poliester i druge sintetičke materijale niskog istezanja, opruge su marginalne i iznose 4,8 posto. Brušeni parovi (Ra 0,4 µm) ostaju znatno ispod praga za sve vrste pređe. Dodatna cijena brušenja (obično 30 do 50 posto po paru kod modula tekstilne veličine) je opravdana gdje god se namotavaju prirodna vlakna ili sintetičke materijale finog broja - cijena loma pređe od jednog pomaka povišene napetosti premašuje dodatnu cijenu brušenja na svim parovima na mašini.
Visok broj jedinica i osjetljivost na troškove — stotine parova po mašini
Jedna automatska mašina za konusno namotavanje ima 48 do 120 pozicija za namotavanje, svaka sa 2 do 3 para pužnih zupčanika (pogon za pomicanje, kompenzator napetosti, nosač paketa). Mašina sa 60 pozicija sadrži približno 150 pojedinačnih parova. Hala za namotavanje sa 10 mašina sadrži 1.500 parova. U ovoj skali, smanjenje troškova od 0,50 USD po paru štedi 750 USD po hali - a tipična vijetnamska ili korejska fabrika tekstila ima 3 do 8 hala za namotavanje. Osjetljivost na troškove je slična automobilskoj industriji (Članak A30) uprkos niskom pojedinačnom obrtnom momentu - jer broj jedinica stvara istu ekonomiju volumena.
POM kotači dominiraju u tekstilnim primjenama. POM (acetal) kotači su univerzalni u parovima pužnih zupčanika u tekstilnoj industriji iz tri razloga: težina (parovi su montirani na pokretna traverzalna kolica - svaki gram težine kolica povećava inerciju i energiju ubrzanja), buka (tekstilni radnici provode više od 8 sati u hali za namotavanje - POM radi 10 do 15 dB(A) tiše od bronze pri ovim malim opterećenjima) i cijena (POM kotači po cijeni od 0,08 do 0,25 USD u odnosu na bronzu po cijeni od 0,80 do 2,50 USD po kotaču - razlika od 5 do 10 puta koja je odlučujuća kod 1.500 jedinica po hali). Kompromis: POM traje 2 do 4 godine u kontinuiranom tekstilnom radu u odnosu na 5 do 8 godina za bronzu - ali pri cijeni od 0,15 USD po kotaču, trošak zamjene je zanemariv.
Korejski proizvođač sintetičkih vlakana koji koristi 8 automatskih mašina za namotavanje (ukupno 480 pozicija, približno 1.200 parova pužnih zupčanika) prijavio je povećanje stope loma pređe sa 0,8 na 1.000 kg na 3,2 na 1.000 kg tokom perioda od 6 mjeseci. Do loma je dolazilo pretežno u zoni namotavanja (gdje se povećava prečnik paketa, što zahtijeva precizno podešavanje brzine pomicanja). Istraga je pokazala da su parovi pužnih zupčanika u pogonima pomicanja - POM kotači, stari 3 godine - razvili porast zazora zbog habanja (originalne 3 lučne minute, izmjerene 12 lučnih minuta). Povećani zazor proizveo je varijaciju brzine od 2,5 posto u svakoj tački preokreta pomicanja, stvarajući skokove napetosti od 3,8 posto (poliester, k = 1,2) - ispod praga loma od 5 posto za poliester, ali iznad praga za pređe od miješanih vlakana (mješavina poliestera i pamuka, efektivni k = 1,4) koje je postrojenje započelo s obradom 8 mjeseci ranije. Komponenta prirodnih vlakana pojačala je osjetljivost na napetost. Rješenje: zamijeniti svih 1.200 POM kotača (ukupni trošak: 1.200 × 0,18 USD = 216 USD u dijelovima plus 2 dana rada tehničara po cijeni od 380 USD). Stopa loma pala je na 0,6 na 1.000 kg - ispod prvobitne stope jer su novi kotači imali manji početni zazor (2 lučne minute u odnosu na specifikaciju od 3 lučne minute na prethodnoj seriji). Pouka: zamjena kotača tekstilnog pužnog zupčanika treba biti planirana prema vrsti proizvoda, a ne prema kalendaru - par koji je adekvatan za sintetičku pređu u 3. godini može biti neadekvatan za mješavine prirodnih vlakana u 2. godini jer je faktor osjetljivosti na zatezanje k veći.
Specifikacije tri para pužnih zupčanika tekstilnih mašina
Slučaj 1 — Namotavanje sintetičkih vlakana iz Koreje: 200 pozicija, precizna napetost ±2%, servo pogon
Korejski proizvođač sintetičkih vlakana specificirao je parove pužnih zupčanika za pogone preciznog namotavanja sa 200 pozicija, koje proizvode DTY (pređa teksturirana izvlačenjem) pakete pri brzini od 1.200 m/min. Tolerancija napetosti: plus ili minus 2 posto (DTY zahtijeva čvrstu napetost za ravnomjerno zadržavanje krimpovanja). Par pužnih zupčanika: jednostruki prolaz, modul 0,8, razmak između osi 20 mm, omjer 30:1. Uzemljeni puž Ra 0,4 µm (varijacija brzine ispod 1 posto - fluktuacija napetosti 1,2 posto pri k = 1,2 za poliester, što je unutar cilja od 2 posto). Točak: POM. Motor: 24 V DC servo po poziciji (individualna kontrola napetosti putem povratne sprege zatvorene petlje). Cijena po paru: 2,80 USD (uzemljenje, POM, modul 0,8). Cijena za 200 pozicija × 2 para svaka: 1.120 USD. Vrijednost proizvodnje pređe po mašini godišnje: približno 2,4 miliona USD — 1.120 USD u parovima pužnih zupčanika zaštitilo je kvalitet pređe vrijedan 2.000 puta veće od cijene para.
Slučaj 2 — Japanski razboj sa mlazom zraka: pogon za otpuštanje, 800 o/min, ultrakompaktna glava razboja
Japanski proizvođač razboja specificirao je parove pužnih zupčanika za mehanizam za otpuštanje osnove brzog razboja sa mlazom zraka koji radi pri 800 uboda u minuti. Mehanizam za otpuštanje otpuštao je pređu osnove iz snopa kontroliranom brzinom sinhroniziranom s ciklusom tkanja - svaka promjena brzine proizvodila je vidljive defekte potke (periodične promjene gustoće u tkanom materijalu). Par pužnih zupčanika: jednostruki start, modul 0,6, međuosno rastojanje 15 mm, omjer 40:1 - među najmanjim parovima pužnih zupčanika u cijeloj seriji od 35 artikala. Uzemljeni puž Ra 0,3 µm (varijacija brzine ispod 0,8 posto). Točak: PA66-GF15 (najlon ojačan staklenim vlaknima - moment otpuštanja od 3 N·m premašivao je kapacitet POM-a pri malom međuosnom rastojanju od 15 mm). Samoblokirajuće je neophodno: održavalo je konstantnu napetost osnove tokom milisekundne pauze između svakog ciklusa umetanja potke. Cijena po paru: 3,50 USD. Buka na 1 m: 38 dB(A) (nečujno iznad buke razboja od 85 dB(A). Pregledaj pužni zupčanik za tekstilnu mašinu opcije za primjenu na razbojima, mašinama za namotavanje i predenje.
Slučaj 3 - Vijetnamski stroj za predenje pamuka: 500 vretena, vođen troškovima, prihvatljivo glodanje
Vijetnamska predionica pamuka specificirala je parove pužnih zupčanika za pogone prstenaste traverze rama za prstenastu predilicu s 500 vretena. Prstenasta traverza pomicala je šinu prstena gore-dolje kako bi se izgradio kopča (paket pređe na vretenu) - relativno sporo, neprecizno kretanje gdje je varijacija brzine ispod 5 posto bila prihvatljiva jer je geometrija namotavanja kopče tolerirala umjerene varijacije gustoće. Par pužnih zupčanika: jednostruki prolaz, modul 1, središnje rastojanje 25 mm, omjer 20:1. Zubni puž Ra 1,2 µm (fino zubni - varijacija brzine približno 2,5 posto, fluktuacija napetosti 3,8 posto za pamuk pri k = 1,5, unutar ograničenja od 5 posto). Točak: POM. Cijena po paru: 0,85 USD. Cijena za 500 vretena × 1 par: 425 USD. Specifikacija zubnog pređa uštedjela je 0,95 USD po paru u usporedbi s brušenom pređom (1,80 USD) - ukupna ušteda od 475 USD po ramu, značajna na svih 12 rama u predionici. Specifikacija pokazuje da nisu svim tekstilnim primjenama potrebni brušeni pužni zupčanici - formula osjetljivosti na zatezanje trebala bi usmjeravati odabir završne obrade, a ne opća pretpostavka "tekstil = brušena površina".
Često postavljana pitanja
P: Kako da odredim faktor elastičnosti pređe k za moju specifičnu pređu?
Izmjerite modul zatezne čvrstoće pređe (silu po jedinici naprezanja) pomoću uređaja za mjerenje zatezne čvrstoće pređe (Instron ili ekvivalent) pri brzini namotavanja. Izračunajte k = (E_dinamička / E_statička), gdje je E_dinamička modul pri brzini namotavanja, a E_statička modul pri nultoj brzini. Za većinu komercijalnih pređa: poliesterski filament k = 1,1 do 1,3; pamučna struna k = 1,4 do 1,6; vuna k = 1,6 do 1,8; svila k = 1,5 do 1,7; najlonski filament k = 1,3 do 1,5. Mješovite pređe koriste ponderirani prosjek: mješavina poliestera i pamuka 65/35 pri k = 0,65 × 1,2 + 0,35 × 1,5 = 1,31. Koristite vrijednost k u formuli za zatezanje da biste odredili maksimalnu dozvoljenu varijaciju brzine od para pužnih zupčanika.
P: Koliko često treba mijenjati POM kotače od tekstilnog pužnog zupčanika?
POM kotači u mašinama za namotavanje tekstila obično traju 2 do 4 godine pri kontinuiranom radu u 2 smjene (4.000 do 6.000 sati godišnje). Faktor koji ograničava vijek trajanja je povećanje zazora usljed habanja - kada se zazor udvostruči od početne vrijednosti (npr. sa 3 na 6 lučnih minuta), varijacija brzine se proporcionalno povećava i može premašiti toleranciju zatezanja. Zakažite zamjenu na osnovu vrste pređe koja se obrađuje: za sintetiku s niskim k faktorom (poliester), zamijenite pri 2 puta većem početnom zazoru; za prirodna vlakna s visokim k faktorom (pamuk, vuna), zamijenite pri 1,5 puta većem početnom zazoru. Pri troškovima POM kotača od 0,08 do 0,25 USD, trošak zamjene je zanemariv - rad za pristup i zamjenu kotača (5 do 15 minuta po poziciji) je dominantan trošak zamjene.
P: Mogu li se tekstilni pužni zupčanici koristiti s bronzanim kotačima za duži vijek trajanja?
Tehnički da, ali zbog smanjene težine i buke bronza je nepraktična za većinu tekstilnih primjena. Tekstilni pužni zupčanici montiraju se na pokretna kolica (namotavanje) gdje svaki gram povećava energiju ubrzanja i veličinu motora. Bronzani točak težine 8 grama u poređenju s POM točkom od 2 grama dodaje 6 grama po poziciji - na 200 pozicija, to je 1,2 kg dodatne klipne mase koja zahtijeva 15 do 20 posto više snage motora po preokretu. Bronza također proizvodi 10 do 15 dB(A) više buke od POM-a pri tekstilnim brzinama - pomjerajući buku u hali sa 78 dB(A) prema granici radnog mjesta od 85 dB(A). POM sa planiranom zamjenom je isplativiji od bronze tokom vijeka trajanja mašine.
P: Da li kontaminacija vlaknima i dlačicama utiče na parove pužnih zupčanika od tekstila?
Tekstilna okruženja stvaraju dlačice u zraku (fragmente kratkih vlakana) koje se talože na svim površinama mašine. Dlačice koje uđu u mrežu pužnog zupčanika djeluju kao mekani abraziv - manje štetne od metalnih čestica ili cementne prašine, ali dovoljne da ubrzaju trošenje POM-a za 20 do 40 posto ako se dozvoli nakupljanje. Većina tekstilnih pužnih zupčanika je otvorena (bez zatvorenog kućišta) jer mala opterećenja ne zahtijevaju ulje ili mast - suhi kontakt POM-a na čeliku je adekvatan pri obrtnim momentima ispod 5 N·m. Redovno propuhivanje komprimiranim zrakom (sedmično) uklanja nakupljene dlačice iz mreže zupčanika. Za okruženja s velikim količinama dlačica (grebenanje pamuka, roving), jednostavan filcani poklopac za prašinu preko mreže zupčanika smanjuje prodiranje dlačica za 80 posto bez troškova ili složenosti zatvorenog kućišta.
P: Kolika je tipična cijena tekstilnih pužnih zupčanika?
Najmanji i najjeftiniji u ovoj seriji od 35 artikala: 0,65 do 4,50 USD po paru, ovisno o modulu, završnoj obradi (oštrena naspram brušene) i volumenu. Na modulima 0,6 do 0,8 s POM točkom: oštrena 0,65 do 1,20 USD, brušena 1,80 do 3,50 USD. Na modulima 1,0 do 1,5: oštrena 0,85 do 1,80 USD, brušena 2,20 do 4,50 USD. Veličine određivanja cijena: popust od 10 do 15 posto na preko 1.000 jedinica, 20 do 25 posto na preko 5.000 jedinica. Uporedite s automobilskom industrijom (A30) po cijeni od 0,65 do 4,20 USD - slične cijene po jedinici, ali različiti okviri kvalitete (tekstil nema PPAP/IATF zahtjev; kvalitet se provjerava stopom lomljenja pređe, a ne SPC Cpk).
Pužni zupčanici tekstilnih mašina zauzimaju suprotan kraj spektra specifikacija od teške industrije - najmanji moduli (0,5 do 1,5), najmanji obrtni momenti (0,5 do 10 N·m) i najveći broj jedinica (200 do 1.500 pari po fabrici) od bilo koje primjene u ovoj seriji. Ali zahtjev za preciznošću je uporediv sa primjenama u alatnim mašinama (članci A22 do A24): varijacija brzine ispod plus ili minus 1,5 posto kako bi se održala napetost pređe unutar praga loma. Analiza krivulje napetosti pređe u odnosu na brzinu - ΔT/T = k × ΔV/V - kvantificira zašto su brušeni pužni zupčanici obavezni za prirodna vlakna i finu sintetiku, dok su zupčasti parovi prihvatljivi za grubu sintetiku i prstenasto predenje gdje je tolerancija napetosti šira. POM kotači su univerzalni jer prednosti u pogledu težine, buke i troškova nadmašuju kraći ciklus zamjene - sa 0,08 do 0,25 USD po kotaču, trošak zamjene je manji od vrijednosti pređe izgubljene zbog jednog događaja loma.
Za proizvođače tekstilnih mašina i inženjere u mlinovima, naš inženjerski odjel izračunava osjetljivost na zatezanje na osnovu vrste vaše pređe i preporučuje ispravnu klasu završne obrade. Standardni katalog minijaturni setovi pužnih zupčanika Pokrivaju veličine tekstila od modula 0,5 do 1,5, razmak između osi 15 do 40 mm, s opcijama kotača od POM i PA66. Pošaljite specifikacija tekstilnog pogona s vrstom pređe, brzinom namotavanja, tolerancijom napetosti i količinom jedinica po mašini.
Specifikacija parova pužnih zupčanika za tekstilne mašine?
Pošaljite vrstu pređe, brzinu namotavanja ili razboja, toleranciju napetosti, broj pozicija i godišnju količinu po jedinici. Izračunat ćemo osjetljivost na napetost i preporučiti završni sloj, modul i materijal kotača za vaš obim proizvodnje.
Urednik: Cxm
