Кореја Евер-Пауер · Водич за инжењеринг апликација
Пуж и пужни точак за текстилни разбој и машине за намотавање пређе
Машина за мотање пређе која ради брзином од 1.200 метара у минути прави намотај од 2 кг на конусном калему током 45 минута. Ако пужни пар зупчаника који покреће механизам за померање мења брзину за 3 процента, затегнутост пређе варира за 4 до 5 процената - довољно да се у намотајућем намотају створе тврде и меке траке које узрокују ломљење пређе током одмотавања на разбоју. У производњи текстила, константност брзине на излазу пужног пара зупчаника директно се преводи на опстанак пређе.
Текстилне машине — машине за намотавање пређе, разбоји за ткање, предионице и машине за плетење — користе парове пужних зупчаника за погоне померања, механизме за отпуштање и намотавање, погоне брегасте осовине и позиционирање калема. Кључни изазов спецификације је конзистентност затегнутости пређе: пар пужних зупчаника мора да обезбеди варијацију брзине испод плус или минус 1,5 процената како би се флуктуација затегнутости пређе одржала у опсегу од 2 до 3 процента, што спречава варијације густине намотавања и ломљење низводно. Анализа криве затегнутости пређе у односу на брзину квантификује овај однос: ΔT/T = k × ΔV/V, где се k креће од 1,2 за синтетичке пређе са малим истезањем до 1,8 за природна влакна са високим истезањем. Парови пужних зупчаника са брушеним обрадом при Ra 0,4 µm производе варијацију брзине испод 1 процента; зглобни парови при Ra 1,6 µm производе варијацију од 3 до 5 процената која прелази толеранцију затегнутости за већину врста пређе. Парови текстилних пужних зупчаника су међу најмањим (модул 0,5 до 1,5, међуосно растојање 15 до 40 мм) и најлаже оптерећеним (0,5 до 10 N·m) у било којој индустрији — али је број јединица по фабрици највећи: 200 до 1.000 појединачних парова у једној ткаоници или фабрици за мотање.
Где текстилне машине користе пужне зупчанике
Модерна фабрика текстила садржи стотине машина — свака са 1 до 8 појединачних парова пужних зупчаника који покрећу прецизне механизме који рукују пређом брзином од 500 до 2.000 метара у минути. Хала за мотање са 500 вретена садржи 500 до 1.500 парова пужних зупчаника; ткачка хала са 200 разбоја садржи 400 до 1.600 пари. Укупан број јединица у једној текстилној фабрици често премашује комбиновани број свих осталих примена у овој серији чланака.
Ови сићушни парови пужних зупчаника (многи мањи од палца) обављају прецизне функције где је константност брзине важнија од обртног момента - супротно од тешких индустријских примена (цемент А25, рударство А26) где је обртни момент најважнији.
Пужни пар зупчаника покреће попречни брегасти мотор или клипну водилицу која поставља пређу напред-назад преко калема током намотавања. Брзина кретања одређује угао укрштања пређе и густину намотавања. Варијација брзине производи траке густине - видљиве као тврди и меки прстенови на намотаном колуту. 1 до 3 пара пужних зупчаника по позицији намотавања; 100 до 500 позиција по машини.
Механизам за отпуштање ослобађа основу пређе са снопа контролисаном брзином. Механизам за намотавање намотава готову тканину на ролну тканине. Оба користе парове пужних зупчаника за прецизну контролу брзине. Самоблокирање држи затегнутост основе константном када се разбој заустави ради уметања потке — спречавајући скокове затегнутости при поновном покретању. 2 до 4 пара по разбоју; 100 до 400 разбоја по зену.
Крива затегнутости пређе у односу на брзину — како промена брзине пужног зупчаника доводи до ломљења
Пређа није круто тело — то је еластично влакно које се растеже под затезањем. Када се брзина намотавања тренутно повећа (због грешке преноса пужног пара зупчаника), пређа између тачке довода и површине калема се растеже — повећавајући затезање. Када се брзина смањи, пређа се опушта — смањујући затезање. Флуктуација затезања је пропорционална промени брзине, појачаној еластичним својствима пређе.
Табела показује да стандардни парови пужних зупчаника са зупчаником (Ra 1,6 µm) прелазе праг ломљења од 5% за памук и вуну — што доводи до мерљивог повећања ломљења пређе на машинама за намотавање природних влакана. За полиестер и друге синтетичке материјале са ниским растезањем, зупчани парови су маргинални са 4,8%. Брушени парови (Ra 0,4 µm) остају удобно испод прага за све врсте пређе. Премија за трошкове брушења (обично 30 до 50% по пару код модула величине текстила) је оправдана где год се намотавају природна влакна или синтетичке материјале финог броја — трошкови ломљења пређе од једне промене повећаног напона премашују премију за брушење свих парова на машини.
Висок број јединица и осетљивост на трошкове — стотине парова по машини
Једна аутоматска машина за конусно намотавање има 48 до 120 позиција за намотавање, свака са 2 до 3 пара пужних зупчаника (погон за померање, компензатор затезања, колевка пакета). Машина са 60 позиција садржи приближно 150 појединачних парова. Хала за намотавање са 10 машина садржи 1.500 парова. У овој размери, смањење трошкова од 0,50 УСД по пару штеди 750 УСД по хали — а типична вијетнамска или корејска фабрика текстила има 3 до 8 хала за намотавање. Осетљивост на трошкове је слична аутомобилској индустрији (чланак А30) упркос ниском појединачном обртном моменту — јер број јединица ствара исту економију запремине.
ПОМ точкови доминирају у текстилним применама. ПОМ (ацетал) точкови су универзални у паровима текстилних пужних зупчаника из три разлога: тежина (парови су монтирани на покретна попречна колица — сваки грам тежине колица повећава инерцију и енергију убрзања), бука (текстилни радници проводе више од 8 сати у хали за намотавање — ПОМ ради 10 до 15 дБ(А) тише од бронзаних при овим малим оптерећењима) и цена (ПОМ точкови са ценом од 0,08 до 0,25 УСД у односу на бронзане са ценом од 0,80 до 2,50 УСД по точку — разлика од 5 до 10 пута је одлучујућа код 1.500 јединица по хали). Компромис: ПОМ траје 2 до 4 године у текстилном континуираном раду у односу на 5 до 8 година за бронзане — али са ценом од 0,15 УСД по точку, трошкови замене су занемарљиви.
Корејски произвођач синтетичких влакана који користи 8 аутоматских машина за намотавање (укупно 480 позиција, приближно 1.200 парова пужних зупчаника) пријавио је повећање стопе ломљења пређе са 0,8 на 1.000 кг на 3,2 на 1.000 кг током периода од 6 месеци. До ломљења је дошло претежно у зони намотавања (где се пречник пакета повећава, што захтева прецизно подешавање брзине кретања). Истрага је показала да су парови пужних зупчаника у погонима кретања – POM точкови, стари 3 године – развили пораст зазора услед хабања (првобитна 3 лучна минута, измерена 12 лучних минута). Повећани зазор је произвео варијацију брзине од 2,5 процената у свакој тачки обрта кретања, стварајући скокове затезања од 3,8 процената (полиестер, k = 1,2) – испод прага ломљења од 5 процената за полиестер, али изнад прага за пређу од мешаних влакана (мешавина полиестера и памука, ефективно k = 1,4) коју је фабрика почела да обрађује 8 месеци раније. Компонента природних влакана је појачала осетљивост на затезање. Решење: заменити свих 1.200 POM точкова (укупни трошкови: 1.200 × 0,18 УСД = 216 УСД у деловима плус 2 дана рада техничара по цени од 380 УСД). Стопа лома је пала на 0,6 на 1.000 кг — испод првобитне стопе јер су нови точкови имали мањи почетни зазор (2 лучна минута у односу на спецификацију од 3 лучна минута на претходној серији). Поука: замена точкова текстилног пара пужних зупчаника треба да се заказује према типу производа, а не према календару — пар који је адекватан за синтетичку пређу у 3. години може бити неадекватан за мешавине природних влакана у 2. години јер је фактор осетљивости на затезање k већи.
Спецификације за три пара пужних зупчаника текстилних машина
Случај 1 — Корејско намотавање синтетичких влакана: 200 позиција, прецизна затегнутост ±2%, серво погон
Корејски произвођач синтетичких влакана одредио је парове пужних зупчаника за погоне прецизног намотавања машине за намотавање са 200 позиција, која производи пакете DTY (пређе са текстуром извлачења) брзином од 1.200 м/мин. Толеранција затезања: плус или минус 2 процента (DTY захтева чврсто затезање за равномерно задржавање кривине). Пар пужних зупчаника: једноходни, модул 0,8, међуосно растојање 20 мм, однос 30:1. Уземљени пуж Ra 0,4 µм (варација брзине испод 1 процента — флуктуација затезања 1,2 процента при k = 1,2 за полиестер, што је унутар циља од 2 процента). Точак: POM. Мотор: серво од 24 V DC по позицији (индивидуална контрола затезања путем повратне спреге у затвореној петљи). Цена по пару: 2,80 УСД (уземљење, POM, модул 0,8). Цена за 200 позиција × 2 пара по позицији: 1.120 УСД. Вредност производње пређе по машини годишње: приближно 2,4 милиона америчких долара — 1.120 америчких долара у паровима пужних зупчаника заштитило је квалитет пређе вредан 2.000 пута више од цене пара.
Случај 2 — Јапански разбој са ваздушним млазом: погон за отпуштање, 800 обртаја у минути, ултракомпактна глава разбоја
Јапански произвођач разбоја је одредио парове пужних зупчаника за механизам за отпуштање основе брзог разбоја са ваздушним млазом који ради при 800 увијања у минути. Механизам за отпуштање је отпуштао пређу основе са снопа контролисаном брзином синхронизованом са циклусом ткања — свака варијација брзине производила је видљиве дефекте потке (периодична варијација густине у тканом материјалу). Пар пужних зупчаника: једноходни, модул 0,6, међуосно растојање 15 мм, однос 40:1 — међу најмањим паровима пужних зупчаника у целој овој серији од 35 артикала. Уземљени пуж Ra 0,3 µм (варација брзине испод 0,8 процената). Точак: PA66-GF15 (најлон ојачан стакленим влакнима — обртни момент отпуштања од 3 N·m премашио је капацитет ПОМ-а на малом међуосно растојању од 15 мм). Самоблокирајуће је неопходно: одржавало је затегнутост основе константном током милисекундне паузе између сваког циклуса уметања потке. Цена по пару: 3,50 УСД. Бука на 1 м: 38 dB(A) (нечујно изнад буке разбоја од 85 dB(A). Прегледај пужни зупчаник за текстилну машину опције за примену машина за разбој, намотавање и предење.
Случај 3 — Вијетнамски машински оквир за предење памука: 500 вретена, вођен трошковима, прихватљива обрада куглица
Вијетнамска предионица памука одредила је парове пужних зупчаника за погоне прстенасте транзисторе рама за прстенасту предионицу са 500 вретена. Прстенаста транзистор је померала шину прстена горе-доле да би се направио коп (намотај пређе на вретену) - релативно споро, кретање мале прецизности где је варијација брзине испод 5 процената била прихватљива јер је геометрија намотаја копча толерисала умерене варијације густине. Пар пужних зупчаника: једноходни, модул 1, међуосно растојање 25 мм, однос 20:1. Зупчаник Ra 1,2 µм (фино зупчаник — варијација брзине приближно 2,5 процената, флуктуација затезања 3,8 процената за памук при k = 1,5, унутар ограничења од 5 процената). Точак: ПОМ. Цена по пару: 0,85 УСД. Цена за 500 вретена × 1 пар: 425 УСД. Спецификација зупчаника уштедела је 0,95 УСД по пару у поређењу са брушеним (1,80 УСД) — укупна уштеда од 475 УСД по раму, значајна на 12 рамова у фабрици. Спецификација показује да нису свим текстилним применама потребни парови зупчаника са брушеним пужним зупчаницима — формула осетљивости на затезање требало би да управља избором завршне обраде, а не општа претпоставка „текстил = брушени материјал“.
Често постављана питања
П: Како да одредим фактор еластичности пређе k за моју специфичну пређу?
Измерите модул затезања пређе (силу по јединици напона) помоћу уређаја за испитивање затезања пређе (Instron или еквивалент) при брзини намотавања. Израчунајте k = (E_dynamic / E_static), где је E_dynamic модул при брзини намотавања, а E_static модул при нултој брзини. За већину комерцијалних пређа: полиестерски филамент k = 1,1 до 1,3; памучна реза k = 1,4 до 1,6; вуна k = 1,6 до 1,8; свила k = 1,5 до 1,7; најлонски филамент k = 1,3 до 1,5. Мешане пређе користе пондерисани просек: мешавина полиестера и памука 65/35 при k = 0,65 × 1,2 + 0,35 × 1,5 = 1,31. Користите вредност k у формули за затезање да бисте одредили максималну дозвољену варијацију брзине од пара пужних зупчаника.
П: Колико често треба мењати текстилне пужне зупчанике од ПОМ точкова?
POM точкови у машинама за намотавање текстила обично трају 2 до 4 године при континуираном раду у 2 смене (4.000 до 6.000 сати годишње). Фактор који ограничава век трајања је повећање зазора услед хабања — када се зазор удвостручи од почетне вредности (нпр. са 3 на 6 лучних минута), варијација брзине се пропорционално повећава и може премашити толеранцију затезања. Закажите замену на основу врсте пређе која се обрађује: за синтетику са ниским k садржајем (полиестер), замените при 2 пута већем почетном зазору; за природна влакна са високим k садржајем (памук, вуна), замените при 1,5 пута већем почетном зазору. При трошковима POM точкова од 0,08 до 0,25 УСД, трошкови замене су занемарљиви — рад потребан за приступ и замену точка (5 до 15 минута по позицији) је доминантан трошак замене.
П: Да ли текстилни пужни зупчаници могу користити бронзане точкове за дужи век трајања?
Технички да, али због недостатка тежине и буке, бронза је непрактична за већину текстилних примена. Парови текстилних пужних зупчаника монтирани су на покретна колица (намотавање) где сваки грам повећава енергију убрзања и величину мотора. Бронзани точак тежине 8 грама у поређењу са ПОМ точком од 2 грама додаје 6 грама по позицији — на 200 позиција, то је 1,2 кг додатне клипне масе која захтева 15 до 20 процената већу снагу мотора по обртању. Бронза такође производи 10 до 15 dB(A) више буке од ПОМ-а при текстилним брзинама — померајући буку у хали са 78 dB(A) на границу од 85 dB(A) за радно место. ПОМ са планираном заменом је исплативији од бронзе током животног века машине.
П: Да ли контаминација влакнима и длачицама утиче на парове текстилних пужних зупчаника?
Текстилна окружења стварају ваздушне влакна (фрагменте кратких влакана) која се таложе на свим површинама машине. Влана која улазе у мрежу пужног зупчаника делују као меки абразив — мање штетне од металних честица или цементне прашине, али довољне да убрзају хабање ПОМ-а за 20 до 40 процената ако се дозволи накупљање. Већина текстилних парова пужних зупчаника је отворена (без заптивног кућишта) јер мала оптерећења не захтевају уље или маст — сув контакт ПОМ-а на челику је адекватан при обртним моментима мањим од 5 N·m. Редовно оддувавање компримованим ваздухом (недељно) уклања накупљена влакна из мреже зупчаника. За окружења са великим садржајем влакана (гребање памука, пређање), једноставан филцани поклопац од прашине преко мреже зупчаника смањује продор влакана за 80 процената без трошкова или сложености заптивног кућишта.
П: Колика је типична цена текстилних парова пужних зупчаника?
Најмањи и најјефтинији у овој серији од 35 артикала: 0,65 до 4,50 УСД по пару у зависности од модула, завршне обраде (оброђено наспрам брушеног) и запремине. На модулу 0,6 до 0,8 са POM точком: оброђено 0,65 до 1,20 УСД, брушено 1,80 до 3,50 УСД. На модулу 1,0 до 1,5: оброђено 0,85 до 1,80 УСД, брушено 2,20 до 4,50 УСД. Количинске цене: попуст од 10 до 15 процената на преко 1.000 јединица, 20 до 25 процената на преко 5.000 јединица. Упоредите са аутомобилском индустријом (А30) од 0,65 до 4,20 УСД — сличне цене по јединици, али различити оквири квалитета (текстил нема захтев PPAP/IATF; квалитет се верификује стопом ломљења пређе, а не SPC Cpk).
Парови пужних зупчаника за текстилне машине заузимају супротан крај спектра спецификација од тешке индустрије — најмањи модули (0,5 до 1,5), најмањи обртни моменти (0,5 до 10 N·m) и највећи број јединица (200 до 1.500 пари по фабрици) од било које примене у овој серији. Али захтев за прецизношћу је упоредив са применама у машинским алаткама (чланци А22 до А24): варијација брзине испод плус или минус 1,5 процената да би се одржала затегнутост пређе унутар прага ломљења. Анализа криве затегнутости пређе у односу на брзину — ΔT/T = k × ΔV/V — квантификује зашто су парови пужних зупчаника са брушењем обавезни за природна влакна и фину синтетику, док су парови са зупчаником прихватљиви за грубу синтетику и прстенасто предење где је толеранција затегнутости шира. POM точкови су универзални јер предности у погледу тежине, буке и трошкова надмашују краћи циклус замене — са 0,08 до 0,25 УСД по точку, трошкови замене су мањи од вредности пређе изгубљене због једног догађаја ломљења.
За произвођаче текстилних машина и инжењере фабрика, наш инжењерски одељак израчунава осетљивост на затезање на основу вашег типа пређе и препоручује исправну врсту завршне обраде. Стандардни каталог минијатурни сетови пужних зупчаника Покривају величине текстила од модула 0,5 до 1,5, међуосно растојање од 15 до 40 мм, са опцијама за точкове од POM и PA66. Пошаљите Спецификација текстилног погона са врстом пређе, брзином намотавања, толеранцијом затезања и количином јединице по машини.
Спецификација парова пужних зупчаника за текстилне машине?
Пошаљите врсту пређе, брзину намотавања или разбоја, толеранцију затезања, број позиција и годишњу количину по јединици. Израчунаћемо осетљивост на затезање и препоручити квалитет завршне обраде, модул и материјал точка за ваш обим производње.
Уредник: Cxm
