Korea Ever-Power · คู่มือวิศวกรรมการใช้งาน
เฟืองตัวหนอนและเฟืองล้อตัวหนอนสำหรับเครื่องทอผ้าและเครื่องม้วนเส้นด้าย
เครื่องม้วนเส้นด้ายที่ทำงานด้วยความเร็ว 1,200 เมตรต่อนาที จะม้วนเส้นด้ายหนัก 2 กิโลกรัมลงบนแกนม้วนด้ายในเวลา 45 นาที หากเฟืองตัวหนอนที่ขับเคลื่อนกลไกการเคลื่อนที่เปลี่ยนแปลงความเร็วไป 3 เปอร์เซ็นต์ แรงตึงของเส้นด้ายจะผันผวนไป 4 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมากพอที่จะทำให้เกิดแถบแข็งและอ่อนในเส้นด้ายที่ม้วนแล้ว ส่งผลให้เส้นด้ายขาดระหว่างการคลายเส้นด้ายที่เครื่องทอ ในการผลิตสิ่งทอ ความสม่ำเสมอของความเร็วที่เอาต์พุตของเฟืองตัวหนอนนั้นส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานของเส้นด้าย
เครื่องจักรสิ่งทอ เช่น เครื่องม้วนเส้นด้าย เครื่องทอผ้า เครื่องปั่นด้าย และเครื่องถัก ใช้เฟืองตัวหนอนคู่สำหรับการขับเคลื่อนในแนวขวาง กลไกการปล่อยและรับเส้นด้าย กลไกขับเคลื่อนลูกเบี้ยว และการวางตำแหน่งกระสวยด้าย ความท้าทายที่สำคัญที่สุดคือความสม่ำเสมอของแรงดึงเส้นด้าย: เฟืองตัวหนอนคู่ต้องให้ความเร็วที่แปรผันต่ำกว่าบวกหรือลบ 1.5 เปอร์เซ็นต์ เพื่อรักษาความผันผวนของแรงดึงเส้นด้ายให้อยู่ในช่วง 2 ถึง 3 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งจะป้องกันความแปรผันของความหนาแน่นของม้วนเส้นด้ายและการขาดของเส้นด้ายในขั้นตอนถัดไป การวิเคราะห์เส้นโค้งแรงดึงเส้นด้ายเทียบกับความเร็วจะแสดงความสัมพันธ์นี้ในเชิงปริมาณ: ΔT/T = k × ΔV/V โดยที่ k มีค่าตั้งแต่ 1.2 สำหรับเส้นด้ายสังเคราะห์ที่มีความยืดหยุ่นต่ำ ไปจนถึง 1.8 สำหรับเส้นใยธรรมชาติที่มีความยืดหยุ่นสูง เฟืองตัวหนอนแบบเจียรที่ Ra 0.4 µm ให้ความเร็วที่แปรผันต่ำกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่เฟืองตัวหนอนแบบมีฟันที่ Ra 1.6 µm ให้ความเร็วที่แปรผัน 3 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเกินค่าความคลาดเคลื่อนของแรงดึงสำหรับเส้นด้ายส่วนใหญ่ เฟืองตัวหนอนสำหรับอุตสาหกรรมสิ่งทอมีขนาดเล็กที่สุด (โมดูล 0.5 ถึง 1.5 ระยะห่างระหว่างศูนย์กลาง 15 ถึง 40 มม.) และมีภาระน้อยที่สุด (0.5 ถึง 10 นิวตันเมตร) เมื่อเทียบกับอุตสาหกรรมอื่นๆ แต่จำนวนหน่วยต่อโรงงานกลับสูงที่สุด โดยอาจมีถึง 200 ถึง 1,000 คู่ในโรงทอหรือโรงม้วนด้ายแห่งเดียว
ในเครื่องจักรสิ่งทอที่ใช้ระบบขับเคลื่อนแบบเฟืองตัวหนอน
โรงงานสิ่งทอสมัยใหม่มีเครื่องจักรหลายร้อยเครื่อง แต่ละเครื่องมีเฟืองตัวหนอน 1 ถึง 8 คู่ ขับเคลื่อนกลไกความแม่นยำสูงที่สามารถจัดการเส้นด้ายได้ในอัตรา 500 ถึง 2,000 เมตรต่อนาที ห้องม้วนเส้นด้ายที่มีแกนหมุน 500 แกน จะมีเฟืองตัวหนอน 500 ถึง 1,500 คู่ และโรงทอผ้าที่มีเครื่องทอ 200 เครื่อง จะมีเฟืองตัวหนอน 400 ถึง 1,600 คู่ จำนวนเครื่องจักรทั้งหมดในโรงงานสิ่งทอแห่งเดียวมักจะมากกว่าจำนวนเครื่องจักรทั้งหมดในแอปพลิเคชันอื่นๆ ที่กล่าวถึงในบทความนี้รวมกันเสียอีก
เฟืองตัวหนอนขนาดเล็กเหล่านี้ (หลายตัวเล็กกว่านิ้วโป้ง) ทำงานที่ต้องการความแม่นยำสูง โดยที่ความสม่ำเสมอของความเร็วมีความสำคัญมากกว่าแรงบิด ซึ่งตรงกันข้ามกับการใช้งานในอุตสาหกรรมหนัก (เช่น อุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ A25, อุตสาหกรรมเหมืองแร่ A26) ที่แรงบิดเป็นสิ่งสำคัญที่สุด
เฟืองตัวหนอนคู่หนึ่งจะขับเคลื่อนลูกเบี้ยวหรือตัวนำแบบไป-กลับที่วางเส้นด้ายไปมาบนแกนม้วนระหว่างการม้วน ความเร็วในการเคลื่อนที่กำหนดมุมการไขว้ของเส้นด้ายและความหนาแน่นของม้วน การเปลี่ยนแปลงความเร็วทำให้เกิดแถบความหนาแน่น ซึ่งมองเห็นได้เป็นวงแหวนแข็งและอ่อนบนม้วนด้าย มีเฟืองตัวหนอน 1 ถึง 3 คู่ต่อตำแหน่งการม้วน และมี 100 ถึง 500 ตำแหน่งต่อเครื่อง
กลไกปล่อยเส้นด้ายจะปล่อยเส้นด้ายยืนออกจากแกนม้วนในอัตราที่ควบคุมได้ ส่วนกลไกม้วนผ้าจะม้วนผ้าที่ทอเสร็จแล้วลงบนม้วนผ้า ทั้งสองกลไกใช้เฟืองตัวหนอนคู่เพื่อควบคุมความเร็วได้อย่างแม่นยำ ระบบล็อคตัวเองจะรักษาความตึงของเส้นด้ายยืนให้คงที่เมื่อเครื่องทอหยุดเพื่อใส่เส้นด้ายพุ่ง ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้ความตึงพุ่งสูงขึ้นอย่างฉับพลันเมื่อเริ่มการทอใหม่ มีเฟืองตัวหนอน 2 ถึง 4 คู่ต่อเครื่องทอ และมีเครื่องทอ 100 ถึง 400 เครื่องต่อช่องทอ
กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงตึงของเส้นด้ายกับความเร็ว — การเปลี่ยนแปลงความเร็วของเฟืองตัวหนอนส่งผลให้เกิดการขาดของเส้นด้ายได้อย่างไร
เส้นด้ายไม่ใช่วัตถุแข็ง แต่เป็นเส้นใยยืดหยุ่นที่ยืดออกได้เมื่อถูกดึง เมื่อความเร็วในการม้วนเพิ่มขึ้นชั่วขณะ (เนื่องจากความผิดพลาดในการส่งกำลังของเฟืองตัวหนอน) เส้นด้ายระหว่างจุดป้อนและพื้นผิวของแกนม้วนจะยืดออก ทำให้แรงดึงเพิ่มขึ้น เมื่อความเร็วลดลง เส้นด้ายจะคลายตัว ทำให้แรงดึงลดลง การเปลี่ยนแปลงของแรงดึงเป็นสัดส่วนกับการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว โดยถูกขยายให้มากขึ้นด้วยคุณสมบัติความยืดหยุ่นของเส้นด้าย
ตารางแสดงให้เห็นว่าคู่เฟืองตัวหนอนแบบมาตรฐาน (Ra 1.6 µm) มีอัตราการขาดเกิน 5 เปอร์เซ็นต์สำหรับฝ้ายและขนสัตว์ ส่งผลให้เส้นด้ายขาดเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในเครื่องม้วนเส้นใยธรรมชาติ สำหรับโพลีเอสเตอร์และเส้นใยสังเคราะห์ที่มีความยืดหยุ่นต่ำอื่นๆ คู่เฟืองแบบมาตรฐานมีอัตราการขาดเพียง 4.8 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่คู่เฟืองแบบเจียร (Ra 0.4 µm) มีอัตราการขาดต่ำกว่าเกณฑ์สำหรับเส้นด้ายทุกประเภท ต้นทุนที่เพิ่มขึ้นจากการเจียร (โดยทั่วไป 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ต่อคู่ในโมดูลขนาดสิ่งทอ) นั้นคุ้มค่าไม่ว่าจะเป็นการม้วนเส้นใยธรรมชาติหรือเส้นใยสังเคราะห์ที่มีความละเอียดสูงก็ตาม เนื่องจากต้นทุนการขาดของเส้นด้ายจากการทำงานกะเดียวที่มีแรงดึงสูงนั้นสูงกว่าต้นทุนที่เพิ่มขึ้นจากการเจียรสำหรับทุกคู่เฟืองในเครื่องจักร
จำนวนชิ้นงานสูงและความอ่อนไหวต่อต้นทุน — เครื่องจักรหนึ่งเครื่องสามารถผลิตได้หลายร้อยคู่
เครื่องม้วนกรวยอัตโนมัติแบบเดี่ยวมีตำแหน่งการม้วน 48 ถึง 120 ตำแหน่ง แต่ละตำแหน่งมีเฟืองตัวหนอน 2 ถึง 3 คู่ (ตัวขับขวาง ตัวชดเชยแรงดึง แท่นวางห่อ) เครื่องจักร 60 ตำแหน่งจะมีเฟืองตัวหนอนประมาณ 150 คู่ ห้องม้วนที่มีเครื่องจักร 10 เครื่องจะมีเฟืองตัวหนอน 1,500 คู่ ในระดับนี้ การลดต้นทุน 0.50 ดอลลาร์สหรัฐต่อคู่ จะช่วยประหยัดได้ 750 ดอลลาร์สหรัฐต่อห้องม้วน และโรงงานสิ่งทอทั่วไปในเวียดนามหรือเกาหลีมีห้องม้วน 3 ถึง 8 ห้อง ความไวต่อต้นทุนนั้นคล้ายกับในอุตสาหกรรมยานยนต์ (มาตรา A30) แม้ว่าแรงบิดต่อหน่วยจะต่ำก็ตาม เพราะจำนวนหน่วยทำให้เกิดเศรษฐศาสตร์ปริมาณที่เท่ากัน
ล้อ POM มีบทบาทสำคัญในงานสิ่งทอ ล้อ POM (อะซีทัล) เป็นที่นิยมใช้ในชุดเฟืองตัวหนอนของโรงงานสิ่งทอด้วยเหตุผลสามประการ ได้แก่ น้ำหนัก (ชุดเฟืองติดตั้งอยู่บนแท่นเลื่อน – น้ำหนักของแท่นเลื่อนทุกกรัมจะเพิ่มแรงเฉื่อยและพลังงานเร่ง) เสียงรบกวน (คนงานสิ่งทอใช้เวลามากกว่า 8 ชั่วโมงในห้องม้วนด้าย – ล้อ POM เงียบกว่าล้อบรอนซ์ 10 ถึง 15 เดซิเบล (A) ที่ภาระงานเบาเช่นนี้) และต้นทุน (ล้อ POM ราคา 0.08 ถึง 0.25 ดอลลาร์สหรัฐ เทียบกับล้อบรอนซ์ราคา 0.80 ถึง 2.50 ดอลลาร์สหรัฐต่อล้อ – ซึ่งต่างกันถึง 5 ถึง 10 เท่า และมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อใช้งาน 1,500 ชุดต่อห้อง) ข้อดีข้อเสียคือ ล้อ POM มีอายุการใช้งาน 2 ถึง 4 ปีในการใช้งานต่อเนื่องของสิ่งทอ เทียบกับ 5 ถึง 8 ปีสำหรับล้อบรอนซ์ – แต่ด้วยราคา 0.15 ดอลลาร์สหรัฐต่อล้อ ต้นทุนการเปลี่ยนจึงน้อยมาก
ผู้ผลิตเส้นใยสังเคราะห์จากเกาหลีใต้รายหนึ่งซึ่งใช้งานเครื่องม้วนเส้นใยอัตโนมัติ 8 เครื่อง (รวม 480 ตำแหน่ง ประมาณ 1,200 คู่เฟืองตัวหนอน) รายงานว่าอัตราการขาดของเส้นด้ายเพิ่มขึ้นจาก 0.8 ต่อ 1,000 กิโลกรัม เป็น 3.2 ต่อ 1,000 กิโลกรัม ในช่วงเวลา 6 เดือน การขาดเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในบริเวณที่เส้นด้ายเริ่มสะสมตัว (บริเวณที่เส้นผ่านศูนย์กลางของม้วนเส้นด้ายเพิ่มขึ้น ซึ่งต้องปรับความเร็วในการเคลื่อนที่อย่างแม่นยำ) การตรวจสอบพบว่าคู่เฟืองตัวหนอนในระบบขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ ซึ่งเป็นล้อ POM อายุ 3 ปี มีการสึกหรอจนเกิดการคลายตัวเพิ่มขึ้น (เดิม 3 อาร์คมินิต วัดได้ 12 อาร์คมินิต) การเกิดการคลายตัวที่เพิ่มขึ้นทำให้ความเร็วแปรผัน 2.5 เปอร์เซ็นต์ ณ จุดกลับทิศทางการเคลื่อนที่แต่ละจุด ส่งผลให้เกิดแรงดึงสูงสุดถึง 3.8 เปอร์เซ็นต์ (โพลีเอสเตอร์, k = 1.2) ซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์การแตกหัก 5 เปอร์เซ็นต์สำหรับโพลีเอสเตอร์ แต่สูงกว่าเกณฑ์สำหรับเส้นด้ายผสม (โพลีเอสเตอร์-ฝ้ายผสม, k ที่มีประสิทธิภาพ = 1.4) ที่โรงงานเริ่มดำเนินการเมื่อ 8 เดือนก่อน ส่วนประกอบของเส้นใยธรรมชาติทำให้ความไวต่อแรงดึงเพิ่มมากขึ้น วิธีแก้ไข: เปลี่ยนล้อ POM ทั้งหมด 1,200 ล้อ (ต้นทุนรวม: 1,200 × 0.18 USD = 216 USD สำหรับชิ้นส่วน บวกค่าแรงช่างเทคนิค 2 วัน ในราคา 380 USD) อัตราการแตกหักลดลงเหลือ 0.6 ต่อ 1,000 กิโลกรัม ซึ่งต่ำกว่าอัตราเดิมเนื่องจากล้อใหม่มีการคลายตัวเริ่มต้นที่แน่นกว่า (2 อาร์คมินิต เทียบกับข้อกำหนด 3 อาร์คมินิตในล็อตก่อนหน้า) บทเรียน: การเปลี่ยนเฟืองตัวหนอนคู่ในเครื่องทอผ้าควรวางแผนตามประเภทของผลิตภัณฑ์ ไม่ใช่ตามปฏิทิน — เฟืองคู่ที่เหมาะสมสำหรับเส้นด้ายสังเคราะห์ในปีที่ 3 อาจไม่เหมาะสมสำหรับเส้นใยผสมจากธรรมชาติในปีที่ 2 เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์ความไวต่อแรงดึง k สูงกว่า
กรณีศึกษาข้อกำหนดของชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับเครื่องจักรสิ่งทอ 3 แบบ
กรณีที่ 1 — การพันเส้นใยสังเคราะห์แบบเกาหลี: 200 ตำแหน่ง, แรงดึงแม่นยำ ±2%, ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โว
ผู้ผลิตเส้นใยสังเคราะห์จากเกาหลีใต้ได้ระบุชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับระบบขับเคลื่อนขวางของเครื่องม้วนเส้นใยความแม่นยำสูง 200 ตำแหน่ง ซึ่งผลิตเส้นใย DTY (draw-textured yarn) ที่ความเร็ว 1,200 เมตร/นาที ค่าความคลาดเคลื่อนของแรงดึง: บวกหรือลบ 2 เปอร์เซ็นต์ (เส้นใย DTY ต้องการแรงดึงสูงเพื่อให้การคงรูปของลอนสม่ำเสมอ) ชุดเฟืองตัวหนอน: แบบขึ้นด้านเดียว โมดูล 0.8 ระยะห่างศูนย์กลาง 20 มม. อัตราส่วน 30:1 ค่า Ra ของเฟืองตัวหนอนที่เจียระไนแล้ว 0.4 µm (ความแปรผันของความเร็วต่ำกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ — ความผันผวนของแรงดึง 1.2 เปอร์เซ็นต์ ที่ k = 1.2 สำหรับโพลีเอสเตอร์ ซึ่งอยู่ในเกณฑ์เป้าหมาย 2 เปอร์เซ็นต์) ล้อ: POM มอเตอร์: เซอร์โว 24 V DC ต่อตำแหน่ง (ควบคุมแรงดึงแต่ละตำแหน่งผ่านระบบป้อนกลับแบบวงปิด) ราคาต่อคู่: 2.80 ดอลลาร์สหรัฐ (เจียระไนแล้ว, POM, โมดูล 0.8) ราคาสำหรับ 200 ตำแหน่ง × 2 คู่ ต่อตำแหน่ง: 1,120 ดอลลาร์สหรัฐ มูลค่าการผลิตเส้นด้ายต่อเครื่องต่อปี: ประมาณ 2.4 ล้านดอลลาร์สหรัฐ — ชุดเฟืองตัวหนอนราคา 1,120 ดอลลาร์สหรัฐ ช่วยปกป้องคุณภาพเส้นด้ายได้คุ้มค่ากว่าราคาชุดเฟืองตัวหนอนถึง 2,000 เท่า
กรณีที่ 2 — เครื่องทอผ้าแบบใช้ลมเป่าของญี่ปุ่น: ระบบขับเคลื่อนแบบปล่อยแรง, 800 รอบต่อนาที, ขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษในหัวเครื่องทอผ้า
ผู้ผลิตเครื่องทอผ้าชาวญี่ปุ่นระบุชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับกลไกปล่อยเส้นด้ายยืนของเครื่องทอผ้าแบบใช้ลมความเร็วสูงที่ทำงานที่ 800 เส้นด้ายต่อนาที กลไกปล่อยเส้นด้ายจะปล่อยเส้นด้ายยืนออกจากแกนในอัตราที่ควบคุมได้ซึ่งซิงโครไนซ์กับรอบการทอผ้า การเปลี่ยนแปลงความเร็วใดๆ จะทำให้เกิดข้อบกพร่องของเส้นด้ายพุ่งที่มองเห็นได้ (การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นเป็นระยะในผ้าทอ) ชุดเฟืองตัวหนอน: แบบขึ้นด้านเดียว โมดูล 0.6 ระยะห่างศูนย์กลาง 15 มม. อัตราส่วน 40:1 — เป็นหนึ่งในชุดเฟืองตัวหนอนที่เล็กที่สุดในชุดบทความทั้งหมด 35 บทความนี้ ค่า Ra ของตัวหนอนที่เจียรแล้ว 0.3 µm (การเปลี่ยนแปลงความเร็วต่ำกว่า 0.8 เปอร์เซ็นต์) ล้อ: PA66-GF15 (ไนลอนเสริมใยแก้ว — แรงบิดในการปล่อย 3 N·m เกินความสามารถของ POM ที่ระยะห่างศูนย์กลางขนาดเล็ก 15 มม.) การล็อคตัวเองเป็นสิ่งสำคัญ: รักษาแรงดึงของเส้นด้ายยืนให้คงที่ในช่วงเวลาหยุดชั่วคราวระดับมิลลิวินาทีระหว่างรอบการสอดเส้นด้ายพุ่งแต่ละครั้ง ราคาต่อคู่: 3.50 ดอลลาร์สหรัฐ ระดับเสียงที่ระยะ 1 เมตร: 38 dB(A) (ไม่สามารถได้ยินได้เหนือระดับเสียงของเครื่องทอผ้าที่ 85 dB(A)) เรียกดู เฟืองตัวหนอนสำหรับเครื่องจักรสิ่งทอ ตัวเลือกสำหรับการใช้งานในเครื่องทอผ้า เครื่องม้วน และเครื่องปั่นด้าย
กรณีที่ 3 — เครื่องปั่นด้ายฝ้ายเวียดนาม: 500 แกนหมุน เน้นต้นทุน และใช้เฟืองแบบปรับได้
โรงงานปั่นฝ้ายแห่งหนึ่งในเวียดนามได้ระบุชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับระบบขับเคลื่อนรางวงแหวนของเครื่องปั่นด้ายแบบวงแหวน 500 แกน ระบบขับเคลื่อนรางวงแหวนจะเลื่อนรางวงแหวนขึ้นลงเพื่อสร้างม้วนเส้นด้าย (มัดเส้นด้ายบนแกนหมุน) ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ค่อนข้างช้าและมีความแม่นยำต่ำ โดยยอมรับความแปรผันของความเร็วได้ต่ำกว่า 5 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากรูปทรงการพันม้วนเส้นด้ายนั้นทนต่อความแปรผันของความหนาแน่นได้ปานกลาง ชุดเฟืองตัวหนอน: แบบขึ้นเดี่ยว โมดูล 1 ระยะห่างศูนย์กลาง 25 มม. อัตราส่วน 20:1 เฟืองตัวหนอนแบบมีร่อง Ra 1.2 µm (แบบมีร่องละเอียด – ความแปรผันของความเร็วประมาณ 2.5 เปอร์เซ็นต์ ความผันผวนของแรงดึง 3.8 เปอร์เซ็นต์สำหรับฝ้ายที่ k = 1.5 อยู่ภายในขีดจำกัด 5 เปอร์เซ็นต์) ล้อ: POM ราคาต่อคู่: 0.85 ดอลลาร์สหรัฐ ราคาสำหรับ 500 แกนหมุน × 1 คู่ต่อแกนหมุน: 425 ดอลลาร์สหรัฐ ข้อกำหนดการใช้เฟืองตัวหนอนแบบขัดเงาช่วยประหยัดต้นทุนได้ 0.95 ดอลลาร์สหรัฐต่อคู่ เมื่อเทียบกับแบบขัดเงา (1.80 ดอลลาร์สหรัฐ) ซึ่งประหยัดได้รวม 475 ดอลลาร์สหรัฐต่อเฟรม นับว่าเป็นจำนวนมากเมื่อพิจารณาจากเฟรมทั้ง 12 เฟรมในโรงงาน ข้อกำหนดนี้แสดงให้เห็นว่าไม่ใช่การใช้งานสิ่งทอทุกประเภทที่จำเป็นต้องใช้เฟืองตัวหนอนแบบขัดเงา สูตรความไวต่อแรงดึงควรเป็นตัวกำหนดการเลือกการตกแต่งผิว ไม่ใช่การสันนิษฐานแบบเหมารวมว่า "สิ่งทอทุกชนิดต้องใช้แบบขัดเงา"
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: ฉันจะหาค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นของเส้นด้าย (k) สำหรับเส้นด้ายที่ฉันใช้ได้อย่างไร?
วัดค่าโมดูลัสแรงดึง (แรงต่อหน่วยความเครียด) ของเส้นด้ายโดยใช้เครื่องทดสอบแรงดึงเส้นด้าย (Instron หรือเทียบเท่า) ที่ความเร็วในการม้วน คำนวณค่า k = (E_dynamic / E_static) โดยที่ E_dynamic คือค่าโมดูลัสที่ความเร็วในการม้วน และ E_static คือค่าโมดูลัสที่ความเร็วศูนย์ สำหรับเส้นด้ายเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่: เส้นใยโพลีเอสเตอร์ k = 1.1 ถึง 1.3; เส้นใยฝ้าย k = 1.4 ถึง 1.6; เส้นใยขนสัตว์ k = 1.6 ถึง 1.8; เส้นใยไหม k = 1.5 ถึง 1.7; เส้นใยไนลอน k = 1.3 ถึง 1.5 เส้นด้ายผสมใช้ค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนัก: เส้นด้ายผสมโพลีเอสเตอร์-ฝ้าย 65/35 ที่ k = 0.65 × 1.2 + 0.35 × 1.5 = 1.31 ใช้ค่า k ในสูตรแรงดึงเพื่อกำหนดค่าความแปรผันความเร็วสูงสุดที่อนุญาตจากคู่เฟืองตัวหนอน
ถาม: ควรเปลี่ยนล้อเฟืองตัวหนอนคู่ POM สำหรับงานสิ่งทอ บ่อยแค่ไหน?
ล้อ POM ในเครื่องม้วนด้ายสิ่งทอโดยทั่วไปมีอายุการใช้งาน 2 ถึง 4 ปี ในการทำงานต่อเนื่อง 2 กะ (4,000 ถึง 6,000 ชั่วโมงต่อปี) ปัจจัยที่จำกัดอายุการใช้งานคือการเพิ่มขึ้นของระยะคลายตัวจากการสึกหรอ — เมื่อระยะคลายตัวเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจากค่าเริ่มต้น (เช่น จาก 3 เป็น 6 อาร์คมินิต) ความผันแปรของความเร็วจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนและอาจเกินค่าความตึงที่ยอมรับได้ ควรเปลี่ยนล้อตามประเภทของเส้นด้ายที่ใช้: สำหรับเส้นใยสังเคราะห์ค่า k ต่ำ (โพลีเอสเตอร์) ให้เปลี่ยนเมื่อระยะคลายตัวเป็น 2 เท่าของค่าเริ่มต้น; สำหรับเส้นใยธรรมชาติค่า k สูง (ฝ้าย ขนสัตว์) ให้เปลี่ยนเมื่อระยะคลายตัวเป็น 1.5 เท่าของค่าเริ่มต้น ด้วยต้นทุนล้อ POM ที่ 0.08 ถึง 0.25 ดอลลาร์สหรัฐ ต้นทุนการเปลี่ยนจึงน้อยมาก — ค่าแรงในการเข้าถึงและเปลี่ยนล้อ (5 ถึง 15 นาทีต่อตำแหน่ง) เป็นต้นทุนการเปลี่ยนที่มากกว่า
ถาม: เฟืองตัวหนอนสำหรับงานสิ่งทอสามารถใช้ล้อบรอนซ์เพื่อยืดอายุการใช้งานได้หรือไม่?
ในทางเทคนิคแล้วใช่ แต่ข้อเสียเรื่องน้ำหนักและเสียงรบทำให้การใช้ทองแดงไม่เหมาะสมกับงานสิ่งทอส่วนใหญ่ ชุดเฟืองตัวหนอนในอุตสาหกรรมสิ่งทอจะติดตั้งอยู่บนรางเคลื่อนที่ (รางม้วนด้าย) ซึ่งทุกๆ กรัมที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มพลังงานในการเร่งความเร็วและขนาดของมอเตอร์ ล้อทองแดงหนัก 8 กรัม เทียบกับล้อ POM ที่หนัก 2 กรัม จะเพิ่มน้ำหนัก 6 กรัมต่อตำแหน่ง — ใน 200 ตำแหน่ง นั่นหมายถึงมวลเคลื่อนที่เพิ่มขึ้น 1.2 กิโลกรัม ซึ่งต้องการกำลังมอเตอร์เพิ่มขึ้น 15 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ต่อการเปลี่ยนทิศทางของรางม้วนด้าย นอกจากนี้ ทองแดงยังสร้างเสียงดังกว่า POM 10 ถึง 15 เดซิเบล (A) ที่ความเร็วในการทำงานของสิ่งทอ — ทำให้ระดับเสียงในห้องโถงเพิ่มขึ้นจาก 78 เดซิเบล (A) ไปสู่ขีดจำกัดความปลอดภัยในการทำงานที่ 85 เดซิเบล (A) การใช้ POM ที่มีการเปลี่ยนตามกำหนดเวลาจึงคุ้มค่ากว่าการใช้ทองแดงตลอดอายุการใช้งานของเครื่องจักร
ถาม: การปนเปื้อนของเส้นใยและเศษผ้าส่งผลกระทบต่อชุดเฟืองตัวหนอนในโรงงานสิ่งทอหรือไม่?
สภาพแวดล้อมในโรงงานสิ่งทอทำให้เกิดฝุ่นละอองในอากาศ (เศษเส้นใยสั้น) ที่ตกลงบนพื้นผิวเครื่องจักรทั้งหมด ฝุ่นละอองที่เข้าไปในช่องเฟืองตัวหนอนจะทำหน้าที่เป็นสารขัดถูอย่างอ่อน ซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายได้น้อยกว่าอนุภาคโลหะหรือฝุ่นซีเมนต์ แต่ก็เพียงพอที่จะเร่งการสึกหรอของวัสดุ POM ได้ถึง 20-40 เปอร์เซ็นต์หากปล่อยให้สะสม เฟืองตัวหนอนส่วนใหญ่ในโรงงานสิ่งทอเป็นแบบเปิด (ไม่มีตัวเรือนปิดสนิท) เนื่องจากภาระงานเบาไม่จำเป็นต้องใช้น้ำมันหรือจาระบี การสัมผัสระหว่าง POM กับเหล็กแบบแห้งก็เพียงพอแล้วที่แรงบิดต่ำกว่า 5 นิวตันเมตร การเป่าลมด้วยแรงดันเป็นประจำ (สัปดาห์ละครั้ง) จะช่วยขจัดฝุ่นละอองที่สะสมอยู่ในช่องเฟือง สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นละอองสูง (การปั่นฝ้าย การผลิตเส้นใย) การใช้แผ่นสักหลาดคลุมช่องเฟืองจะช่วยลดการเข้าของฝุ่นละอองได้ถึง 80 เปอร์เซ็นต์โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายหรือความซับซ้อนของตัวเรือนแบบปิดสนิท
ถาม: โดยทั่วไปแล้วชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับอุตสาหกรรมสิ่งทอมีราคาเท่าไหร่?
ขนาดเล็กที่สุดและราคาถูกที่สุดในชุดสินค้า 35 รายการนี้: ราคา 0.65 ถึง 4.50 ดอลลาร์สหรัฐต่อคู่ ขึ้นอยู่กับขนาดโมดูล การตกแต่ง (แบบฟันเฟืองหรือแบบขัด) และปริมาณการสั่งซื้อ สำหรับโมดูล 0.6 ถึง 0.8 ที่ใช้ล้อปั่นด้าย POM: แบบฟันเฟือง 0.65 ถึง 1.20 ดอลลาร์สหรัฐ แบบขัด 1.80 ถึง 3.50 ดอลลาร์สหรัฐ สำหรับโมดูล 1.0 ถึง 1.5: แบบฟันเฟือง 0.85 ถึง 1.80 ดอลลาร์สหรัฐ แบบขัด 2.20 ถึง 4.50 ดอลลาร์สหรัฐ ราคาสินค้าตามปริมาณการสั่งซื้อ: ส่วนลด 10 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์สำหรับ 1,000 ชิ้นขึ้นไป ส่วนลด 20 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์สำหรับ 5,000 ชิ้นขึ้นไป เปรียบเทียบกับมาตรฐานยานยนต์ (A30) ที่ราคา 0.65 ถึง 4.20 ดอลลาร์สหรัฐต่อหน่วย — ราคาต่อหน่วยใกล้เคียงกัน แต่มีกรอบคุณภาพที่แตกต่างกัน (สิ่งทอไม่มีข้อกำหนด PPAP/IATF คุณภาพได้รับการตรวจสอบโดยอัตราการขาดของเส้นด้ายแทนที่จะเป็น SPC Cpk)
เฟืองตัวหนอนสำหรับเครื่องจักรสิ่งทอจัดอยู่ในอีกด้านหนึ่งของสเปกตรัมข้อกำหนดเมื่อเทียบกับอุตสาหกรรมหนัก กล่าวคือ มีโมดูลขนาดเล็กที่สุด (0.5 ถึง 1.5) แรงบิดเบาที่สุด (0.5 ถึง 10 N·m) และจำนวนหน่วยสูงสุด (200 ถึง 1,500 คู่ต่อโรงงาน) เมื่อเทียบกับการใช้งานอื่นๆ ในชุดนี้ แต่ข้อกำหนดด้านความแม่นยำนั้นเทียบได้กับการใช้งานเครื่องมือกล (มาตรา A22 ถึง A24): ความแปรผันของความเร็วต่ำกว่าบวกหรือลบ 1.5 เปอร์เซ็นต์ เพื่อรักษาระดับความตึงของเส้นด้ายให้อยู่ภายในขีดจำกัดการขาด การวิเคราะห์เส้นโค้งความตึงของเส้นด้ายเทียบกับความเร็ว — ΔT/T = k × ΔV/V — แสดงให้เห็นว่าเหตุใดเฟืองตัวหนอนแบบเจียรจึงจำเป็นสำหรับเส้นใยธรรมชาติและเส้นใยสังเคราะห์ละเอียด ในขณะที่เฟืองตัวหนอนแบบมีร่องนั้นยอมรับได้สำหรับเส้นใยสังเคราะห์หยาบและการปั่นด้ายแบบวงแหวน ซึ่งมีความคลาดเคลื่อนของความตึงที่กว้างกว่า ล้อปั่นด้าย POM เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากข้อดีด้านน้ำหนัก เสียง และต้นทุนนั้นคุ้มค่ากว่าการเปลี่ยนล้อในระยะเวลาที่สั้นกว่า โดยมีราคาเปลี่ยนล้อละ 0.08 ถึง 0.25 ดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งน้อยกว่ามูลค่าเส้นด้ายที่สูญเสียไปจากเหตุการณ์ล้อขาดเพียงครั้งเดียว
สำหรับผู้ผลิตเครื่องจักรสิ่งทอและวิศวกรโรงงาน ฝ่ายวิศวกรรมของเราจะคำนวณความไวต่อแรงดึงจากประเภทเส้นด้ายของคุณและแนะนำเกรดการตกแต่งที่เหมาะสม แคตตาล็อกมาตรฐาน ชุดเฟืองตัวหนอนขนาดเล็ก ครอบคลุมขนาดผ้าตั้งแต่โมดูล 0.5 ถึง 1.5 ระยะห่างระหว่างศูนย์กลาง 15 ถึง 40 มม. พร้อมตัวเลือกวงล้อ POM และ PA66 ส่งคำขอ ข้อกำหนดการขับเคลื่อนสิ่งทอ โดยพิจารณาจากประเภทเส้นด้าย ความเร็วในการม้วน ความคลาดเคลื่อนของแรงดึง และปริมาณต่อหน่วยต่อเครื่อง
การระบุคู่เฟืองตัวหนอนสำหรับเครื่องจักรสิ่งทอ?
โปรดระบุประเภทเส้นด้าย ความเร็วในการม้วนหรือทอ ความคลาดเคลื่อนของแรงดึง จำนวนตำแหน่ง และปริมาณการผลิตต่อปี เราจะคำนวณความไวต่อแรงดึงและแนะนำเกรดการตกแต่ง โมดูล และวัสดุของล้อทอที่เหมาะสมกับปริมาณการผลิตของคุณ
บรรณาธิการ: Cxm
