Tóm tắt điều hành
Trong-các lĩnh vực sản xuất sợi dệt và sợi kỹ thuật có hiệu suất cao, cấu trúc sợi, độ bền kéo và tính đồng nhất về cấu trúc sẽ quyết định chất lượng sản phẩm. Quá trình chuyển đổi từ khung xoắn được dẫn động bằng bánh răng cơ khí-sangMáy xoắn CNC chính xácđại diện cho một bước tiến hóa cốt lõi trong kỹ thuật dệt may. Bằng cách thay thế bộ truyền bánh răng vật lý, bộ biến thiên cơ học và dây đai đồng bộ bằng kiến trúc Điều khiển số máy tính (CNC) nhiều-trục, bộ truyền động điện tử và trục truyền động trợ động-trực tiếp, những máy này mang lại khả năng điều khiển hình học sợi chưa từng có.
Bài viết này tìm hiểu động lực kỹ thuật, thiết kế kết cấu và cơ chế hoạt động của thiết bị xoắn CNC chính xác hiện đại. Đặc biệt chú ý đến việc xử lý sợi nhiều-lớp, điều chỉnh độ căng theo thời gian thực-, đồng bộ hóa cao độ động và tối ưu hóa năng lượng.
1. Giới thiệu: Sự phát triển của công nghệ xoắn sợi công nghiệp
Xoắn là một quá trình dệt cơ bản. Bằng cách truyền số vòng quay trên mét (TPM) hoặc số vòng trên inch (TPI) sang các sợi liên tục đơn hoặc nhiều{1}}lớp, các nhà sản xuất liên kết các sợi riêng lẻ lại với nhau, tạo ra ma sát xuyên tâm giữa các sợi- và khóa sự gắn kết cấu trúc. Quy trình này chuyển đổi các sợi tơ liên tục yếu hoặc trơn thành sợi có độ bền cao-có khả năng chịu được các quy trình tiếp theo như dệt, đan, chần sợi hoặc may công nghiệp.
Trong lịch sử, máy xoắn cơ học dựa vào một động cơ xoay chiều chính duy nhất được kết nối với trục truyền động dài, hộp số phức tạp và-các bánh răng thay đổi để dẫn động hàng trăm trục quay cùng một lúc. Về mặt chức năng, kiến trúc truyền thống này có một số hạn chế lớn:
Phản ứng dữ dội và mài mòn cơ học:Mòn bánh răng dẫn đến sự thay đổi tốc độ quay giữa các trục chính, gây ra mức độ xoắn không nhất quán (phương sai TPM) trên toàn bộ máy.
Tỷ lệ tốc độ cứng nhắc:Việc thay đổi mức độ xoắn yêu cầu phải dừng máy, tháo rời bộ truyền động bánh răng và thay thế các bánh răng cơ khí, dẫn đến thời gian ngừng hoạt động kéo dài.
Căng thẳng không-đồng phục{1}}:Cơ chế di chuyển ngang cơ học gặp khó khăn với việc tích tụ gói phi tuyến tính, khiến mật độ gói không đồng đều, độ căng tăng vọt và đứt chỉ trong quá trình tháo gỡ-tốc độ cao.
Sự xuất hiện củaMáy xoắn CNC chính xácloại bỏ những hạn chế cơ học này bằng cách phân cấp cơ chế truyền động và số hóa điều khiển chuyển động.
2. Điều khiển chuyển động động và kiến trúc của máy CNC Twisting
Trọng tâm của hệ thống xoắn CNC chính xác hiện đại là bộ điều khiển chuyển động phân tán được kết nối với bộ mã hóa quang học có độ phân giải cao và động cơ AC servo. Thay vì các bộ truyền động liên kết cơ học, mối quan hệ vận hành giữa con lăn cấp liệu, chuyển động quay của trục chính và dẫn hướng di chuyển ngang được quản lý thông qua bộ truyền động bánh răng điện tử và cam điện tử.
Đồng bộ hóa nhiều trục
Để duy trì tỷ lệ vòng quay-trên-mét nghiêm ngặt bất kể thay đổi tốc độ, bộ điều khiển CNC liên tục khớp tốc độ tiến dao với tốc độ trục chính. Cả hai số liệu đều được theo dõi từng mili giây. Nếu động cơ trục chính gặp sự thay đổi tải nhẹ, hệ thống CNC sẽ điều chỉnh ngay lập tức tốc độ con lăn cấp liệu để duy trì mức độ xoắn mục tiêu chính xác.
Quấn gói sợi có độ chính xác cao-
Ưu điểm chính của việc tích hợp CNC là cuộn dây chính xác trong quá trình tạo gói sợi. Máy quấn sợi ngẫu nhiên truyền thống gặp phải vấn đề về tạo hình hoặc tạo dải, trong đó các cuộn sợi liên tiếp nằm trực tiếp lên nhau ở các đường kính gói cụ thể. Điều này gây ra mật độ không đồng đều, các vệt màu và độ căng tăng đột ngột khi-tốc độ tháo cuộn cao.
Máy xoắn CNC sử dụng cuộn dây chéo{0}}chính xác bằng điện tử. Bằng cách tự động điều chỉnh tốc độ dẫn hướng ngang tương ứng với tốc độ-trục xoay bắt đầu, máy liên tục thay đổi góc quấn, loại bỏ hiện tượng quấn ruy băng trong khi vẫn đảm bảo các suốt chỉ có mật độ-cao, ổn định.
3. Phân tích thành phần: Tính toàn vẹn của cấu trúc và quản lý nhiệt
Để đạt được tốc độ sản xuất vượt quá 12.000 đến 18.000 vòng/phút trong khi vẫn duy trì độ chính xác dưới{4} milimet, cấu trúc vật lý của máy xoắn CNC chính xác phải được thiết kế để giảm thiểu rung động và giãn nở nhiệt.
Khung-nặng và khả năng giảm rung
Khung cắt bằng gang đúc mô-đun:Giường máy sử dụng meehanite có độ bền kéo cao hoặc gang{1}}giảm ứng suất để hấp thụ các sóng hài tần số cao-được tạo ra bởi hàng nghìn trục quay.
Cụm trục chính cân bằng:Trục xoay được cân bằng động theo các tiêu chuẩn ISO nghiêm ngặt để giảm độ rung hướng tâm, kéo dài tuổi thọ ổ trục và giữ mức độ ồn dưới 78 dB(A).
Quản lý nhiệt và dầu-Vòng bi tốc độ cao được ngâm tẩm-
Tốc độ quay cao tạo ra nhiệt bên trong ổ trục chính và con lăn kéo. Máy CNC giải quyết vấn đề này thông qua:
Làm mát bằng không khí và chất lỏng cưỡng bức:Các ngăn truyền động kín sử dụng luồng khí-được kiểm soát nhiệt độ để ngăn chặn sự giãn nở nhiệt của khung, điều này có thể gây ra sai lệch trục chính.
Thép tốc độ cao{0}}có khả năng giữ dầu nhập khẩu:Các điểm ma sát tới hạn được làm bằng thép hợp kim-cao cấp với bề mặt siêu nhỏ xốp, thấm dầu{2}}, giúp giảm lượng dầu sử dụng đồng thời bảo vệ chống mài mòn trong quá trình vận hành liên tục ở tốc độ cao-.
4. Ưu điểm trong vận hành và kiểm soát chất lượng sợi
So sánh hiệu suất chính
So với máy xoắn cơ học thông thường, Máy xoắn CNC chính xác đạt được độ chính xác TPM trong khoảng cộng hoặc trừ 0,1% đến 0,5%, giảm từ mức chênh lệch 3,5% đến 5,0% điển hình thường thấy trong các hệ thống cơ khí. Thời gian chuyển đổi trong quá trình thay đổi lô giảm từ tối đa 4 giờ thay thế thiết bị thủ công xuống còn dưới 2 phút thông qua lựa chọn HMI trên màn hình cảm ứng. Cấu hình truyền động-trực tiếp cũng giúp tiết kiệm năng lượng từ 15% đến 25%, đồng thời giảm tỷ lệ đứt sợi xuống dưới 0,8 lần đứt trên 100 kg sợi đã xử lý.
Tính đồng nhất cơ học và hiệu suất sợi
Điều khiển CNC chính xác mang lại các đặc tính vật lý đồng nhất trong toàn bộ gói sợi:
Độ đàn hồi và độ giãn dài nhất quán:Độ căng cân bằng ở tất cả các vị trí giúp ngăn ngừa tình trạng kéo giãn không đồng đều, đảm bảo khả năng phục hồi nếp gấp đồng đều ở các sợi dạng sợi có kết cấu.
Độ bền kéo được cải thiện:Sự phân bổ lực căng đều trên mỗi đầu trong quá trình xoắn giúp ngăn chặn sự trượt của sợi lõi, tối đa hóa lực đứt của lớp xoắn.
Không có Mô-men xoắn gầm gừ:Mức độ xoắn chính xác ngăn ngừa sự tích tụ mô-men xoắn dư, loại bỏ sự hình thành vòng lặp trong quá trình đan hoặc dệt tiếp theo.
5. Thông số kỹ thuật và ứng dụng trong ngành
Ứng dụng công nghiệp cơ bản
Chủ đề kỹ thuật có độ bền cao-:Dây lốp, dây đai an toàn, túi khí và cáp treo công nghiệp không yêu cầu độ xoắn không thay đổi.
Chỉ may và thêu:Sợi rayon nhiều lớp, polyamide và viscose yêu cầu bề mặt nhẵn và độ bền kéo cao.
Vải lọc và vải địa kỹ thuật:Sợi đơn và sợi đa sợi được xoắn với dung sai cấu trúc chặt chẽ để đảm bảo kích thước lỗ rỗng được kiểm soát và độ thấm của chất lỏng.
Hồ sơ thông số kỹ thuật đại diện
Phạm vi tốc độ trục chính:3.000 vòng/phút đến 18.000 vòng/phút (Điều khiển bằng biến tần)
Phạm vi xoắn:100 T/M đến 3.000 T/M (Có thể lập trình qua HMI)
Phạm vi đếm sợi:50D đến 3000D (Sợi tổng hợp & Sợi pha trộn)
Loại gói quanh co:Nón hình trụ hoặc hình nón có đường kính lên tới 220mm
Hệ thống truyền động:Hệ thống biến tần và servo đa trục-độc lập
6. Kết luận
cácMáy xoắn CNC chính xácđã chuyển đổi sản xuất dệt may từ một quy trình bị hạn chế về mặt cơ học thành khoa học kỹ thuật số. Bằng cách kết hợp đồng bộ hóa nhiều trục-theo thời gian thực với quản lý lực căng động và kỹ thuật kết cấu chống rung-, các hệ thống này cung cấp cho các nhà sản xuất dệt may sự linh hoạt, tốc độ và độ chính xác cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe trên toàn cầu.
