Įvadas

Metmeninis mezgimas yra tekstilės inžinerijos kertinis akmuo jau daugiau nei 240 metų, vystomas tiksliosios mechanikos ir nuolatinių medžiagų inovacijų dėka. Augant pasaulinei aukštos kokybės metmeninio mezgimo audinių paklausai, gamintojai susiduria su vis didesniu spaudimu didinti produktyvumą nepakenkiant tikslumui ar audinio kokybei. Vienas iš svarbiausių iššūkių slypi metmeninio mezgimo mašinos širdyje – šukų greitaeigiame skersinio judėjimo mechanizme.

Šiuolaikinėse greitaeigėse metmeninio mezgimo mašinose šukos atlieka greitus šoninius judesius, būtinus audiniui formuoti. Tačiau mašinos greičiui viršijus 3000 apsisukimų per minutę (aps./min.), sustiprėja skersinės vibracijos, mechaninis rezonansas ir triukšmo lygis. Šie veiksniai kelia grėsmę šukų padėties tikslumui ir padidina adatų susidūrimų, siūlų lūžių ir audinio kokybės sumažėjimo riziką.

Siekiant išspręsti šiuos inžinerinius iššūkius, naujausi tyrimai daugiausia dėmesio skyrė vibracijos analizei, dinaminiam modeliavimui ir pažangiems modeliavimo metodams, siekiant optimizuoti šukų judėjimą. Šiame straipsnyje nagrinėjami naujausi technologiniai pasiekimai, praktinis pritaikymas ir ateities kryptys šukų skersinių vibracijų valdymo srityje, pabrėžiant pramonės įsipareigojimą tiksliajai inžinerijai ir tvariems, didelio našumo sprendimams.

Šukų vibracijos kontrolės technologijų pažanga

1. Šukų sistemos dinaminis modeliavimas

Šukų našumo optimizavimo pagrindas yra tikslus jų dinaminio elgesio supratimas. Šukų skersinis judėjimas, kurį valdo elektroniniu būdu valdomos pavaros, vyksta cikliškai, derinant šoninį poslinkį ir osciliaciją. Didelio greičio veikimo metu šis ciklinis judėjimas turi būti kruopščiai kontroliuojamas, siekiant išvengti per didelių vibracijų ir padėties paklaidų.

Tyrėjai sukūrė supaprastintą, vieno laisvės laipsnio dinaminį modelį, kuriame daugiausia dėmesio skiriama šukų šoniniam judėjimui. Modelyje šukų mazgas, kreipiančiosios bėgiai ir jungiamieji komponentai traktuojami kaip spyruoklinė slopinimo sistema, išskiriant pagrindinius vibraciją įtakojančius veiksnius. Analizuodami masę, standumą, slopinimo koeficientus ir išorines servovariklio sužadinimo jėgas, inžinieriai gali labai tiksliai numatyti sistemos pereinamuosius ir pastoviosios būsenos atsakus.

Šis teorinis pagrindas leidžia sistemingai valdyti vibracijas, vadovaujantis projektavimo tobulinimu ir našumo optimizavimu.

2. Vibracijos šaltinių ir rezonanso rizikos nustatymas

Skersinės vibracijos pirmiausia kyla dėl greito šukų judėjimo slankiojančiomis kryptimis audinio gamybos metu. Kiekvienas krypties pokytis sukuria trumpalaikes jėgas, kurias sustiprina mašinos greitis ir šukų masė. Didėjant mašinos greičiui, kad būtų pasiekti gamybos tikslai, didėja ir šių jėgų dažnis, todėl padidėja rezonanso rizika – būsena, kai išorinio sužadinimo dažnis atitinka natūralų sistemos dažnį, todėl atsiranda nekontroliuojamos vibracijos ir mechaniniai gedimai.

Naudodami modalinę analizę su „ANSYS Workbench“ modeliavimo įrankiais, tyrėjai nustatė kritinius natūraliuosius dažnius šukų struktūroje. Pavyzdžiui, ketvirtosios eilės natūralusis dažnis buvo apskaičiuotas maždaug 24 Hz, o tai atitinka 1450 aps./min. mašinos greitį. Šis dažnių diapazonas yra rezonanso rizikos zona, kurioje veikimo greitis turi būti kruopščiai valdomas, siekiant išvengti nestabilumo.

Toks tikslus dažnių atvaizdavimas suteikia gamintojams galimybę kurti sprendimus, kurie sumažina rezonansą ir apsaugo mašinos ilgaamžiškumą.

3. Inžinerinės vibracijos mažinimo priemonės

Buvo pasiūlyti ir patvirtinti keli inžineriniai sprendimai, skirti sumažinti skersines vibracijas šukų mechanizme:

• Rezonanso vengimas:Šukų medžiagos sudėties, masės pasiskirstymo ir konstrukcijos standumo reguliavimas gali išstumti natūralius dažnius už įprastų veikimo diapazonų ribų. Šis metodas reikalauja subalansuoti patvarumą ir sistemos efektyvumą.
• Aktyvi vibracijos izoliacija:Sustiprinti variklio laikikliai ir optimizuotos rutulinių sraigtų konstrukcijos pagerina vibracijos izoliaciją. Patobulintas perdavimo tikslumas užtikrina sklandesnį šukų judėjimą, ypač greitai keičiant kryptį.
• Slopinimo integracija:Ant kreipiančiųjų bėgelių sumontuotos grąžinimo spyruoklės ir slopinimo elementai slopina mikrovibracijas, stabilizuodami šukas „sustabdymo-paleidimo“ fazių metu.
• Optimizuoti pavaros jėgos įvesties profiliai:Pažangūs įvesties profiliai, tokie kaip sinusoidinis pagreitis, sumažina mechaninius smūgius ir užtikrina sklandžią poslinkio kreivę, sumažindami adatų susidūrimo riziką.

Taikymas pramonėje

Šių vibracijos valdymo technologijų integravimas suteikia apčiuopiamos naudos atliekant didelio našumo metmeninio mezgimo operacijas:

• Pagerinta audinio kokybė:Tikslus šukų valdymas užtikrina nuoseklų kilpų formavimąsi, sumažina defektus ir pagerina gaminio estetiką.
• Padidintas mašinos greitis ir stabilumas:Rezonanso vengimas ir optimizuotas dinaminis atsakas užtikrina saugų ir greitą veikimą, taip padidinant našumą.
• Sumažintas priežiūros ir prastovų laikas:Kontroliuojamos vibracijos prailgina komponentų tarnavimo laiką ir sumažina mechaninių gedimų riziką.
• Energiją taupančios operacijos:Sklandus, optimizuotas šukų judėjimas sumažina energijos nuostolius ir pagerina sistemos efektyvumą.

Ateities tendencijos ir pramonės perspektyvos

Metmeninio mezgimo mašinų dizaino evoliucija atitinka pasaulines tendencijas, kuriose pabrėžiama automatizavimas, skaitmeninimas ir tvarumas. Pagrindinės kylančios kryptys:

• Pažangus vibracijos stebėjimas:Realaus laiko jutiklių tinklai ir nuspėjamoji analizė leis atlikti aktyvią priežiūrą ir optimizuoti našumą.
• Pažangios medžiagos:Didelio stiprumo, lengvi kompozitai dar labiau padidins mašinos greičio potencialą, išlaikant stabilumą.
• Skaitmeninio dvynio technologija:Virtualūs modeliai imituos dinaminius atsakus, leisdami anksti aptikti vibracijos problemas projektavimo etapuose.
• Tvarus mašinų dizainas:Vibracijos kontrolė sumažina triukšmo lygį ir mechaninį nusidėvėjimą, taip užtikrindama energiją taupantį ir aplinkai nekenksmingą veikimą.

Išvada

Didelės spartos metmeninio mezgimo mašinos našumas priklauso nuo tikslaus šukų skersinio judėjimo valdymo. Naujausi tyrimai rodo, kaip dinaminis modeliavimas, pažangūs modeliavimai ir inžinerinės inovacijos gali sumažinti vibracijas, padidinti našumą ir apsaugoti gaminio kokybę. Šie patobulinimai iškelia šiuolaikinę metmeninio mezgimo technologiją į tiksliosios gamybos ir tvarių pramoninių sprendimų priešakį.

Būdami jūsų patikimu partneriu metmeninio mezgimo inovacijų srityje, mes ir toliau esame įsipareigoję integruoti šiuos pasiekimus į mašinų sprendimus, kurie didina našumą, patikimumą ir klientų sėkmę.