СПОСОБ ПРИВЕДЕНИЯ В ДЕЙСТВИЕ ПРИВОДНОГО УСТРОЙСТВА ТКАЦКОГО СТАНКА И ЗЕВООБРАЗУЮЩЕГО МЕХАНИЗМА С ОТДЕЛЬНЫМ ПРИВОДНЫМ МЕХАНИЗМОМ Российский патент 2006 года по МПК D03D51/02 

Известные ткацкие станки с так называемым непосредственным электродвигательным приводом, т.е. с приводом, который в текущей эксплуатации неотделим от главного приводного вала ткацкого станка, имеют такие эксплуатационные свойства, которые можно четко определить, в частности, по сильно изменяющейся частоте вращения ткацкого станка за ткацкий цикл.

Из полезной модели ДЕ-U 20021049.1 для компенсации колебаний частоты вращения ткацкого станка известно приводное устройство для ткацкого станка и зевообразующего механизма, причем, по меньшей мере, главный приводной вал ткацкого станка имеет дополнительную инерционную массу для компенсации колебаний частоты вращения. Однако эта дополнительная инерционная масса воздействует отрицательно на процесс ускорения при пуске ткацкого станка.

При применении высокой рабочей частоты вращения это проблематично прежде всего тогда, когда для обеспечения качества ткани необходим пуск ткацкого станка "в одну уточную нить", т.е. динамика уже первого прибоя батана должна соответствовать динамике последующих прибоев батана. Если необходимо параллельно ускорить дополнительную инерционную массу, то это быстро увеличит устанавливаемую мощность привода до невообразимых экономических масштабов.

Для того, чтобы не замедлять или не затруднять процесс ускорения при пуске ткацкого станка, в других ткацких станках с непосредственным электродвигательным приводом отказались от инерционной массы, соединенной с главным приводным валом.

Однако отказ от дополнительной инерционной массы приводит, как сказано выше, к значительным колебаниям частоты вращения за ткацкий цикл.

Для компенсации колебаний частоты вращения является очевидным воздействие соответствующего управления или регулирования подачи электрической энергии на колебания частоты вращения привода от электродвигателя.

Однако подобное воздействие приводит к значительным нагрузкам на приводную линию ткацкого станка и зевообразующего механизма. Кроме того, такая компенсация частоты вращения не приводит к режиму с энергетической стабильностью; потери тепловой энергии, развиваемой током, и нагрузки на двигатель и силовую электронику являются очень высокими.

Кроме того, из ДЕ-U 20021049.1 известно отделение ткацкого станка от зевообразующего механизма в отношении приводных механизмов, т.е. с главным приводным валом ткацкого станка и с приводным валом зевообразующего механизма соединен, по меньшей мере, по одному электродвигательному приводу. С этим связано то преимущество, что более не существует жесткой синхронизации между ткацким станком и зевообразующим механизмом; т.е. в принципе всегда возможно гибкое обеспечение согласования эксплуатационных свойств ткацкого станка и зевообразующего механизма в соответствии с требованиями к ткани, т.е. выбор синхронности двух приводных систем относительно основного согласования (например, закрытие зева, при некотором угле положения ткацкого станка) и относительно разрешенных допусков в широких границах.

Но это любое в широких границах обеспечение синхронности привода ведет в свою очередь к значительным нагрузкам на приводную линию ткацкого станка и/или зевообразующего механизма; тогда будут соответственно очень высокими потери тепловой энергии, развиваемой током, и нагрузки на двигатель и силовую электронику вследствие необходимых затрат на управление и регулирование. Эти недостатки усугубляются еще тем, что нагрузки на электродвигательный привод зевообразующего механизма зависят от перемещений зевообразующих средств (ремизок; крючков), т.е. от рисунков или в общем от аппликаций ткани.

Но вследствие отсутствия до сих пор жесткого соединения ткацкого станка с зевообразующим механизмом с целью согласования эксплуатационных свойств обоих устройств становится необходимым такое воздействие, чтобы так называемое окно прокладки уточной нити, соотнесенное с соответствующей рабочей частотой вращения, становилось максимально большим и/или максимально точно воспроизводился цикл уточная нить за уточно нитью в своей длительности и/или динамике (т.е. как оно открывается или закрывается).

Это требование особенно важно применительно к рапирным ткацким станкам, в которых движение рапиры, плохо согласованное с окном прокладки уточной нити, приводит, например, к тому, что рапиры хотя и своевременно входят в зев, но слишком поздно выходят из него. Так головки захватов рапир и/или жесткие рапиры трутся о нити основы уже вновь закрывающегося зева. Это может чрезмерно нагреть головки захватов рапир или жесткие рапиры, а также нити основы. Кроме того, этот нажим на зев так называемыми элементами рапир может вызвать дефекты в ткани.

Задачей изобретения является в ткацких станках и зевообразующих механизмах с разделенными приводными механизмами при соблюдении граничных условий, по меньшей мере, точечной синхронной эксплуатации

- достижение высокой энергетической стабильности в процессе эксплуатации ткацкого станка, а также зевообразующего механизма, т.е. минимизация, по меньшей мере, значительное сокращение потребления тока, потерь тепловой энергии, развиваемой током, а также нагрузки на силовую электронику и двигатель;

- обеспечение установления почти максимально возможных технологических условий касательно положения закрытия зева, длительности окна прокладки уточной нити, соотнесенной с длительностью ткацкого цикла, динамики окна прокладки уточной нити с учетом технических и технологических параметров, и это включая случай крайне различного перемещения зевообразующих средств внутри раппорта ткани,

- обеспечение сохранности механики ткацкого станка и зевообразующего механизма и

- обеспечение пуска ткацкого станка, а при необходимости и зевообразующего механизма в одну уточную нить.

Под точечным синхронным режимом эксплуатации понимается то, что привод ткацкого станка и зевообразующего механизма синхронно включается цикл за циклом в заранее определенной точке. Эта точка может быть цикл за циклом различной.

Задача решается согласно формуле изобретения тем, что устройство управления электродвигательным приводом ткацкого станка и управления электродвигательным приводом зевообразующего механизма, имеющего, по меньшей мере, одну дополнительную инерционную массу, снабжено соответствующим вычислительным средством, которое в зависимости от технических и/или технологических параметров станка и/или ткани определяет соответствующую величину момента инерции присоединенной инерционной массы, и тем, что имеются соответствующие средства, которые позволяют установить, по меньшей мере, одну дополнительную инерционную массу таким образом, что величина установленного момента инерции масс становится эффективной при эксплуатации зевообразующего механизма.

Такие дополнительные, т.е. не внутренние инерционные массы снижают, правда, динамику зевообразующего механизма, однако решение согласно ДЕ 10053079 данного заявителя предоставляет заявителю возможность включения и выключения зевообразующего механизма медленнее, чем ткацкого станка. За счет такой полученной степени свободы становится возможной установка несобственных инерционных масс без увеличения или без существенного увеличения приводного узла.

Так за счет соответственно большой дополнительной инерционной массы на приводном валу могут выдерживаться крайне незначительные колебания частоты вращения зевообразующего механизма независимо от того, как сильно перемещается зевообразующее средство. Передача зевообразующего механизма может быть выполнена в соответствии со стабильностью частоты вращения приводного вала; кроме того, могут быть оптимизированы кривые спада на кулачках передачи ткацкого станка (для берда и рапир) при этом поведении зевообразующего механизма, поэтому задача, поставленная относительно прокладки уточной нити, выполнена. При этом в основу ткацкого станка может быть положен непосредственный привод без дополнительной инерционной массы.

Дальнейшее улучшение критериев оптимизации достигается тем, что для зевообразующего механизма с определенным, максимально возможным перемещением зевообразующего средства устанавливается дополнительная инерционная масса. Так, например, в электронном ремизоподъемном ткацком станке ширину полосы может определять неперемещение зевообразующих средств до, включая ремизки от 1 до 6 в 1:1-переплетении как "область слабого движения зевообразующих средств". Величину дополнительной инерционной массы устанавливают такой, что при самом сильном движении зевообразующих средств (т.е. ремизки от 1 до 6 в 1:1-переплетении) заданные допуски колебаний частоты вращения не превышаются. В данном случае передача зевообразующего механизма может быть выполнена либо по принципу стабильности частоты вращения, либо на базе определенного колебания частоты вращения приводного вала, которое соответствует предпочтительно среднему движению зевообразующих средств в области "область незначительного движения зевообразующих средств". В приближении это среднее движение зевообразующих средств могло бы соответствовать движению ремизок от 1 до 4 в 1:1-переплетении в примере.

Кривые спада на кулачках передачи ткацкого станка (бердо и рапиры) соответственно согласованы (см. выше).

Если определяют, например, области среднего и сильного движения зевообразующих средств, то за счет установки соответственно больших инерционных масс можно вновь достигнуть уровень и характеристику колебания частоты вращения как для области слабого движения зевообразующих средств. Передача зевообразующего механизма вновь находит режимы эксплуатации, на которые она рассчитана, точно также вновь создается максимально возможное согласование с кривыми спада кулачков передачи ткацкого станка.

Преимуществами применения различных по размеру инерционных масс по сравнению с очень большими жестко установленными инерционными массами являются:

- применимость принципа решения также и в эксцентриковых станках потому, что становится возможным часто необходимый пуск в одну уточную нить, т.к. при слабом движении зевообразующих средств можно использовать очень небольшую дополнительную инерционную массу (при известных обстоятельствах можно обойтись и без нее), при этом колебания частоты вращения не превысят заданную изготовителем величину; возможно за счет этого ускорение до высокой частоты вращения в одну уточную нить.

При более сильном движении зевообразующих средств для ограничения колебаний частоты вращения необходима тогда, правда, дополнительная инерционная масса, однако одновременно снижается допустимая рабочая частота вращения, поэтому непосредственный привод обеспечивает пуск в одну уточную нить теперь также с дополнительной инерционной массой.

В зевообразующих механизмах используются так называемые профили - выполненное в соответствие с передачей открытие/закрытие зева в более резком или более замедленном перемещении. Резкое перемещение увеличивает окно прокладки уточной нити, однако не обеспечивает столь высокую рабочую частоту вращения как более замедленное перемещение.

За счет применения различных по величине дополнительных инерционных масс могут быть получены различные профили, т.е. необходимо заменить или переставить только дополнительные инерционные массы, однако не нужно вмешиваться в передачу.

Поэтому в простом варианте осуществления изобретения можно заменить, по меньшей мере, одну дополнительную инерционную массу с первоначально определенной постоянной величиной другой дополнительной инерционной массой со второй определенной постоянной величиной.

Во избежание потерь времени, необходимых на замену инерционной массы, согласно изобретению может быть выполнено маховое колесо с переменным или регулируемым моментом инерции масс, что является, например, предметом заявки на патент DE 1016179.5 данного заявителя.

При этом маховое колесо состоит из начального тела качения, соединенного жестко с приводным валом зевообразующего механизма, и, по меньшей мере, из двух составляющих масс, перемещающихся радиально относительно оси вращения по начальному телу качения, причем радиальное положение составляющих масс может изменяться средствами управления, например, в процессе вращения махового колеса.

При этом к средствам управления может быть отнесена интегральная составная часть махового колеса, и они могут включать в себя установочные средства, которые прямо или косвенно воздействуют на составляющие массы.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения момент инерции переменной/ых/ или регулируемой/ых/ дополнительной/ых/ инерционной/ых/ массы /масс/ может непрерывно изменяться или согласовываться в зависимости от эксплуатационных свойств зевообразующего механизма от минимума до максимума.

Соответствующие вычислительные средства могут автоматически определить, например, в зависимости от технических и технологических параметров станка и ткани соответствующую величину момента инерции дополнительной/ых/ инерционной/ых/ массы /масс/ и показать их оператору ткацкого станка предпочтительно на дисплее блока управления ткацким станком.

При этом в качестве технических параметров следует назвать прежде всего:

- для ткацкого станка:

- тип (например, рапирный или воздушный ткацкий станок),

- номинальная ширина,

- вид рапир, жестких рапир; ход рапиры (в рапирных ткацких станках),

- параметры передачи;

- для зевообразующего механизма:

- тип (например, рапирный или воздушный ткацкий станок),

- номинальная ширина,

- число и расположение зевообразующих средств,

- параметры передачи.

При этом в качестве технологических параметров следует назвать прежде всего:

- угол зева,

- угол закрытия зева,

- требуемый профиль (т.к. он, -см. выше-, не связан более жестко с параметрами передачи) или вместо него также в качестве возможности принятия решений оператором;

- установление максимально возможной рабочей частоты вращения, или:

- установление максимально возможной длины и величины окон прокладки уточной нити, или:

- компромисс между двумя возможностями;

- число и вид нитей основы;

- натяжение основы;

- рисунок ткани;

- рабочая частота/ы/ вращения.

Установка дополнительной инерционной массы или дополнительных инерционных масс, и/или замена дополнительной инерционной массы или дополнительных инерционных масс, и/или дополнение/уменьшение дополнительной инерционной массы или дополнительных инерционных масс может осуществляться при этом вручную или автоматически соответствующими средствами.

Профили движения ткацкого станка и зевообразующего механизма, хорошо согласованные со стороны передачи за счет дополнительной инерционной массы или дополнительных инерционных масс, приводят к тому, что значительно сокращается требуемое для технологической синхронизации двух станков управление/регулирование, в результате чего становится возможным требуемый энергетически почти стабильный режим двух устройств и тем самым, в свою очередь, сохраняются на низком уровне потребление тока, потери тепловой энергии, развиваемой током, а также нагрузка на силовую электронику и двигатель.

Изобретение относится к области текстильного машиностроения и касается способа приведения в действие приводного устройства ткацкого станка и зевообразующего механизма, по меньшей мере, одним электродвигательным приводом с переменной частотой вращения у каждого из устройств, причем электродвигательный привод ткацкого станка и привод зевообразующего механизма в текущем режиме эксплуатации, т.е. ткацкий цикл за ткацким циклом, приводятся в действие относительно друг друга в смысле, по меньшей мере, точечной синхронизации, причем, по меньшей мере, с зевообразующим механизмом соединена, по меньшей мере, одна параллельно вращающаяся, изменяемая в момент инерции масс дополнительная инерционная масса, и причем имеется устройство, по меньшей мере, для управления электродвигательными приводами. Устройство управления снабжают соответствующими вычислительными средствами, которые в зависимости от технических и/или технологических параметров устанавливают соответствующую величину момента инерции подсоединяемой инерционной массы, и используют соответствующие средства, позволяющие установить, по меньшей мере, одну дополнительную инерционную массу таким образом, что величина установленного момента инерции масс становится эффективной при приведении в действие зевообразующего механизма. Данный способ управления ткацким станком позволит снизить негативные воздействия от неуравновешенных инерционных масс. 6 з.п. ф-лы.

1. Способ приведения в действие приводного устройства ткацкого станка и зевообразующего механизма, по меньшей мере, одним электродвигательным приводом с переменной частотой вращения у каждого из устройств, причем электродвигательный привод ткацкого станка и привод зевообразующего механизма в текущем режиме эксплуатации, т.е. ткацкий цикл за ткацким циклом, приводятся в действие относительно друг друга, по меньшей мере, с точечной синхронизацией, причем, по меньшей мере, с зевообразующим механизмом соединена, по меньшей мере, одна параллельно вращающаяся, изменяемая в момент инерции масс дополнительная инерционная масса и, причем имеется, по меньшей мере, одно устройство для управления электродвигательными приводами, отличающийся тем, что устройство управления снабжают соответствующими вычислительными средствами, которые в зависимости от технических и/или технологических параметров устанавливают соответствующую величину момента инерции подсоединяемой инерционной массы, и используют соответствующие средства, позволяющие установить, по меньшей мере, одну дополнительную инерционную массу таким образом, что величина установленного момента инерции масс становится эффективной при приведении в действие зевообразующего механизма.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что установленную величину момента инерции масс показывают в соответствующей форме.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что установку инерционной массы осуществляют автоматически.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что установку инерционной массы осуществляют вручную путем ее замены на другую.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве инерционной массы используют предпочтительно маховое колесо с регулируемым моментом инерции масс.6. Способ по п.5, отличающийся тем, что инерционная масса состоит из сегментов, которые переставляют в их радиальном положении.7. Способ по п.6, отличающийся тем, что инерционную массу или ее сегменты соединяют с валом зевообразующего механизма соответствующими разъемными соединениями.