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        在現(xiàn)代紡織機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)中，布料器作為關(guān)鍵執(zhí)行部件，其執(zhí)行效能直接影響產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。採(cǎi)用伺服電機(jī)、減速機(jī)與同步軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的布料器，憑藉響應(yīng)穩(wěn)定、傳動(dòng)可靠等技術(shù)特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用於無(wú)紡布生產(chǎn)線、針織機(jī)、染整裝置以及複合材料生產(chǎn)線中。該裝置透過(guò)合理的傳動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)布料張力的均勻分佈和運(yùn)動(dòng)軌跡的可控調(diào)節(jié)，為連續(xù)化、高速化生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。

        一、系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理

        此類布料器主要由交流伺服電機(jī)、行星減速機(jī)、同步傳動(dòng)軸、滾筒元件、位置感測(cè)器及控制系統(tǒng)組成。伺服電機(jī)選用具備良好動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的型號(hào)，額定功率範(fàn)圍一般在0.75kW至3kW之間，額定轉(zhuǎn)速為3000rpm，編碼器反饋解析度為2500脈衝每轉(zhuǎn)，配合閉環(huán)控制方式，可實(shí)現(xiàn)0.01mm量級(jí)的定位能力。減速機(jī)採(cǎi)用行星齒輪結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)效率實(shí)測(cè)值在97%以上，空程誤差控制在10弧分以內(nèi)，有助於提升低速執(zhí)行時(shí)的平穩(wěn)性。

        同步軸採(cǎi)用高強(qiáng)度合金鋼材料製造，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理和表面氮化工藝，具備一定的抗扭能力，傳動(dòng)過(guò)程中的角度偏差控制在0.2°以內(nèi)，可在多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)執(zhí)行中保持各驅(qū)動(dòng)單元的相位協(xié)調(diào)。裝置執(zhí)行過(guò)程中，控制系統(tǒng)接收來(lái)自上位機(jī)的指令，透過(guò)CANopen或EtherCAT匯流排協(xié)議，向伺服驅(qū)動(dòng)器傳送位置、速度和扭矩引數(shù)。伺服電機(jī)輸出的動(dòng)力經(jīng)減速機(jī)調(diào)節(jié)後，傳遞至同步軸，驅(qū)動(dòng)布料輥旋轉(zhuǎn)。位置感測(cè)器實(shí)時(shí)採(cǎi)集滾筒轉(zhuǎn)角資訊，並反饋至控制器，形成閉環(huán)調(diào)節(jié)迴路。

        根據(jù)實(shí)際工藝需求，系統(tǒng)可配置階梯型或S型速度曲線，加速度引數(shù)可調(diào)至5m/s2左右，有助於減緩啟動(dòng)階段的衝擊，降低織物因慣性作用產(chǎn)生的形變風(fēng)險(xiǎn)。在停機(jī)過(guò)程中，系統(tǒng)採(cǎi)用漸進(jìn)減速策略，減少慣量對(duì)張力系統(tǒng)的影響，提升停機(jī)時(shí)的定位一致性。

        二、技術(shù)引數(shù)與執(zhí)行表現(xiàn)

        經(jīng)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試，該類布料器在標(biāo)準(zhǔn)工況下連續(xù)執(zhí)行72小時(shí)，平均定位偏差為±0.008mm，重複定位偏差在±0.005mm範(fàn)圍內(nèi)。在執(zhí)行速度為60m/min時(shí)，布料橫向張力波動(dòng)低於3%；當(dāng)執(zhí)行速度提升至120m/min時(shí)，張力控制仍保持相對(duì)穩(wěn)定，滿足紡粘無(wú)紡布生產(chǎn)線的工藝要求。啟停響應(yīng)時(shí)間在0.1秒以內(nèi)，階躍訊號(hào)輸入後，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的時(shí)間控制在0.3秒左右，具備較好的動(dòng)態(tài)跟隨特性。

        整機(jī)機(jī)械傳動(dòng)效率實(shí)測(cè)約為91.5%，其中減速機(jī)部分的能量損耗約佔(zhàn)6.2%，聯(lián)軸器與軸承摩擦損耗合計(jì)約2.3%。在滿負(fù)荷持續(xù)執(zhí)行4小時(shí)後，裝置外殼表面溫度未超過(guò)65℃，符合GB 5226.1—2019《機(jī)械電氣安全 機(jī)械電氣裝置 第1部分：通用技術(shù)條件》的相關(guān)規(guī)定。

        三、典型應(yīng)用案例

        在紡粘法無(wú)紡布生產(chǎn)裝置中，布料器需與牽伸輥、成網(wǎng)機(jī)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)纖維網(wǎng)的均勻鋪放。實(shí)際執(zhí)行資料顯示，採(cǎi)用該傳動(dòng)方式的布料系統(tǒng)，可使幅寬3.2m的產(chǎn)品單位面積質(zhì)量變異係數(shù)由2.8%下降至1.9%，產(chǎn)品均勻性有所改善。在醫(yī)用防護(hù)服材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)，布料器配合紅外糾偏裝置，邊緣偏移量可控制在±1.5mm以內(nèi)，材料裁切損耗減少約4.7%。

        在染整聯(lián)合機(jī)應(yīng)用中，該裝置承擔(dān)低張力輸送任務(wù)，透過(guò)調(diào)節(jié)輥面線速度與前後工序匹配，減少織物褶皺或拉伸現(xiàn)象的發(fā)生。某印染企業(yè)實(shí)施技術(shù)改造，將原有變頻調(diào)速系統(tǒng)更換為伺服電機(jī)減速機(jī)同步軸傳動(dòng)方案後，布料斷頭率由每萬(wàn)米8.3次降至3.1次，裝置有效作業(yè)率提升12.6%，操作干預(yù)頻次相應(yīng)減少。

        四、執(zhí)行維護(hù)與可靠性

        裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮日常維護(hù)的便利性，減速機(jī)採(cǎi)用密封潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，潤(rùn)滑週期參考值為15000小時(shí)。同步軸連線部位設(shè)有徑向和軸向約束結(jié)構(gòu)，防止長(zhǎng)期執(zhí)行中出現(xiàn)鬆動(dòng)。控制系統(tǒng)具備執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，可記錄過(guò)載、溫度異常、編碼器訊號(hào)丟失等常見(jiàn)故障資訊，輔助技術(shù)人員進(jìn)行排查。根據(jù)使用者使用反饋，在日均執(zhí)行16小時(shí)的條件下，核心部件的平均無(wú)故障執(zhí)行時(shí)間超過(guò)18000小時(shí)。

        伺服電機(jī)減速機(jī)同步軸傳動(dòng)布料器整合了機(jī)械傳動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制與感測(cè)反饋技術(shù)，已在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定應(yīng)用。其在響應(yīng)特性、定位能力、執(zhí)行平穩(wěn)性方面的表現(xiàn)，經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，能夠滿足現(xiàn)代紡織裝備對(duì)布料輸送系統(tǒng)的技術(shù)需求。隨著自動(dòng)化水平的不斷提升，此類裝置將在智慧化生產(chǎn)系統(tǒng)中持續(xù)發(fā)揮重要作用，助力工藝過(guò)程的最佳化與生產(chǎn)質(zhì)量的提升。