高科技成为致胜之星
2019-07-11
2017年全球销售的服装价值超过1.4万亿美元。你能想象数量如此庞大的服装上使用了多少纱线吗?我们无法 计算,但它肯定超过数百万英里。在加工过程中,所有纱线都要被多次卷绕并退绕。这只是纺织行业中的一个 工艺步骤,来自FAULHABER的紧凑而耐用的电机确保这个过程每天都能顺利进行。
图片注释: 纱线卷绕设备
源自传统技术
许多人认为,工业革命并非始于蒸汽机——它最初只用于煤矿排水。直到蒸汽动力被用于机械式织机,才诞生 了第一个机械生产工艺,这才是现代大规模工业生产开始的标志。因此,纺织机械早在两百多年前就开始从传 统技术中受益。在此期间,它们演变成极其复杂并且通常来说非常庞大的机器,为我们在网上和连锁店里挑选 的服装永不停歇地供应面料。机器的尺寸与它们加工的精细面料形成鲜明对比:轻如羽毛的纤维首先被纺成纱 线,有时甚至像头发一样细。这些纱线被用于编织成纺织品(textilis在拉丁文中的含义就是“编织”),以 平方英里来计算,在此过程中会消耗无数卷纱线。
第一步:缠绕成卷
当然,纱线首先必须被缠绕成卷。这个步骤在纺纱厂中进行,在这里会将原料纤维制成纱线。初始生产的纱线 被卷绕在大卷轴上。但是它们对于织机来说太大,因为通常需要数量众多并且各种各样的纱线卷。因此,纱线 会被重绕到较小的卷轴上。在纱线生产过程中,将单根纤维捻合在一起形成加捻纱,以增加体积和稳定性。纱 线在最终加工之前的几乎每个工艺步骤中都会被退绕并重绕。这也有助于提高中间环节的产品质量。任何缝过 纽扣或修补过接缝的人都会知道,纱线在线轴上形成规则的正方形。纺织工业中的纱线卷也是如此,只是体积 更大,不过也可能会有其他的卷绕模式。纱线以一种高精度模式(通常是一定的角度)卷绕在卷轴上,大多数 情况下形成菱形表面。它通常是从一端卷绕到另一端,然后再卷绕回来。这确保了纱线的均匀分布,并且使其 在后续工序中可以顺利退绕。
实现快速的来回移动
机械卷绕的速度非常快。在此过程中,线必须在卷轴的两端之间非常快速且持续地移动。改变方向时不能有任 何延迟。这是一项技术壮举,因为导纱孔眼每分钟要来回移动约400次,能加工约1500米的纱线。虽然有被动 式机械导纱器,但电动导纱器远远优于这种方法,是现代纱线卷绕机的标准配置。负责快速来回移动的电机首 先必须能在没有延迟的情况下快速改变方向,同时保持相同的速度,并尽可能地确保长时间的无故障工作。盘 式磁体电机,如DM52,已被证明是完成这项任务的理想解决方案。该电机的转子由薄的稀土磁盘组成,磁盘 由25对磁极磁化。磁盘在两个定子之间运行,并具有相应的绕组。因为它非常轻,所以转动惯量可以非常接近 最小值。这让电机在全速情况下能在大约5毫秒内改变方向,从而在导纱过程中实现闪电般快速的来回移动。
图片注释: 纺织应用
电动“小指”
用于纱线进给的喂纱器将线送入针织机。但是,它主要负责纱线的恒定张力,而不能确保均匀卷绕。在机械式 针织机中,喂纱器承担的是手工编织的左手小指功能。在针织机中,它位于距离针织系统很近的位置。辊子上 卷绕着少量纱线,起到缓冲作用。由于具有机械式结构,所以可以对纱线张力的波动做出反应,通过各种机动 运动对其进行补偿。这里不需要像纱线卷绕一样快速进行移动,重要的是电机的快速反应和功率的精细计量。 不过,由于空间非常有限,电机不能定期维护,就像所有机器一样,所以耐用性是最重要的。根据用户的不同 需求,FAULHABER能提供对应的电机来完成此项任务,例如碳刷直流电机。
图片注释: 产品系列
针织技术
现代的针织机不只是编织袜子和毛衣,它们还用于生产技术织物。新的3D针织技术甚至可以创建三维结构。它 能用细金属丝或陶瓷纤维来生产技术部件。这里的关键在于适当的线张力,因为它是影响产品尺寸和质量的决 定因素。该制造技术也可用于快速原型制作。它能节约使用的原料,并且也能确保获得实际需要的线量。与其 他大多数原型制作方法不同,该技术不会产生切屑或造成其他材料的浪费。在纺织工业的各种工艺中,还有许 多其他应用要使用高质量的微电机,例如缝制纽扣的机器,以及用于检查纱线质量的材料测试装置。
FAULHABER广泛的产品组合能为所有这些应用提供最佳的驱动解决方案。