Produzione tessile e di abbigliamento
Analisi dell'architettura, della selezione dei materiali e delle considerazioni di manutenzione per i riduttori a vite senza fine impiegati nei macchinari tessili della produzione globale.
I telai industriali, siano essi a navetta, a pinza, a getto d'aria o a getto d'acqua, operano con un profilo di lavoro che impone esigenze specifiche, e spesso sottovalutate, ai componenti del sistema di azionamento situati tra il motore e il meccanismo di tessitura. I sistemi di apertura del passo, i sistemi di tensione di svolgimento, i sistemi di azionamento del subbio di avvolgimento, i meccanismi delle teste dobby e jacquard e i portafili di cimosa richiedono tutti una riduzione della velocità dal motore principale alla velocità di rotazione del rispettivo albero. Nella tessitura di cotone e fibre sintetiche, la precisione del rapporto di svolgimento e di avvolgimento influisce direttamente sulla densità del tessuto e sull'uniformità della tensione su tutta la larghezza del subbio di ordito.
UN riduttore di velocità singolo Basato su una trasmissione a vite senza fine, risponde a questi requisiti con una geometria che si adatta ai vincoli spaziali dei telai, offre elevati rapporti di riduzione senza necessità di assemblaggio complesso e fornisce la caratteristica di autobloccaggio che impedisce il ritorno del subbio dell'ordito durante arresti di emergenza o interruzioni di corrente: una qualità particolarmente importante nella tessitura di fibre sintetiche, dove la perdita di tensione dell'ordito provoca una distorsione irreversibile del filato.
Questa pagina esamina la struttura del riduttore a vite senza fine a velocità singola, il sistema di materiali che ne determina le prestazioni negli ambienti tessili e come le sue caratteristiche operative si allineano ai requisiti di azionamento dei telai industriali per cotone e fibre sintetiche nelle principali regioni di produzione tessile, tra cui India, Turchia, Italia e Bangladesh.
Struttura di produzione
L'alloggiamento di un riduttore a vite senza fine a velocità singola è realizzato come fusione integrale, tipicamente in ghisa grigia per le posizioni di azionamento standard del telaio e in ghisa sferoidale laddove il sistema di montaggio sopporta carichi radiali considerevoli sull'albero, come nel caso degli azionamenti di svolgimento dell'ordito in cui il diametro dell'ordito e la tensione del filo si combinano per generare un carico a sbalzo significativo sull'albero di uscita. Alloggiamenti in lega di alluminio fuso di precisione sono utilizzati in posizioni di montaggio compatte come i meccanismi di ripiegamento della cimosa e gli azionamenti a camme dobby dove è necessario mantenere bassa la massa unitaria.
L'albero a vite senza fine e la ruota elicoidale sono disposti ad un angolo di 90 gradi, producendo un'uscita ad angolo retto dall'ingresso del motore. In un telaio, questa geometria consente al motore di ruotare longitudinalmente lungo il telaio laterale, mentre l'albero condotto si estende trasversalmente nel subbio, nel meccanismo di apertura del passo o nel rullo di avvolgimento. Evitare un ulteriore stadio conico o un riorientamento della catena semplifica la trasmissione e riduce il numero di giunti e interfacce pignoni che richiedono regolazioni periodiche.
Le sedi dei cuscinetti, i perni dell'albero e il foro per il mozzo della ruota elicoidale vengono lavorati di finitura dopo la fusione per mantenere tolleranze di concentricità ristrette. I telai per la produzione di fibre sintetiche spesso funzionano a velocità superiori rispetto ai telai per cotone (i telai a pinza per poliestere o nylon possono raggiungere da 600 a 900 passaggi al minuto) e a queste velocità anche un minimo disallineamento dell'albero genera un carico asimmetrico misurabile sui cuscinetti che ne riduce la durata. La geometria dell'alloggiamento, mantenuta entro le tolleranze di fabbricazione, è il controllo a monte che previene questa modalità di guasto.
Sistema di materiali
La vite senza fine è realizzata in acciaio legato 20CrMnTi o 40Cr, cementata e rettificata di precisione per ottenere una finitura superficiale dei denti compresa tra Ra 0,6 e 0,8. Su questa filettatura in acciaio temprato, la ruota elicoidale utilizza un cerchio in bronzo fuso centrifugamente o bronzo fosforoso, montato su un mozzo in ghisa sferoidale o acciaio fuso. Il materiale in bronzo della ruota offre vantaggi significativi in un ambiente di tessitura: la natura conformabile del bronzo fuso consente un progressivo assestamento tra la vite senza fine e i fianchi dei denti della ruota durante il periodo di rodaggio iniziale, ampliando la superficie di contatto e riducendo le sollecitazioni di contatto di picco prima che l'unità raggiunga il suo carico nominale continuo.
Nella tessitura di fibre sintetiche, l'accumulo di fibre e lanugine aerodisperse attorno ai componenti di trasmissione rappresenta un fattore ambientale persistente. Il materiale in bronzo delle ruote è meno soggetto a danni superficiali da abrasione causati da olio contaminato rispetto a ruote equivalenti in acciaio temprato, soprattutto una volta che le fibre sintetiche fini sono migrate nel bagno d'olio attraverso una guarnizione deteriorata. Gli alloggiamenti della serie WP ben sigillati con guarnizioni dell'albero di uscita a doppio labbro e una guarnizione di tenuta del coperchio riducono la velocità di ingresso dei contaminanti, ma la tolleranza della ruota in bronzo a condizioni di lubrificazione marginali offre un ulteriore margine contro l'usura accelerata dei denti.
Il trattamento superficiale degli alloggiamenti delle unità di azionamento dei macchinari tessili spesso prevede una verniciatura di finitura resistente agli agenti chimici per resistere agli appretti, ai lubrificanti e ai vettori di tintura utilizzati nelle sezioni di finitura e preparazione adiacenti al reparto di tessitura. Le vernici di finitura in poliuretano su primer epossidico offrono un'adeguata resistenza chimica per la maggior parte degli ambienti degli impianti tessili. La scelta della tenuta dell'albero – tenuta a labbro per la maggior parte delle posizioni, labirinto più tenuta a contatto per le unità montate in posizioni in cui l'accumulo di fibre sul labbro di tenuta è un problema noto di manutenzione – viene effettuata in fase di specifica dell'unità, anziché come installazione successiva in loco.
Applicazioni dei punti di azionamento in diversi tipi di telai industriali
La tabella seguente mette in relazione le principali stazioni di azionamento sui telai per cotone e fibre sintetiche con le caratteristiche del riduttore a vite senza fine a velocità singola che lo rendono adatto a ciascuna posizione.
| Posizione di guida | Tipo di telaio | Fattore di adattamento del riduttore |
|---|---|---|
| Albero di sgancio del subbio | Tutti i tipi | Il sistema di autobloccaggio impedisce il ritorno di potenza in caso di interruzione di corrente; elevata coppia in uscita a bassa velocità. |
| Azionamento del rullo di avvolgimento | Rapier, getto d'aria, getto d'acqua | Il rapporto fisso mantiene una densità di tessuto precisa (fili per cm) a velocità di uscita costante. |
| Azionamento della testata Dobby | Telaio Dobby | L'unità ad angolo retto compatta si adatta all'alloggiamento della testa; la riduzione singola evita la suddivisione in più fasi. |
| Azionamento del trasportatore di filati di cimosa | Spada a lama, getto d'aria | Banda di bassa potenza (0,12–0,75 kW); l'alloggiamento in alluminio riduce al minimo la massa aggiuntiva sul telaio laterale del cablaggio. |
| trasmissione a trave avvolgitrice per tessuti | Tutti i tipi | L'uscita dell'albero cavo si monta direttamente sull'albero della trave; elimina la necessità di un giunto dell'albero separato. |
| Avanzamento del movimento di arresto della distorsione | Tutti i tipi | Funzionamento intermittente; il blocco automatico mantiene la posizione della barra del rilevatore tra gli avanzamenti |
| Albero di trasmissione della testa Jacquard | Telaio Jacquard | L'uscita ad angolo retto è adatta al montaggio a soffitto; il rapporto corrisponde al ciclo di ripetizione del motivo e alla velocità di trama del telaio. |
Parametri tecnici chiave — Riduttore a velocità singola a vite senza fine serie WP
I parametri riportati di seguito riflettono il campo di funzionamento della serie WP di riduttori a vite senza fine a velocità singola, applicabili ai telai per fibre di cotone e sintetiche. La scelta dell'unità per una specifica posizione del motore del telaio deve basarsi sulla coppia di uscita richiesta, sul rapporto di riduzione e sulla configurazione di montaggio.
| Parametro | Intervallo tipico | Nota applicativa per il settore tessile |
|---|---|---|
| Potenza in ingresso | 0,12 – 15 kW | Porta cimosa delle campate per azionamenti di scarico del subbio |
| Rapporto di velocità | 5:1 – 100:1 | Monostadio; compatibile con la maggior parte dei rapporti di trasmissione ausiliaria dei telai |
| Capacità del petrolio | 0,4 – 5,2 L | Lubrificazione a sbattimento; non sono necessari pompa dell'olio o circuito di filtraggio. |
| Orientamento di output | Angolo retto (90°) | Il motore gira longitudinalmente; l'albero di uscita alimenta la trave o il rullo trasversalmente |
| Materiale per alloggi | Ghisa / Ghisa sferoidale / Alluminio fuso | Grado corrispondente ai requisiti di carico radiale e massa unitaria. |
| Cerchio a vite senza fine | Bronzo allo stagno / Bronzo al fosforo | Tollera meglio la lubrificazione marginale da olio contaminato da lanugine rispetto alla ruota in acciaio |
| Opzioni di montaggio | Piede, flangia, albero cavo | L'albero cavo elimina l'accoppiamento negli impianti con albero a trave |
| Velocità massima di input | 1500 giri/min (50 Hz) / 1800 giri/min (60 Hz) | Accoppiamento diretto allo standard IEC per motori a induzione negli impianti tessili di tutto il mondo |
Prodotto in evidenza: Serie EP-WPZ
Comportamento di autobloccaggio e gestione della tensione dell'ordito
La caratteristica di autobloccaggio di un riduttore a vite senza fine a velocità singola con rapporti di riduzione superiori a circa 30:1 — dove l'angolo di avanzamento della vite senza fine è inferiore all'angolo di attrito dell'ingranaggio — è una proprietà di diretto valore pratico sui sistemi di svolgimento del telaio. Quando il movimento del telaio si arresta improvvisamente a causa del rilevamento di una rottura dell'ordito, di un segnale di arresto di emergenza o di un'interruzione di corrente, il subbio dell'ordito non deve potersi svolgere liberamente. In un ordito in fibra sintetica — poliestere, nylon o viscosa — una trasmissione inversa incontrollata del subbio rilascia istantaneamente la tensione su tutta la larghezza dell'ordito, causando la perdita della separazione ordinata dei fili di ordito nel passo e potenzialmente la rottura dei fili o l'aggrovigliamento dei fili di ordito che richiede un reinfilaggio manuale.
Un riduttore a vite senza fine a velocità singola con un rapporto superiore a 30:1 mantiene fermo l'albero del subbio sotto carico senza richiedere un freno elettromagnetico separato o un dispositivo di arresto meccanico. Questa configurazione semplifica il gruppo di azionamento di rilascio, riduce il numero di componenti del freno a comando elettrico che richiedono manutenzione ed elimina un potenziale punto di guasto nella catena di arresto di emergenza, un aspetto di notevole importanza negli impianti tessili in Italia e Turchia, dove la disponibilità del telaio determina direttamente la produzione per turno.
Nei sistemi di avvolgimento, la stessa caratteristica a rapporto fisso garantisce che il subbio del tessuto avanzi a una velocità precisamente proporzionale alla velocità del motore e al rapporto impostato, mantenendo una densità di trame per centimetro costante su tutto il tessuto, indipendentemente dalle fluttuazioni del carico meccanico del telaio. Le deviazioni nella velocità di avvolgimento, che possono verificarsi con sistemi di trasmissione a rapporto variabile o a cinghia e puleggia in presenza di carichi variabili, producono variazioni visibili nella densità della trama (difetti di barre) nel tessuto finito, un problema di qualità che porta a un declassamento del tessuto nei mercati finali, dall'abbigliamento alle applicazioni tessili industriali.
Considerazioni sulla lubrificazione negli ambienti di tessitura
Il reparto di tessitura non è un ambiente industriale pulito. Amido di appretto, agenti di finitura, fibre corte e umidità aerodispersa proveniente dai sistemi di umidificazione utilizzati per mantenere la resistenza alla trazione del filato rappresentano tutti rischi di contaminazione per i lubrificanti del riduttore. Il sistema di lubrificazione a sbattimento del riduttore a vite senza fine a velocità singola mantiene il volume d'olio sigillato all'interno dell'alloggiamento durante il normale funzionamento, ma il degrado a lungo termine delle guarnizioni consente ai contaminanti ambientali di migrare nel bagno d'olio e accelerare l'usura dei denti della ruota.
L'olio per ingranaggi a vite senza fine ISO VG 220 è adatto alla maggior parte degli azionamenti ausiliari dei telai tessili che operano a temperature ambiente comprese tra 18 e 35 gradi Celsius, tipiche degli ambienti di tessitura umidificati. Le formulazioni sintetiche a base di poliglicole alchilico (PAG) offrono una migliore demulsibilità, ovvero la capacità di respingere l'acqua anziché formare un'emulsione, vantaggiosa in ambienti con elevata umidità atmosferica. Gli intervalli di cambio olio per l'olio minerale EP in questo ambiente sono in genere di 2000-3000 ore di funzionamento; l'olio sintetico PAG estende questo intervallo a 5000-7000 ore.
La capacità dell'olio nella serie WP varia da 0,4 a 5,2 litri, il che significa che il volume necessario per un cambio d'olio è modesto e la procedura (tappo di scarico, rabbocco fino al livello indicato dall'indicatore di livello, riposizionamento del tappo di scarico) è eseguibile durante un breve arresto del telaio in occasione di una manutenzione programmata. Il ridotto volume d'olio implica inoltre che un singolo evento di contaminazione, come ad esempio l'ingresso di spray di apprettatura durante la sostituzione del subbio, non comporti costi elevati per la risoluzione (scarico, lavaggio, rabbocco).
Livello di rumore e vibrazioni in un ambiente di tessitura
Le sale di tessitura industriali sono intrinsecamente ambienti rumorosi: i telai a navetta possono superare i 100 dB(A) nella postazione dell'operatore, e persino i moderni telai senza navetta in configurazioni ad alta densità raggiungono valori compresi tra 85 e 95 dB(A). In questo contesto, il contributo acustico dei singoli azionamenti raramente rappresenta il fattore dominante nell'ambiente acustico complessivo, ma può diventare significativo quando un riduttore a vite senza fine a velocità singola è montato su una struttura che irradia rumore in una zona adiacente silenziosa, come un'area di preparazione, una sala di ispezione o un ufficio.
L'ingranaggio a vite senza fine, grazie al suo contatto scorrevole anziché a quello a impatto, genera una rumorosità uniforme e relativamente bassa rispetto agli ingranaggi cilindrici a denti dritti o elicoidali che trasmettono una potenza equivalente. Dopo il periodo di rodaggio, un riduttore a vite senza fine a velocità singola, ben lubrificato e correttamente allineato, nella gamma da 0,12 a 15 kW, funziona con un livello di rumorosità tipicamente inferiore a 75 dB(A) a un metro dall'alloggiamento sotto carico nominale: una caratteristica che lo rende una delle opzioni più silenziose disponibili per le posizioni di azionamento ausiliario su macchinari tessili dove è auspicabile la riduzione del rumore senza l'utilizzo di cabine insonorizzate.
Prodotti correlati
Il riduttore a velocità singola funziona in modo più efficace se inserito in un sistema di azionamento coordinato. Di seguito sono illustrate due famiglie di prodotti comunemente utilizzate insieme a questo tipo di riduttore negli impianti di tessitura industriale.
Chi siamo
La gamma di produzione comprende riduttori agricoli, riduttori a vite senza fine, riduttori epicicloidali, alberi di presa di forza, cilindri idraulici, ingranaggi, catene e motori. Lo stabilimento di produzione è certificato ISO 9001:2015. La capacità di progettazione e produzione si estende agli assemblaggi di riduttori industriali e agricoli in ghisa sferoidale, ghisa grigia, acciaio fuso, acciaio fuso di precisione e alluminio fuso, insieme a ingranaggi, pignoni, riduttori a vite senza fine, pulegge, viti senza fine, alberi e componenti meccanici standard e non standard, prodotti su disegno del cliente o secondo standard dimensionali consolidati per programmi OEM e aftermarket di macchinari tessili e industriali in tutto il mondo.
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Redattore: PXY