Trang bị điện máy in vải
Đặc điểm công nghệ Phân xưởng in nhuộm là một trong những công đoạn cuối cùng của nhà máy dệt trước khi cho ra thành phẩm. Vải sau khi đã được tẩy trắng hoặc đã nhuộm màu được đưa đến máy in vải. Công đoạn in vải được thực hiện theo nguyên tắc sau: Vải được trải căng trên quả lô in, còn các trục in 2 mang hồ in lăn trên quả lô in 1 và in màu lên vải. Sơ đồ mô tả công nghệ in vải được trình bày trên hình 11-1. Mỗi trục in lấy hồ...
127
Chương 11
TRANG BỊ ĐIỆN MÁY IN VẢI
11-1. Đặc điểm công nghệ
Phân xưởng in nhuộm là một trong những công đoạn cuối cùng của nhà
máy dệt trước khi cho ra thành phẩm. Vải sau khi đã được tẩy trắng hoặc đã
nhuộm màu được đưa đến máy in vải.
Công đoạn in vải được thực hiện theo nguyên tắc sau:
Vải được trải căng trên quả lô in, còn các trục in 2 mang hồ in lăn trên quả
lô in 1 và in màu lên vải. Sơ đồ mô tả công nghệ in vải được trình bày trên
hình 11-1.
Mỗi trục in lấy hồ ở máy hồ 5
nhờ trục lấy hồ 4. Tùy thuộc
vào số lượng màu in trên vải
mà số trục in có thể nhiều hoặc Băng cao su
ít, thường số trục in có thể là 2, Vải lót
4, 6, 8, 10, 12, 16. Vì lô in Vải in
bằng thép cứng nên không thể
quấn trực tiếp vải lên lô để in
được, nên vải in được lót bằng
một lớp vải cao su. Ngoài ra để
đảm bảo chất lượng, vải in còn
được được lót bằng một lớp vải
lót.
Các lớp vải in, vải lót và cao
su trước khi vào và sau khi ra
khỏi lô in đều đi qua các hệ
thống giá căng và vuốt mép Hình11-1. Sơ đồ công nghệ in vải
vải. Lớp vải cao su sau khi đi
ra khỏi lô in được quay trở lại vị trí ban đầu. Lớp vải lót được tách ra khỏi
máy ngay trước buồng sấy. Lớp vải in sau khi đã in xong được đi qua buồng
sấy để làm khô.
Để giữ cho lớp vải in hoàn toàn nằm giữa bề rộng của lớp vải lót cũng như
lớp vải cao su, ở máy in có bố trí một hệ thống tự động điều chỉnh mép vải.
Sau khi đi ra khỏi buồng sấy thì thành phẩm hoàn chỉnh là vải hoa.
11-2. Xác định phụ tải của động cơ truyền động chính máy in
Phụ tải của động cơ truyền động chính máy in gồm có 4 thành phần:
1) Công suất P1 cần thiết để khắc phục lực ma sát giữa các trục in và quả
lô in:
128
M 1 .ω1
P1 = [kW]
1000
v1
Vì M1= F.r1.µ1 và ω1 =
r1
F .r1 .v1 .µ1 F .µ1 .v1
Do đó P1 = = , [kW] (11-1)
1000.r1 1000
Trong đó
M1- momen quay trục in, [Nm]
ω1- tốc độ góc của trục in [rad/s]
v1- tốc dộ dài của trục in [m/s]
F - lực ép của trục in lên quả lô in [N]
µ1- hệ số ma sát giữa trục in và quả lô
in
r1- bán kính trục in [m]
Hình 11. Phụ tải của động cơ truyền
động chính máy in
2) Công suất P2 khắc phục lực ma sát giữa gông trục in và cổ trục in:
M 2 .ω 2 F .µ 2 .v 2
P2 = = , [kW] (11-2)
1000 1000
Trong đó:
M2 – mômen quay của cổ trục in, [Nm]
v2 – tốc độ dài của ngõng trục, [m/s]
µ2 – hệ số ma sát giữa ngõng trục và trục
r2 – bán kính ngõng trục in [m].
d2
Vì v 2 = v1 .
d1
F .µ 2 .v1 .d 2
Nên P2 = , [kW] (11-3)
1000.d1
3) Công suất P3 khắc phục lực ma sát giữa ngõng trục và trục của quả lô in.
M 3 .ω 3 T .v3
P3 = = , [kW] (11-4)
1000 1000
Trong đó:
T – lực ma sát trên ngõng trục quả lô in, [N]
v3 – tốc độ dài của ngõng trục quả lô in, [m/s]
129
r3 – bán kính ngõng trục, [m]
d3
Vì: v3 = v 4
d4
T .v 4 .d 3
Nên P3 = , [kW] (11-5)
1000.d 4
ở đây:
d4 – đường kính quả lô in, [m]
v4 – tốc độ dài quả lô in, [m/s]
4) Công suất cần thiết để khắc phục lực ma sát trong bộ truyền được xác
định bởi hiệu suất của bộ truyền và nếu chú ý rằng v1= v4= v – tốc độ của
băng vải được in [m/s] thì công suất tổng của động cơ truyền động máy in
là:
v ⎡ d2 d3 ⎤
P= ⎢ x.F ( µ1 + µ 2 . ) + π . ⎥ [kW] (11-6)
1000η ⎣ d1 d4 ⎦
ở đây: x – số trục in.
Từ công thức trên ta thấy rằng phụ tải của động cơ truyền động máy in
tăng khi tăng số trục in, lực ép lên quả lô in, tốc độ của máy và lực ma sát ở
cổ trục. Phụ tải giảm khi tăng đường kính của trục in và quả lô in. Ngoài ra,
công suất còn phụ thuộc vào sự bố trí các trục in. Khi bố trí các trục in đối
xứng thì công suất giảm.
11-3 Yêu cầu đối với hệ thống truyền động điện
Phạm vi điều chỉnh tốc độ của máy in là D = (6÷ 10)/1. Tốc độ thấp nhất là
7 ÷ 15 m/ph; tốc độ cao nhất không nhỏ hơn 70m/ph (máy một trục in có thể
đạt tới 100m/ph). Điều chỉnh tốc độ cần êm, trơn.
Động cơ truyền động máy in cần có đặc tính cơ có độ cứng cao, vì trong
thời gian làm việc, áp lực lên quả lô in có thể thay đổi, dẫn đến thay đổi
mômen quay. Tốc đô động cơ khi đó cần thay đổi ít.
Để đảm bảo khởi động bình thường, máy in hoa cần mômen khởi động lớn
Mkđ ≥ 2,5Mđm.
Máy cần dừng nhanh. Nếu không hãm dừng nhanh có thể gây ra phế phẩm
vải nhiều, giảm năng suất.
Hệ thống điều khiển máy tiện lợi và thích hợp, đảm bảo thao tác dễ dàng.
11-4 Sơ đồ điều khiển hệ thống truyền động chính máy in hoa ELITEX
Để truyền động cho máy in hoa Elitex, sử dụng 5 động cơ điện một chiều
cấp điện từ một bộ biến đổi Thyristor. Động cơ ĐM1 có công suất 31kW
truyền động quay quả lô in. Tốc độ in của máy tương ứng với tốc độ quay
của động cơ, có thể điều chỉnh từ 30m/ph đến 60m/ph. Tốc độ in trong quá
trình làm việc được duy trì không đổi.
130
Động cơ ĐM2, ĐM3 làm nhiệm vụ kéo lớp vải lót, có công suất 2kW.
Động cơ ĐM4, ĐM5 để kéo vải in. Các động cơ điện ĐM1 ÷ ĐM5 được
đóng và cắt khỏi nguồn nhờ các công tăc tơ KL, KT. Để đảm bảo tự đồng bộ
tốc độ của các lớp vải in, vải lót, vải cao su trước và sau quả lô in, trên máy
có đặt bốn giá căng trùng làm việc theo cùng một nguyên tắc là điều khiển
từ thông các động cơ ĐM2 ÷ ĐM5, sơ đồ nguyên lý của hệ thống tự động
đồng bộ tốc độ ở hình 11-3.
Động cơ Đ quay sẽ
kéo trục I quay , trục
II hoàn toàn tự do.
Nếu vì một nguyên
nhân nào đó mà vải bị
căng (có nghĩa là tốc
độ động cơ ĐM2 lớn)
thì trục II được nâng
lên và điện trở R
giảm, từ thông động
cơ tăng lên, tốc độ Hình 11-3 Hệ thống đồng bộ tốc độ cao động cơ
động cơ giảm xuống
và vải sẽ chùng lại. Nếu vải bị chùng thì ngược lại, trục II được hạ xuống
điện trở R tăng lên, từ thông động cơ giảm làm tôc độ động cơ tăng.
Bộ chỉnh lưu thyristor cung cấp nguồn cho 5 động cơ Đ1 ÷ Đ5 (hình 11-4)
được nối theo sơ đồ cầu chỉnh lưu không đối xứng gồm ba điôt Đ1, Đ2, Đ3
và 3 thyristor T1, T2, T3 có van đệm Đ, không có biến áp đầu vào. Đầu vào
bô chỉnh lưu là aptomat tổng AT, tiếp điểm động lực của công tắc tơ Đg, ba
cuộn kháng Lk có chức năng hạn chế tốc độ tăng dòng điện anốt di/dt.
Hệ truyền động điện là hệ thống kín với hai mạch vòng điều chỉnh: mạch
vòng điều chỉnh dòng điện và mạch vòng tốc độ. Bộ điều chỉnh dòng điện có
cấu trúc PI thực hiện trên cơ sở khuếch đại thuật toán A2 và mạch phản hồi
R13, C2. Hai tín hiệu điện áp đặt tới đầu vào bộ điều chỉnh dòng điện: tín
hiệu điện áp chủ đạo là tín hiệu ra của bộ điều chỉnh tốc độ đặt vào qua điện
trở R10 và tín hiệu phản hồi tỉ lệ với dòng điện phần ứng động cơ được thực
hiện bởi khối đo dòng điện ĐOI. Điện áp đầu vào bộ đo dòng điện , là điện
áp lấy trên điện trở R11 và tỉ lệ với dòng điện phần ứng.
Bộ điều chỉnh tốc độ có cấu trúc PI thực hiện bằng khuếch đại thuật toán
A1 và mạch phản hồi R6, C1. Điện áp chủ đạo (tín hiệu đặt tốc độ động cơ)
lấy từ chiết áp R1 đặt lên điện trở R3. Điện áp phản hồi tốc độ lấy từ máy
phát tốc FT qua điện trở R4 đưa tới đầu vào bộ điều chỉnh tốc độ.
131
Đg
K1 R8 Đ4 +
Lk Tr R16
R7 C3
BA2 ĐQ ĐQ
R3 R1 -
C1 R6
CL2 C2 R13
R5 R4
=
HTĐK
R14 -
R12 R10 R9
A1
-
A2
+ + R2
R11 RTr0
FT
K0 Ld ĐOI LG
Rh -E RTr Đ1
RTr0 K0 1
T N N T M1
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 KL1
2
KL1 KL1
RTT 3
KL4 KL2
4
CKĐ1 RN1 K1 KL3
RN
Đ1 5
KL2 RTh KL4
6
CKĐ2 RN2 K2 KL4 K1
7 CM1
Đ2 KL1
CM2 TT4 K4
8
CKĐ3 RN3 K3
TN4
Đ3 9 K5
10 TT5
CKĐ4 RN4 K4
11 TN5
Đ4
KL4 K5
12
CKĐ5 RN5 K5 K2
CM3 TT2
Đ5 13
TN2
14 K3
TT3
15
RN1 RN2 RN3 RN4 RN5
TN3
16
KL4 K3
~ 220V Đg M 17
D
N RTr2 T
18
Đg CM4 RTr1 RTr3 RTr4 RTT T KL5
19
M2
RTr1 RTh
20
M3 RTr4 RTr3 RTr1
T4 21
ĐO TT2 RTr2
RTr3
22
C3 C4 TT3
23
TT4
RTr 24
TT5
25
TN2 RTr2 KL4 RTr3
26
TN3
27
TN4
28
TN5 RTr2 K1 T N
29
CM4 RN1 RN2 RN3 RN4 RN5 KL3 RTr4
30
M4 C1
31
M5 C2
32
Hình 11-4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động máy in hoa ELITEX
132
Điện áp ra Uđk của bộ điều chỉnh dòng điện đặt vào bộ tạo xung HTĐK để
mở thyristor. Các xung điều khiển thông qua biến áp xung tới điều khiển các
thyristor.
Dòng điện động cơ được hạn chế nhờ hạn chế điện áp đầu ra của bộ điều
chỉnh tốc độ, thực hiện bởi một khâu gồm transisto T1, điôt Đ4, điện trở R7,
R8, R16. Trên chiết áp R16 đặt một điện áp ngưỡng Ung có cực tính như
hình vẽ. Khi điện áp ra của bộ điều chỉnh tốc độ có trị số nhỏ thua giá trị Ung
thì transisto T1 khóa. Khi điện áp đó lớn hơn Ung thì T1 thông, điện áp ra
của bộ điều chỉnh tốc độ được duy trì ở mức điện áp ngưỡng.
Đóng nguồn xoay chiều cho bộ chỉnh lưu CL1 nhờ ấn nút M(18). Nếu tất
cả các rơle nhiệt không tác động thì Đg(18) =1 → các bộ chỉnh lưu CL1,
CL3 được cấp điện; tụ C4(23) được nạp điện và khi điện áp trên C4 vượt
quá trị số ổn áp của điôt ĐO(22) → T4 thông → rơle trung gian RTr(24) =1
→ đóng tiếp điểm cho mạch tạo xung; cấp nguồn một chiều cho mạch điều
khiển, cho phép mạch tạo xung phát xung cho các thyristor.(không thể hiện
trên sơ đồ). Điện áp ra của bộ chỉnh lưu CL1 sẽ thay đổi tùy thuộc vào độ
lớn của điện áp chủ đạo lấy trên điện trở R1.
Khi dừng ấn nút dừng D, công tắc tơ Đg(18) = 0 → cắt nguồn cấp cho
CL1; rơle RTr1(24) =0 → cắt mạch tạo xung và động cơ dừng.
Trong quá trình làm việc, nếu một trong các rơle nhiệt RN1 ÷ RN5 → quá
trình dừng tương tự như trên.
Nguyên lý làm việc của sơ đồ điều khiển tự động đảm bảo hai chế độ làm
việc tự động và chế độ thử máy.
◙ Ở chế độ làm việc tự động: đóng công tắc chuyển mạch CM1, CM2,
CM3, CM4.
Ấn nút M1(2) → KL1(2) =1 → KL1(3) =1 → KL2(4) =1 → KL2(6) =1;
KL1(7-8) =1 → đóng mạch chuẩn bị cho máy làm việc. KL3(5) = 1 →
KL3(30) =1 → RTr4(30) = 1 → RTr4(19) =1 và RTr4(21) =1.
Ấn nút M3(21) → RTr(21) =1 → RTr(20) =1 → RTh(20) =1 và KL5(19)
=1. RTh((6) =1 → KL4(6) =1 → KL4(7) =1 → K1(7) =1; KL4(12) =1 →
K5(12) =1 → K5(9-10) =1 → K4(8) =1; KL4(17) =1→ K3(17) =1 →
K3(14-15) =1 → K2(13) =1. Kết quả K1, K2, K3, K4 và K5 đóng điện cho
các động cơ Đ1, Đ2, Đ3, Đ4, Đ5 từ bộ chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiển.
Muốn tăng tốc động cơ ấn M4 → động cơ xecvô kéo con trượt biến trở R1
di chuyển về phía tăng Ucđ
Muốn giảm tốc động cơ ấn M5 → động cơ xecvô kéo con trượt biến trở R1
di chuyển về phía giảm Ucđ
Công tắc tơ T luôn luôn có điện để đảm bảo điện áp đầu ra bộ chỉnh lưu
đặt lên phần ứng các động cơ có chiều tương ứng với quá trình in vải.
133
◙ Chế độ thử máy có thể thực hiện: chạy thử riêng, chạy thuận hoặc chạy
ngược các động cơ truyền động cho các bộ phận máy. Ở chế độ chạy thử đặt
công tắc CM4 ở vị trí mở, lúc đó rơle RTh(20) =0 và KL4(6) =0.
Khi cần chạy thử riêng động cơ kéo vải in Đ4 đặt ở phía đầu buồng sấy,
ấn TT4(24) → rơle RTr2(22) =1, ấn nút TT4(8) → K4(8) → động cơ Đ4
quay. Nếu ấn TT5(11) → K5(12) =1 và K4(8) =1 → hai động cơ Đ4 và Đ5
chạy.
◙ Để đảo chiều quay Đ4 và Đ5 trong cả hai trường hợp: chỉ riêng động cơ
Đ4 hoặc cả hai, ấn nút TN4 hoặc TN5. Khi đó rơle RTr3(26) =1, RTr2(22)
=0 → RTr2(18) = 0 → T(18) =0 → N(29) =1. Điện áp đặt lên phần ứng các
động cơ bị đảo dấu, đồng thời tương ứng hai công tắc tơ K4 đóng hoặc K4
và K5 có điện → Đ4 và Đ5 quay ngược.
Tương tự có thể thử các động cơ kéo vải lót ĐM2, ĐM3 bằng các nút ấn
TT2, TT3 và TN2, TN3.
◙ Trong quá trình sản xuất, công nhân muốn dừng toàn máy có thể ấn một
trong các nút ấn dừng D1 ÷ D8 được bố trí ở các vị trí thao tác dọc theo
máy. Khi làm việc ở chế độ làm việc tự động, cũng có thể dừng máy bằng
các nút ấn D9 ÷ D15.
Trong sơ đồ có các liên động và bảo vệ sau: khi mất điện áp kích từ, rơle
kiểm tra thiều từ thông RTT nhả → KL5(19) =0 → RTh(20) =0 → KL4(6)
=0 → K1(7) =0 và K5(12) =0 → Đ1 ÷ Đ5 bị cắt nguồn.
Trong quá trình làm việc, một trong các động cơ quá tải → RN1 ÷ RN5 tác
động → RTr4(30) =0 → quá trình xảy ra tương tự.
Điện trở R được nối vào đầu vào bộ chỉnh lưu CL1 bằng tiếp điểm K0 đảm
bảo sự xác lập điện áp chỉnh lưu khi chưa có động cơ nào được nối vào bộ
chỉnh lưu CL1.
