Энергосберегающие сервоприводы для неавтоматизированных швейных машин

Через десять лет самый распространенный ныне электропривод с фрикционными муфтами можно будет увидеть лишь на самых отсталых швейных предприятиях и в музеях!

Швейная промышленность стоит на пороге не слишком заметной, но очень важной технической революции в швейном оборудовании. Электропривод с фрикционными муфтами, который господствовал в промышленном швейном оборудовании почти сто лет, на наших глазах уступает место своему более юному электронному собрату.

В чем было достоинство уходящего привода? Он выполнял функцию изменения скорости вращения выходного вала простейшими механическими средствами. Его основная деталь – муфта с фрикционными накладками, которая может в зависимости от положения педали управления прижиматься то к тормозному кольцу, то к инерционному маховику асинхронного двигателя. Угловая скорость выходного вала изменяется за счет проскальзывания муфты относительно маховика. В предельных случаях муфта или остается неподвижной, прижимаясь пружиной к тормозному сектору, или вращается с максимальной скоростью асинхронного мотора, прижатая к его маховику. При всех достоинствах такого привода, он обладает и рядом принципиальных недостатков. Во-первых, ротор в нем вращается постоянно, вне зависимости от того шьет машина или нет, значит, имеет место постоянный расход электроэнергии. Во-вторых, если необходимо шить на малых угловых скоростях мотора, то муфта проскальзывает относительно маховика. Крутящий момент на выходном валу резко падает, а энергия вращения переходит в тепловую, фрикционные накладки подвергаются усиленному износу. В-третьих, скорость выходного вала не имеет однозначной зависимости от усилия нажима на педаль швейной машины: она изменяется от переменной внешней нагрузки, износа и нагрева фрикционных накладок. Тем не менее, конструкция электропривода с фрикционными муфтами была доведена до такой степени совершенства, что его цена была незначительной и приемлемой для потребителя, позволяя мириться с недостатками. К которым можно было легко добавить относительно большие габариты, наличие довольно значительных уровней шума и вибрации.

Но вот фирмы «Gemsy» и «Powermax» предлагают рынку свои новые разработки – линии электронных энергосберегающих сервоприводов для промышленного швейного оборудования. В них нет фрикционных муфт, нет вообще никаких муфт, отсутствуют контактные узлы, как в коллекторном моторе, регулирование скорости вращения выходного вала выполняется за счет частотного управления. К настоящему времени разработано несколько линий таких приводов, которые различаются по конструкции, мощности и частоте вращения.

Мотор серии GEM 522 фирмы «Gemsy» значительно меньше по габаритам своих фрикционных собратьев. Чтобы у потребителя не возникло подозрений в его работоспособности, он снабжен привычным большим кожухом, из которого выходят только шкив и рычаг задатчика скорости. На передней панели кожуха расположен двухразрядный дисплей и две тактильные кнопки. Этими средствами наладчик может отрегулировать мотор под свои задачи, а именно, установить направление вращения выходного вала, установить максимальную скорость вращения от 100 до 4000 об/мин с шагом 100 об/мин, и, наконец, ввести задержку в наборе заданной скорости. Последняя функция требует небольшого пояснения. Опытный оператор стремится вывести машину на максимальную скорость шитья как можно быстрее, но вот оператор с меньшим опытом работы предпочтет, чтобы в начале шитья машина сделала бы несколько оборотов на малой скорости. Это также желательно при шитье толстых пакетов полуфабрикатов - снижается обрывность ниток. Наладчик легко может выполнить эту регулировку, причем в довольно широких пределах.

Посмотрим на мотор без кожуха. Он поражает своими малыми габаритами и практической бесшумностью работы. При этом кроха обладает мощностью 600 Вт, то есть в полтора раза выше, чем наш старый знакомый привод с фрикционной муфтой. Кроме того, малые габариты означают, что электронный мотор может использоваться как встроенный и монтироваться непосредственно на главном валу швейной машины. Электронный мотор рассматриваемого типа обладает внутренней обратной связью, позволяющей ему работать без синхронизатора, четко отрабатывая частоту вращения, установленную через его задатчик педалью швейной машины.

Следующий привод, АН-WX 550, выполнен в двух корпусах. Первый включает мотор, а второй – блок управления. Блок управления этого привода универсальный и может использоваться как для моторов, размещаемых под столом промышленной швейной машины и имеющих ременную передачу на ее главный вал, так и для встроенных моторов, расположенных на главном валу. Привод обладает мощностью 550 Вт и работает на частоте вращения выходного вала до 6500 об/мин, то есть применим на самых высокобортных швейных машинах.

Фирма «Powermax», то есть «максимально мощная» - это лидер в производстве сервоприводов для швейных машин в Китае. Она успешно конкурирует с таким известным производителем автоматизированных приводов, как «Ho Hsing» из Тайваня.

Линии сервоприводов, предлагаемые этим производителем, наиболее совершенны. Приводы также выполнены в двух корпусах, могут снабжаться синхронизаторами, монтируемыми на главном валу швейной машины и предназначенными для останова машины с иглой в заданном положении. Они работают на частотах вращения до 5000 об/мин и комплектуются моторами мощностью 550 Вт или 750 Вт: АН 21-55 и АSU 21-75. Первый мотор может работать со всеми типами машин челночного, цепного и обметочного стежка, он обеспечивает крутящий момент до 3 Nm. Второй привод спроектирован специально для тяжелых машин, например, для обувных и кожгалантерейных. Его крутящий момент в 2,5 раза выше, чем у предыдущего. Это является наивысшим достижением швейного машиностроения.

А теперь поговорим о главном достоинстве электронного сервомотора. Он включается и работает только во время шитья. Это означает, что и электроэнергию он потребляет практически только во время шитья. Известно, что машинное время в общем времени выполнения швейной операции составляет 15-20 %. Более того, если оператор пошел покурить или попить кофе, не выключив электропривод, непроизводительный расход электроэнергии возростает еще сильнее. В случае с электронным мотором все не так. Несмотря на его повышенную мощность, он экономит до 60-80 % электроэнергии.

У такого привода есть еще одно достоинство. Даже на малых оборотах он обеспечивает практически максимальное значение своего крутящего момента до 3 Nm у АН 21-55 или до 8 Nm у АSU 21-75. В нем не тратится энергия на проскальзывание муфты - ее просто нет. Как нет и других изнашивающихся частей.

Наконец, мотор работает в однофазной сети при широком разбросе напряжения. Это означает, что швейные машины с таким мотором могут легко использоваться там, где нет силовой сети трехфазного тока. Его можно включить в обычную розетку. Этим он одинаково интересен как для крупных производств, так и для небольших швейных мастерских.

Теперь буквально одно, но очень важное замечание об экономике. Электронный мотор дороже своего собрата с фрикционными муфтами всего в полтора раза. На средней операции он позволяет экономить при действующих в России тарифах 10 рублей в смену. За год экономия при односменной работе швейного предприятия составит 2500 рублей, то есть он окупит себя менее, чем за год, и затем начнет приносить чистую прибыль.

На предприятии, имеющем 100 швейных машин снабженных энергосберегающими сервоприводами, через один год можно получать ежегодную экономию 250 тысяч рублей!

Рачительному хозяину впору задуматься о том, чтобы заменить весь парк своих моторов для промышленных швейных машин на электронные сервоприводы.

Автор: К. т. н. А. А. Ганулич

Вернуться к списку статей