St´avaj´ıc´ı pohon JT je ˇreˇsen centr´aln´ım asynchronn´ım elektromotorem, jehoˇz ot´aˇcky lze ˇr´ıdit frekvenˇcn´ım mˇeniˇcem. Tento motor poh´an´ı radi´aln´ı vaˇcku, kter´a ovl´ad´a souˇcasnˇe obˇe JT. Profil vaˇcky urˇcuje zdvihov´e z´avislosti a mechanicky zajiˇst’uje vz´ajemnou synchronizaci JT.
V´yhodou vaˇckov´eho mechanismu je jeho jednoduchost a robustnost, coˇz je d´ano t´ım, ˇze tento princip je pouˇz´ıv´an jiˇz od doby, kdy byla metoda ˇsit´ı s plovouc´ı jehlou patentov´ana (30. l´eta). Podstatn´e je, ˇze ´udrˇzba a seˇr´ızen´ı nevyˇzaduje pˇr´ıliˇs kvalifikovanou obsluhu, jelikoˇz kl´ıˇcov´e mechanick´e souˇc´asti vyˇzaduj´ı kv˚uli opotˇreben´ı pomˇernˇe ˇcastou v´ymˇenu.
M´ırn´y n´ar˚ust v˚ul´ı vlivem opotˇreben´ı nem´a sice z´asadn´ı vliv na pˇresnost stroje, v´yraznˇe se t´ım vˇsak zvyˇsuje jeho hluˇcnost. Nutnost dodrˇzov´an´ı hygienick´ych limit˚u na pracoviˇsti po-tom vede na sniˇzov´an´ı rychlosti stroje, coˇz m´a samozˇrejmˇe neˇz´adouc´ı vliv na produktivitu v´yroby.
Na obr´azku 1.3 je uveden model vaˇckov´eho mechanismu pohonu JT. Z nˇeho je zˇrejm´e, ˇze pˇrestoˇze je tˇreba pohybovat pouze jehlou, kter´a sama v´aˇz´ı nˇekolik gram˚u, samotn´e hnac´ı mechanismy jsou v˚uˇci jehle mnohon´asobnˇe rozmˇernˇejˇs´ı a tˇeˇzˇs´ı, coˇz je jednou z pˇrek´aˇzek pro zv´yˇsov´an´ı v´ykonu stroje. Pro provoz na vyˇsˇs´ıch rychlostech by souˇc´asti mechanismu
musely b´yt dimenzov´any na vˇetˇs´ı dynamick´a zat´ıˇzen´ı, ˇc´ımˇz by jejich hmotnosti a momenty setrvaˇcnosti jeˇstˇe v´ıce narostly a t´ım by se ne´umˇernˇe zv´yˇsily n´aroky na v´ykon pohonu.
Hmotnosti pˇrevod˚u by bylo moˇzn´e redukovat sniˇzen´ım vzd´alenosti mezi pohonem a jeheln´ı tyˇc´ı, tato vzd´alenost je vˇsak d´ana potˇrebnou d´elkou ramene ˇsic´ıho stroje. Pro ˇsic´ı stroje s pevnou jehlou pˇripad´a v ´uvahu um´ıstˇen´ı pohonu pˇr´ımo do ramene, coˇz je u stroj˚u s plovouc´ı jehlou podm´ınˇeno schopnost´ı pˇresn´e synchronizace dvojice pohon˚u. Ta se objevila aˇz s pˇr´ıchodem elektronicky ˇr´ızen´ych servopohon˚u a vzhledem k jejich cenˇe byla pro nasazen´ı v textiln´ım pr˚umyslu dlouhou dobu nezaj´ımav´a.
Obr´azek 1.3: Model st´avaj´ıc´ıho mechanismu, pˇrevzato z [1]
Kapitola 2
N´ ahrada pohonu mechatronick´ ym uzlem
2.1 Varianty generov´ an´ı line´ arn´ıho pohybu
Jak jiˇz bylo naznaˇceno, nem´a souˇcasn´a konstrukce pohonu potenci´al pro dalˇs´ı zvyˇsov´an´ı v´ykonu stroje pˇri zachov´an´ı pˇr´ıpustn´e hluˇcnosti, tud´ıˇz bylo nutn´e celou konstrukci pˇrepracovat s vyuˇzit´ım modern´ıch prostˇredk˚u elektrick´ych pohon˚u. Existuj´ı v podstatˇe dva zp˚usoby, jak´ymi lze generovat vratn´y line´arn´ı pohyb JT:
1. Line´arn´ı motor, kter´y nevyˇzaduje dalˇs´ı pˇrevody, ale m´a nev´yhodn´y pomˇer vlastn´ı hmotnosti v˚uˇci hmotnosti poh´anˇen´e JT, tud´ıˇz by jeho provoz byl energeticky zbyteˇcnˇe n´aroˇcn´y. Vysok´a cena tak´e nen´ı pˇr´ızniv´a.
2. Rotaˇcn´ı motor s mechanick´ym pˇrevodem na line´arn´ı pohyb, coˇz je sice v podstatˇe tot´eˇz, jako je st´avaj´ıc´ı ˇreˇsen´ı s vaˇckou, zde by se ovˇsem jednalo o dvojici ˇr´ızen´ych pohon˚u se servomotorem nebo krokov´ym motorem pro kaˇzdou JT zvl´aˇst’.
To umoˇzn´ı um´ıstit pohon do bezprostˇredn´ı bl´ızkosti JT, ˇc´ımˇz se v´yraznˇe redukuje hmota pˇrevod˚u. Cena je d´ana pˇredevˇs´ım zvolenou variantou motoru.
Pˇri volbˇe nov´e konstrukce byla d´ana pˇrednost druh´e variantˇe, kter´a d´av´a vˇetˇs´ı prostor k experimentov´an´ı s r˚uzn´ymi druhy a typy rotaˇcn´ıch motor˚u, jelikoˇz pˇri pˇr´ıpadn´e v´ymˇenˇe staˇc´ı upravit mont´aˇzn´ı pˇr´ırubu, zbytek konstrukce nen´ı tˇreba mˇenit. To umoˇzn´ı vyr´abˇet v´ıce variant ˇsic´ıho stroje podle toho, zda bude preferov´an v´ykon nebo cena, pˇriˇcemˇz je-din´ym rozd´ılem bude osazen´y pohon a jeho ˇr´ızen´ı.
Pˇrevod rotaˇcn´ıho pohybu na vratn´y line´arn´ı pohyb lze opˇet zajistit nˇekolika zp˚usoby.
Pokud pomineme vaˇckov´y mechanismus, kter´y je snaha odstranit, nab´ız´ı se dvˇe pouˇziteln´e varianty:
1. Klikov´y mechanismus, kdy ke kˇriˇz´aku, um´ıstˇen´emu excentricky v˚uˇci ose kliky, je pˇripevnˇena JT. Potˇrebn´y zdvih je generov´an pouze poot´aˇcen´ım kliky v˚uˇci poloze,
v n´ıˇz je klika kolm´a k rovinˇe pohybu kˇriˇz´aku, resp. ose jeheln´ı tyˇce. Nev´yhodou tohoto ˇreˇsen´ı je nekonstantn´ı pˇrevod, kter´y m˚uˇze zp˚usobit urˇcit´e obt´ıˇze pˇri ˇr´ızen´ı pohonu, i kdyˇz v ´uvrat´ıch vlivem promˇenn´eho pˇrevodu doch´az´ı k redukci momentu setrvaˇcnosti z´atˇeˇze, coˇz je jev pˇr´ızniv´y. V´yhodami je naopak tuhost pˇrevodu a mal´y z´astavn´y prostor.
2. ˇRem´ınkov´y pˇrevod, kdy ˇrem´ınek, napnut´y mezi dvojic´ı ˇremeniˇcek, z nichˇz jedna je hnan´a, un´aˇs´ı JT. V´yhodou je konstantn´ı pˇrevod, coˇz usnadˇnuje ˇr´ızen´ı pohonu, protoˇze nedoch´az´ı ke kol´ıs´an´ı redukovan´eho momentu setrvaˇcnosti z´atˇeˇze, a tak´e niˇzˇs´ı tuhost ˇrem´ınku, kter´a m´a pˇr´ızniv´y ´uˇcinek na potlaˇcov´an´ı r´az˚u a t´ım na sn´ıˇzen´ı hluˇcnosti. Na druhou stranu m˚uˇze poddajnost ˇrem´ınku zp˚usobovat kmity v ´uvrat´ıch a t´ım zhorˇsovat pˇresnost. Praktick´ym omezen´ım pouˇzitelnosti t´eto varianty je fakt, ˇze ˇrem´ınkov´y pˇrevod zauj´ım´a vˇetˇs´ı z´astavn´y prostor a nehod´ı se do zaveden´e konstrukce ˇsic´ıho stroje.
Na pracoviˇsti KTS FS TUL byla v r´amci v´yzkumu [2] ovˇeˇrena funkce obou variant pˇrevodu, pˇriˇcemˇz ze strany zadavatele byla d´ana pˇrednost pˇrevodu klikov´ym mechanis-mem a to zejm´ena z d˚uvodu ´uspory z´astavn´eho prostoru v˚uˇci ˇrem´ınkov´emu pˇrevodu.
Model navrˇzen´eho klikov´eho mechanismu je uveden na obr´azku 2.1.
Obr´azek 2.1: Model klikov´eho mechanismu, pˇrevzato z [2]