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 ngh ệ 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 ít, thường số trục in có thể là 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16. Vì lô 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 lượ ng, 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 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. Băng cao su Vải lót Vải in Hình11-1. Sơ đồ công nghệ in vải Để giữ cho lớ p 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 su ất P1 cần thiết để khắc phục lực ma sát giữa các trục in và quả lô in: 128 1000 . 11 1 ω M P = [kW] Vì M 1 = F.r 1 .µ 1 và 1 1 1 r v = ω Do đó 1000 .1000 . 11 1 111 1 vF r vrF P µµ == , [kW] (11-1) Trong đó M 1 - momen quay trục in, [Nm] ω 1 - tốc độ góc của trục in [rad/s] v 1 - tốc dộ dài của trục in [m/s] F - lực ép của trục in lên quả lô in [N] Hình 11. Phụ tải của động cơ truyền động chính máy in µ 1 - hệ số ma sát giữa trục in và quả lô in r 1 - bán kính trục in [m] 2) Công suất P 2 khắc phục lực ma sát giữa gông trục in và cổ trục in: 1000 1000 . 2222 2 vFM P µω == , [kW] (11-2) Trong đó: M 2 – mômen quay của cổ trục in, [Nm] v 2 – tốc độ dài của ngõng trục, [m/s] µ 2 – hệ số ma sát giữa ngõng trục và trục r 2 – bán kính ngõng trục in [m]. Vì 1 2 12 . d d vv = Nên 1 212 2 .1000 . d dvF P µ = , [kW] (11-3) 3) Công suất P 3 khắc phục lực ma sát giữa ngõng trục và trục của quả lô in. 1000 . 1000 . 333 3 vTM P == ω , [kW] (11-4) Trong đó: T – lực ma sát trên ngõng trục quả lô in, [N] v 3 – tốc độ dài của ngõng trục quả lô in, [m/s] 129 r 3 – bán kính ngõng trục, [m] Vì: 4 3 43 d d vv = Nên 4 34 3 .1000 d dvT P = , [kW] (11-5) ở đây: d 4 – đường kính quả lô in, [m] v 4 – 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 v 1 = v 4 = v – tốc độ của băng vải được in [m/s] thì công suất tổng của động cơ truyền động máy in là: ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ++= 4 3 1 2 21 .).(. 1000 d d d d Fx v P πµµ η [kW] (11-6) 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 giả m. 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 vi ệc, 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 M kđ ≥ 2,5M đm . 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 t ắc 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 1 Động 1-3. cơ Đ quay sẽ k thyristor cung cấp nguồn cho 5 động cơ Đ1 ÷ Đ5 (hình 11-4) mạch uếch đại thuật toán éo 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 gi ảm, từ thông động cơ tăng lên, tốc độ 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 Hình 11-3 Hệ thống đồng bộ tốc độ cao động cơ được nối theo sơ đồ cầu ch ỉnh 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 L k 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: 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 hi ệu 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 kh 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 D1 D2 TT4 D3 D4 D5 D6 D7 TN4 TT5 TN5 KL4 TT2 TT3 TT4 TT5 M1 KL1 KL1KL1 KL2 KL4 KL3 RN KL4KL2 RTh KL4 K1 K4 K5 K5 CM1 CM2 TT2 TN2 TT3 TN3 KL4 K2 K3 K3 CM3 N TRTr2 CM4 RTr1 RTr3 RTr4 RTT T KL5 M2 RTr1 RTh M3 RTr4 RTr3 RTr3 RTr1 RTr2 TN2 TN3 TN4 TN5 RTr2 RTr3 RTr2 KL4 K1 T CM4 RN1 RN2 RN3 RN4 RN5 KL3 N RTr4 M4 M5 C1 C2 KL1 K1 Lk Đg Ld K0 Đ1 Rh ĐOI TN NT BA2 CL2 RTr0 K0 K1 Đ2 K2 Đ3 K3 Đ4 K4 Đ5 K5 RTT CKĐ1 CKĐ2 CKĐ3 CKĐ4 CKĐ5 = HTĐK R14 - + A2 R12 R13 C2 R11 R10 LG RTr -E RTr0 R9 - + A1 R5 R6 C1 R3 R4 FT Đ1 R7 C3 Đ4 R8 R1 R16 R2 ĐQ ĐQ RN1 RN2 RN3 RN4 RN5 M D Đg Đg RTr ~ 220V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 RN1 RN2 RN3 RN4 RN5 - + Tr T4 ĐO C4 C3 D1 D2 TT4 D3 D4 D5 D6 D7 TN4 TT5 TN5 KL4 TT2 TT3 TT4 TT5 M1 KL1 KL1KL1 KL2 KL4 KL3 RN KL4KL2 RTh KL4 K1 K4 K5 K5 CM1 CM2 TT2 TN2 TT3 TN3 KL4 K2 K3 K3 CM3 N TRTr2 CM4 RTr1 RTr3 RTr4 RTT T KL5 M2 RTr1 RTh M3 RTr4 RTr3 RTr3 RTr1 RTr2 TN2 TN3 TN4 TN5 RTr2 RTr3 RTr2 KL4 K1 T CM4 RN1 RN2 RN3 RN4 RN5 KL3 N RTr4 M4 M5 C1 C2 KL1 K1 Lk Đg Ld K0 Đ1 Rh ĐOI TN NT BA2 CL2 RTr0 K0 K1 Đ2 K2 Đ3 K3 Đ4 K4 Đ5 K5 RTT CKĐ1 CKĐ2 CKĐ3 CKĐ4 CKĐ5 = HTĐK = HTĐK R14 - + A2 R12 R13 C2 R11 R10 LG RTr -E RTr0 R9 - + A1 R5 R6 C1 R3 R4 FT Đ1 R7 C3 Đ4 R8 R1 R16 R2 ĐQ ĐQ RN1 RN2 RN3 RN4 RN5 M D Đg Đg RTr ~ 220V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 RN1 RN2 RN3 RN4 RN5 - + Tr T4 ĐO C4 C3 Hình 11-4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động máy in hoa ELITEX 132 Điện áp ra U đk 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 U ng có cực tính như hình vẽ. Khi điện áp ra của bộ điều chỉnh tốc độ có trị số nhỏ thua giá trị U ng thì transisto T1 khóa. Khi điện áp đó lớn hơn U ng 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 Đ 1, 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 U cđ Muốn giảm tốc động cơ ấn M5 → động cơ xecvô kéo con trượt biến trở R1 di chuyển về phía giảm U cđ 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 tiế p điểm K 0 đảm bảo sự xác lập điện áp chỉnh lưu khi chưa có động cơ nào được nối vào bộ chỉnh lưu CL1. . 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. lô in: 128 1000 . 11 1 ω M P = [kW] Vì M 1 = F.r 1 .µ 1 và 1 1 1 r v = ω Do đó 1000 .1000 . 11 1 111 1 vF r vrF P µµ == , [kW] (11- 1) Trong đó M 1