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【要文】張力控制在卷曲設(shè)備中的重要性及應(yīng)用

2021-01-09 16:50:59 techmach 7819

       任何基材加工機(jī)器的起始點都是放卷,無論什么型式:帶軸型,無軸型、驅(qū)動或非驅(qū)動型,都可控制張力。  張力就是對線材、帶材的表面拉伸力,其常應(yīng)用在長材料的加工過程中,比如:紙、膠片、線、電纜、各種薄膜和繩等。

為什么設(shè)備要進(jìn)行張力控制

1、穩(wěn)定的傳送材料

防止橫向滑動

防止材料和輥子之間的滑動

防止波動

防止纏繞

如果材料張力比較小,則材料和輥子之間摩擦力減小,就會產(chǎn)生打滑。如果張力繼續(xù)減小,材料就會發(fā)生粘附和松弛,甚至材料會纏繞在輥子上,導(dǎo)致材料斷裂甚至機(jī)器損壞,

2、防止變形,否則會發(fā)生皺紋,收縮

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3、確保尺寸寬度、厚度、孔距、折痕等精度。主要是考慮張力不同會影響到材料的整個拉伸度不同,從而影響到最終產(chǎn)品的尺寸精度。

4、材料卷起,發(fā)生褶皺、橫向偏移、產(chǎn)生間隙、確保牢固性、確保卷徑


張力控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)


張力控制最基本的結(jié)構(gòu)如下圖,包括收卷、放卷和進(jìn)給驅(qū)動三個部分。整個系統(tǒng)的收放卷速度由進(jìn)給驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速來決定。下圖中的系統(tǒng)為傳統(tǒng)形態(tài)的張力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),采用了磁粉制動器和磁粉離合器的形式。

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在實際的工程應(yīng)用中,最常用的張力控制模式主要有以下兩種:

1、磁粉制動器(離合器)+張力控制器模式

磁粉制動器(離合器)是采用磁性鐵粉作為扭矩傳遞媒體,其扭矩特性與滑差無關(guān),其實際傳遞扭矩與勵磁電流成正比。

優(yōu)缺點:

張力控制比較穩(wěn)定,控制方式簡單。

在旋轉(zhuǎn)過程中,磁粉和旋轉(zhuǎn)軸一直處于摩擦狀態(tài),由于散熱的原因,無法實現(xiàn)高速的卷繞。隨著制動器溫度的升高,會出現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩下降的現(xiàn)象。

2、張力控制專用變頻器模式

張力控制器和卷筒驅(qū)動裝置結(jié)合為一體,節(jié)省安裝體積和成本。

張力控制方式

1、手動張力控制方式

手動張力控制就是在收卷和放卷過程中,通過人工分階段調(diào)整張力的幅值,以滿足不同階段的張力控制。

由于采用人工調(diào)節(jié),而且分不同的步長,其無法保證整個過程中張力的恒定。由于張力采用人工調(diào)節(jié),一般為電位器模式,其張力的調(diào)節(jié)精度比較差。一般應(yīng)用在張力控制精度要求不是很高,自動化程度要求不高的場合

2、卷徑檢測式張力控制方式

所謂卷徑檢測方式就是在變頻器收卷和放卷過程中,自動檢測卷徑的變化,并實時調(diào)整收卷和放卷的力矩的方法。其又稱為半自動式張力控制或者是張力開環(huán)控制。

問題:由于受到執(zhí)行機(jī)扭矩變化、線性和機(jī)械損耗等影響,張力絕對控制精度不高。

應(yīng)用場合:多用在用戶無法安裝張力反饋裝置的場合。

3、全自動張力控制方式

全自動張力控制方式實際上就是張力閉環(huán)控制,其對應(yīng)張力控制系統(tǒng)內(nèi)部有張力傳感器。其實際控制模式為張力的PID控制器。

優(yōu)缺點:

對于該種控制方式,當(dāng)PID參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)時,其跟蹤效果會比較差,特別是系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)一個比較大的擾動時,會出現(xiàn)一個很長的調(diào)節(jié)過程,影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定。

由于其進(jìn)行了張力的閉環(huán)控制,其可以實現(xiàn)高精度的張力控制。


作為卷曲行業(yè)知名廠商,鈦瑪科公司一直致力研究幫客戶解決在生產(chǎn)過程中遇到的張力控制問題,并為客戶提供多種張力型號的選擇:


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鈦瑪科張力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在造紙、塑料薄膜、包裝、印刷、紡織印染、衛(wèi)生用品、瓦楞紙等行業(yè)中。目前在鋰電池行業(yè),針對于隔膜、極片等生產(chǎn)線,廣泛應(yīng)用在涂布機(jī)、輥分、分切機(jī)、模切機(jī)、卷繞機(jī)、拉幅機(jī)等設(shè)備上。

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