【要文】张力控制在卷曲设备中的重要性及应用

2021-01-09 16:50:59 techmach 1175

       任何基材加工机器的起始点都是放卷,无论什么型式:带轴型,无轴型、驱动或非驱动型,都可控制张力。  张力就是对线材、带材的表面拉伸力,其常应用在长材料的加工过程中,比如:纸、胶片、线、电缆、各种薄膜和绳等。

为什么设备要进行张力控制

1、稳定的传送材料

防止横向滑动

防止材料和辊子之间的滑动

防止波动

防止缠绕

如果材料张力比较小,则材料和辊子之间摩擦力减小,就会产生打滑。如果张力继续减小,材料就会发生粘附和松弛,甚至材料会缠绕在辊子上,导致材料断裂甚至机器损坏,

2、防止变形,否则会发生皱纹,收缩

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3、确保尺寸宽度、厚度、孔距、折痕等精度。主要是考虑张力不同会影响到材料的整个拉伸度不同,从而影响到最终产品的尺寸精度。

4、材料卷起,发生褶皱、横向偏移、产生间隙、确保牢固性、确保卷径


张力控制系统基本结构


张力控制最基本的结构如下图,包括收卷、放卷和进给驱动三个部分。整个系统的收放卷速度由进给驱动电机的转速来决定。下图中的系统为传统形态的张力控制系统结构,采用了磁粉制动器和磁粉离合器的形式。

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在实际的工程应用中,最常用的张力控制模式主要有以下两种:

1、磁粉制动器(离合器)+张力控制器模式

磁粉制动器(离合器)是采用磁性铁粉作为扭矩传递媒体,其扭矩特性与滑差无关,其实际传递扭矩与励磁电流成正比。

优缺点:

张力控制比较稳定,控制方式简单。

在旋转过程中,磁粉和旋转轴一直处于摩擦状态,由于散热的原因,无法实现高速的卷绕。随着制动器温度的升高,会出现传递转矩下降的现象。

2、张力控制专用变频器模式

张力控制器和卷筒驱动装置结合为一体,节省安装体积和成本。

张力控制方式

1、手动张力控制方式

手动张力控制就是在收卷和放卷过程中,通过人工分阶段调整张力的幅值,以满足不同阶段的张力控制。

由于采用人工调节,而且分不同的步长,其无法保证整个过程中张力的恒定。由于张力采用人工调节,一般为电位器模式,其张力的调节精度比较差。一般应用在张力控制精度要求不是很高,自动化程度要求不高的场合

2、卷径检测式张力控制方式

所谓卷径检测方式就是在变频器收卷和放卷过程中,自动检测卷径的变化,并实时调整收卷和放卷的力矩的方法。其又称为半自动式张力控制或者是张力开环控制。

问题:由于受到执行机扭矩变化、线性和机械损耗等影响,张力绝对控制精度不高。

应用场合:多用在用户无法安装张力反馈装置的场合。

3、全自动张力控制方式

全自动张力控制方式实际上就是张力闭环控制,其对应张力控制系统内部有张力传感器。其实际控制模式为张力的PID控制器。

优缺点:

对于该种控制方式,当PID参数调节不当时,其跟踪效果会比较差,特别是系统内部出现一个比较大的扰动时,会出现一个很长的调节过程,影响整个系统的稳定。

由于其进行了张力的闭环控制,其可以实现高精度的张力控制。


作为卷曲行业知名厂商,钛玛科公司一直致力研究帮客户解决在生产过程中遇到的张力控制问题,并为客户提供多种张力型号的选择:


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钛玛科张力系统广泛应用在造纸、塑料薄膜、包装、印刷、纺织印染、卫生用品、瓦楞纸等行业中。目前在锂电池行业,针对于隔膜、极片等生产线,广泛应用在涂布机、辊分、分切机、模切机、卷绕机、拉幅机等设备上。

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