浅谈薄膜收卷过程中的张力自动控制

2007/8/10 15:04:24

在薄膜的生产加工中，有放卷收卷等有关卷取操作的工序，此时，卷筒的直径是变化的，直径的变化会引起卷材张力的变化。张力过小，导致卷材松弛起皱，在横向上也会走偏。张力过大，导致卷材拉伸过度，在纵向上会出现张力线，在膜卷的表面上会出现隆起的筋条，甚至会使卷材变形断裂。因此，在卷取的过程中，为保证生产的效率和卷材的表面质量，保持恒定的张力是十分必要的。　　一、张力自动控制系统的分类　　在实际生产中，如果以中心收卷方式来卷取薄膜，膜卷的线速度是动态变化的，同时前面输送的薄膜的速度也是在改变着的，因而造成膜上的拉力是变化的，为了是薄膜的张力保持恒定，就必须使到卷筒的转速能够根据膜上张力的大小自动调整。按控制原理基本上可以分为开环控制和闭环控制两种。　　1．开环控制　　所谓开环控制就是在控制系统中，没有检测装置和反馈环节，或者只有检测装置而没有反馈环节的控制形式。　　2．闭环控制　　闭环控制就是具有检测装置和反馈环节的控制系统。闭环控制的随机性很强，具有较高的控制精度。闭环控制的方式很多，这里介绍一种以电位器作为检测元件控制电机频率的控制系统。　　二、张力自动控制原理　　开始时卷材作用在浮动辊上的拉力与辊自身的重力、气缸的推力相平衡，浮动辊处于中间的平衡位置。随着膜卷6直径的增大，卷材的线速度增大，这时作用在卷材上的拉力增大，浮动辊向上摆动，带动电位计5旋转。电位器是一个绕线电阻，当电位器旋转时，滑动触点的电压发生变化，并发出改变后的电压信号，送至控制电路，与给定电压信号相比较，经积分放大后，使电机的转速下降，卷材的张力恢复到给定值，浮动辊又回到原来的平衡位置。　　三、浮动辊的气动原理安装的注意事项　　浮动辊在张力的自动控制过程中起到检测张力变化的作用，同时浮动辊可以吸收或缓冲张力跳变对系统稳定性的影响。浮动辊正确的安装、使用对整个控制系统的反应灵敏度有很大的关系。下面是浮动辊系统的安装的一些需要注意的环节。　　1．张力辊在工作状态下只承受单向的压力，气缸可以单边接压缩气体，出气孔可以直通大气，这样只需要控制进气口的压力。气缸的出气孔安装一个节流阀，可以通过它来控制排气的速度，使气缸有一个背压，可以防止气缸前冲速度过快而产生冲击。　　2．气缸采用低摩擦缸，可以减小活塞跟缸体的摩擦力，提高气缸的反应灵敏度。当作用在浮动辊上的拉力有较小的波动时，也能够产生波动而引起电位器做出反应。　　3．减压阀必须采用精密减压阀。精密减压阀的稳压精度高，可以减小进气口气体压力的波动而引进摆辊的跳动而导致张力的变化。同时，当膜上的张力增大时，作用在左边向上的力矩大于右边的力矩时，气缸向下运动，则气缸进气口到减压阀之间的气体受到压缩，压力增大。精密调压阀有排气口，气体可以排出，可以使气缸内的气体压力保持不变。　　4．膜在浮动辊上的要有足够大的包角。如图3所示，薄膜在辊上的包角为α，膜上的张力在辊上的有效的合力FQ=PCOSα1+FCOSα2，且α1+α2=π-α，如果α越小，α1和α2越大，则FQ也会越小，因而必须有较大的张力变化才能引起浮动辊的摆动。　　5．浮动辊的摆动范围内安装机械限位装置。可以在气缸的行程的终点起到缓冲的作用，避免活塞在行程的终点撞击缸体，从而可以延长气缸的使用寿命。　　四、总结　　采用浮动辊间接进行张力检测的控制方案常用于薄膜收卷机等需要张力自动控制的场合。来自：广东金明塑胶设备有限公司作者：李子平

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