薄膜收卷機(jī)的操作機(jī)理及張力控制

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1、v1.0可編輯可修改 一、薄膜收卷的機(jī)理 1張力檢測(cè)輻 此輻是控制薄膜收卷時(shí)合理張力的主要部件，通常薄膜的張力通過張力輻兩端軸承下方的壓 力傳感器進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的信號(hào)通過電子線路，控制收卷電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以保證適當(dāng)?shù)氖站韽? 力。 2展平輻 使薄膜展平，消除薄膜在拉伸應(yīng)力作用下產(chǎn)生的一些縱向皺紋。 3跟蹤輻 在收卷機(jī)卷芯的前面裝有一個(gè)可以改變位置的跟蹤輻（也稱壓緊輻），其主要作用是將薄膜 壓靠在收卷卷芯上，實(shí)行接觸收卷或小間隙收卷，以將平整的薄膜迅速地轉(zhuǎn)到卷芯上，實(shí)現(xiàn) 平整收卷的目的。同時(shí)，借助跟蹤輻對(duì)母卷施加一定的壓力，及時(shí)排除收卷時(shí)膜層間的空氣， 使母卷不變松。一般使

2、用跟蹤輻后母卷中的空氣含量可減至12%H18% 4收卷輻 由收卷電機(jī)驅(qū)動(dòng)，收卷速度的控制系統(tǒng)與拉伸機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，與拉伸機(jī)同步，受張力控 制器的反饋控制。 5轉(zhuǎn)盤與空卷芯 當(dāng)薄膜卷滿一個(gè)芯軸后，不答應(yīng)停機(jī)更換卷芯，因此轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)回180。，母卷轉(zhuǎn)離出來，空卷 芯進(jìn)入收卷位置，然后切斷薄膜，將薄膜貼在新的卷芯上，繼續(xù)進(jìn)行收卷。 二、薄膜張力對(duì)收卷質(zhì)量的影響 為了牽引薄膜并將其卷到卷芯上，必須給薄膜施加一定拉伸并張緊的牽引力，其中張緊薄膜的力即為張力。通常由于薄膜的材料厚度及性能不同，以及選用的收卷方式也有不同，張力的大小可設(shè)定為100?600N之間。 收卷張力的大小直接影響產(chǎn)品收

3、卷的質(zhì)量及收得率。張力過大，收卷過緊，薄膜輕易產(chǎn)生皺 紋；張力不足，帶入膜層的空氣量過多，母卷薄膜的密度小，薄膜輕易在芯卷上產(chǎn)生軸向滑移及嚴(yán)重的錯(cuò)位，以至造成無法卸卷。分切時(shí)放卷軸產(chǎn)生大幅度擺動(dòng)，影響分切薄膜的質(zhì)量。所以收卷機(jī)必須具有良好的張力控制系統(tǒng)。 三、收卷輻的控制系統(tǒng) 收卷輻的控制主要包括速度控制和張力控制兩部分。薄膜收卷時(shí)，隨著母卷直徑增大，假如 收卷輻的轉(zhuǎn)速仍然不變，則隨著收卷線速度的增大，必然引起收卷張力的遞增，（因?yàn)閺臓? 引裝置送出的薄膜速度是不變的），這樣不僅會(huì)造成膜卷的內(nèi)松外緊，外層薄膜把內(nèi)層薄膜壓皺，而且分切時(shí)也會(huì)增加復(fù)卷難度，影響分切質(zhì)量。因此，收卷輻的收卷轉(zhuǎn)

4、速必須隨著母 卷直徑的增大而減小。 收卷輻的控制方案主要有以下三種： 1采用張力傳感器直接進(jìn)行張力檢測(cè)的控制方案 張力傳感器安裝在張力檢測(cè)輻的軸承下面，將檢測(cè)到的薄膜張力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送到張力調(diào) 節(jié)器中，與原設(shè)定的張力信號(hào)比較后，進(jìn)行PID計(jì)算，然后輸入收卷電機(jī)控制器，達(dá)到控 制收卷輻轉(zhuǎn)速的目的。 一般收卷輻的線速度設(shè)定為牽引機(jī)輸出速度的105%-110%實(shí)際上，由于薄膜的彈性及張力 力矩的影響，收卷幅的線速度不會(huì)超過牽引機(jī)的輸出速度。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是控制精度高，動(dòng)態(tài)性能好，適用范圍廣。 2采用浮動(dòng)輻間接進(jìn)行張力檢測(cè)的控制方案 本方案是在跟蹤輻前裝一套浮動(dòng)輻，浮動(dòng)輻的位置用

5、一個(gè)電位器進(jìn)行檢測(cè)，張力控制的方式 是靠維持浮動(dòng)輻的位置盡量不變來保持張力的恒定。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以很少采用。 3采用磁粉離合器控制輸入收卷輻的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，以達(dá)到張力穩(wěn)定的控制方案磁粉離合器由主動(dòng)部分和從動(dòng)部分組成，通過萬向聯(lián)軸器等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與收卷輻相連，中間填入微細(xì)鐵磁粉 作為力矩傳遞媒介。激磁線圈通入一定電流形成磁場(chǎng)。磁粉被磁化。磁化后的磁粉互相吸引而形成鏈條狀排列。主動(dòng)部分以恒速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，破壞磁粉鏈之間的聯(lián)接力而形成圓周切向力。 該切向力與磁粉圈半徑的乘積便是驅(qū)動(dòng)從動(dòng)部分收卷的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，實(shí)現(xiàn)在連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)中將輸 出力矩從主動(dòng)部分耦合到從動(dòng)部分。 若給定激磁電流不變，則輸出轉(zhuǎn)矩：

6、 M=r-12t=常數(shù) 式中：r磁粉離合器磁粉圈半徑； T磁粉鏈形成的切向阻力。 而薄膜張力為：F=M/P=r?匯。/p式中：p膜卷半徑。 隨著薄膜母卷的p值逐漸增大，若轉(zhuǎn)矩M不作變化，必導(dǎo)致張力F減小，張力的變化觸發(fā)傳感機(jī)構(gòu)，發(fā)出一反饋信號(hào)U2,與給定信號(hào)U1疊加而成綜合信號(hào)△U增大（設(shè)定△口 =U1U2）,經(jīng)過電路的轉(zhuǎn)換，使輸出轉(zhuǎn)矩M加大，張力F得以保持不變。達(dá)到張力穩(wěn)定。 四、收卷張力的衰減及張力補(bǔ)償 一般認(rèn)為薄膜收卷時(shí)維持薄膜張力的恒定是最有利于薄膜成品表觀質(zhì)量的。但實(shí)際上，由于 薄膜層之間都夾有一定的空氣（12%-18%）,因此，即使在恒定的張力條件下也會(huì)出現(xiàn)外層薄

7、膜將內(nèi)層薄膜壓皺的現(xiàn)象。解決這個(gè)問題的方法是隨著母卷直徑的增加，按一定的規(guī)律將 薄膜的張力自動(dòng)進(jìn)行衰減。通常不同直徑下的張力衰減值，在收卷之前要預(yù)先輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)， 在生產(chǎn)過程中，操作人員再根據(jù)薄膜收卷情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 薄膜換卷時(shí)，薄膜轉(zhuǎn)換到新的卷芯表面，卷徑忽然變化，收卷輻的轉(zhuǎn)速、各系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量都發(fā)生大的變化，引起張力的突變，以致經(jīng)常出現(xiàn)換卷斷膜現(xiàn)象。因此，在薄膜的張力控制系統(tǒng)內(nèi)，必須設(shè)有張力補(bǔ)償裝置，用以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)、軟停止，防止收卷的薄膜產(chǎn)生皺紋。 五、結(jié)語 1薄膜收卷的質(zhì)量主要受薄膜收卷張力的影響，因此收卷輻的控制系統(tǒng)是要害所在。 2薄膜的收卷質(zhì)量還受其他因素的影響，如薄膜的材料、溫度、性質(zhì)（如彈塑性）以及薄 膜厚度的均勻性等等的影響。因此，設(shè)定的收卷張力必須與薄膜的這些特性相適應(yīng)。 3薄膜收卷時(shí)的張力衰減及張力補(bǔ)償也是影響收卷質(zhì)量的重要因素。 4為保證張力檢測(cè)的準(zhǔn)確性，在使用前，收卷機(jī)構(gòu)的張力檢測(cè)輻必須在高于最大生產(chǎn)速度 125倍的速度下，進(jìn)行動(dòng)平衡處理，且使用時(shí)薄膜在其表面應(yīng)有足夠大的包角。（end） 4