薄膜收卷機(jī)的操作機(jī)理及張力控制2

1、薄膜收卷機(jī)的操作機(jī)理及張力控制200812 3Mchina M/E LEI WANG一、薄膜收卷的機(jī)理1 張力檢測(cè)輥此輥是控制薄膜收卷時(shí)合理張力的主要部件，通常薄膜的張力通過(guò)張力輥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(guò)電子線路， 控制收卷 電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以保證適當(dāng)?shù)氖站韽埩Α? 展平輥使薄膜展平，消除薄膜在拉伸應(yīng)力作用下產(chǎn)生的一些縱向皺紋。3跟蹤輥在收卷機(jī)卷芯的前面裝有一個(gè)可以改變位置的跟蹤輥（也稱壓緊輥），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)，借助跟蹤輥對(duì)母卷施加一定的壓力，及時(shí)排除收卷時(shí)膜層間的空

2、氣，使母卷不變松。一般使用 跟蹤輥后母卷中的空氣含量可減至12%18%。4 收卷輥由收卷電機(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，不允許停機(jī)更換卷芯，因此轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)回 180°，母卷轉(zhuǎn)離出來(lái)，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 100600N之間。收卷張力的大小直接

3、影響產(chǎn)品收卷的質(zhì)量及收得率。張力過(guò)大，收卷過(guò)緊，薄膜容易產(chǎn)生皺紋；張力不足，帶入膜層的空氣量過(guò)多，母卷薄膜的密度 小，薄膜容易在芯卷上產(chǎn)生軸向滑移及嚴(yán)重的錯(cuò)位，以至造成無(wú)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、收卷輥的控制系統(tǒng)收卷輥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，如果收卷輥的轉(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)閺臓恳b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，收卷輥的收卷轉(zhuǎn)速

4、必須隨著母卷直徑的增大而減小。收卷輥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)輥的軸承下面，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)到控制收卷輥轉(zhuǎn)速的目的。一般收卷輥的線速度設(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，收卷輥的線速度不會(huì)超過(guò)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)輥間接進(jìn)行張力檢測(cè)的控制方案 本方案是在跟蹤輥前裝一套浮動(dòng)輥，浮動(dòng)輥的位置用一個(gè)電位器進(jìn)行檢測(cè)，張力控制的方式

5、是靠維持浮動(dòng)輥的位置盡量不變來(lái)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輥的轉(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(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與 收卷輥相連，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：M=r 刀t =常數(shù)式中：r磁粉離合器磁粉圈半徑；

6、t 磁粉鏈形成的切向阻力。而薄膜張力為：F=M/P=r刀t/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)U 2,與給定信號(hào)U 1疊加而成綜合信號(hào)厶U增大（設(shè)定 U = U1U2），經(jīng)過(guò)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)外層薄膜將內(nèi)層薄膜壓皺的現(xiàn)象。 解決這個(gè)問(wèn)題的方法是隨著母卷直徑的增加， 按一定的規(guī)

7、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(guò)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，卷徑突然變化，收卷輥的轉(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(yǔ)1薄膜收卷的質(zhì)量主要受薄膜收卷張力的影響，因此收卷輥的控制系統(tǒng)是關(guān)鍵所在。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