塑料薄膜双工位被动放卷机设计.pdf

第4卷第9期
塑料工业
2016年9月
CHINA PLASTICS INDUSTRY
塑料薄膜双工位被动放卷机设计
黄宇,杨书尚,陆春立,王林
(桂林电器科学研究院有限公司,广西桂林541004)
摘要:放卷机是塑料薄膜拉伸生产线上的重要设备,而放卷机的放卷机构、纠偏系统及张力控制系统则是影响薄
膜放卷质量的关健因素。主要从双工位放卷机构的合理性设计以及制动控制、张力控制等问题进行综合分析,最终设
计出一套符合企业生产需要的放卷设备。
关键词:薄膜放卷;纠偏系统;张力控制;磁粉制动器
doi:10.3969/ Issn.1005-5770.2016,09.015
中图分类号:TQ320.5*5
文标识码;A
文章编号:1005-5770(2016)09-0063-03
Design of Dual-turret Passive Unwinder for Plastic Film
HUANG Yao-yu, YANG Shu-shang, LU Chun-li, WANG Lin
(Guilin Electrical Equipment Scientific Research Institute Co., Ltd., Guilin 541004, China)
Abstract Unwinder s one of the most important equipment of the biaxial stretching film production
line, and the key factors affecting the quality of rolling technology include the rolling machine, deviation
control system and tension control system, This paper mainly analyzed the rational design of dual-turret and
the problems about tension control, and finally developd an equipment which appropriately met the needs of
the enterpris
Keywords Film Unwinding; Dev ation-ontrol System; Tension Control; Magnetic Powder Brake
在连续的双向拉伸特种塑料薄膜生产中,为了与
表1放卷机的主要技术参数
拉伸设备完成工艺联接,在纵向拉伸机前通常都配备
Tab 1 The main technical parameters of unwinder
有放卷设备,而膜卷放卷结東后通常是不允许停机更
技术参数
数值
换膜卷的,因此,薄膜放卷机一般都设置有双工位甚
生产速度/m?min-1
4-12
调速方式
变频调速
至多工位的放卷机构。当膜卷正常放卷时,另一膜卷
放卷直径/m
550(最大)
放置在预定位置以便能快速地更换膜卷。另外,在复
膜宽/m
合薄膜的生产过程中也要求放卷机具备多工位放卷的
膜厚/μm
卷芯
6寸气涨轴
功能。放卷机按驱动形式的不同可分为主动放卷以及张力N
被动放卷;按照放卷的工位不同又可分为单工位、双
工位、多工位放卷等形式リ。
其他设计要求:双工位被动放卷设计,带有自动
针对客户需求,设计开发出一台塑料薄膜放卷可调直线移动式纠偏机构,能实现放卷张力恒定,保
机,该放卷机放卷可靠、操作便捷,能有效较少薄膜证运行平稳。
抖动、跑偏、褶皱等现象的发生。本文主要介绍该放2结构设计及工作原理
卷机的技术参数、主要结构以及工作原理。
为使放卷机具有良好的放卷功能,放卷架安装在
1主要技术参数
能实现前后移动的导轨底座上,为缩小整体空间距离
放卷机在设计前都要根据生产技术要求进行方案膜卷采取层级空间排布。各膜卷由操作侧及驱动侧两
设计,同时考虑生产工艺、生产条件等因素。以下是顶尖顶起,其中驱动侧顶尖在轴向是固定的,操作侧
放卷机的主要技术参数。
顶尖则通过对称气缸结构实现在轴向的直线运动,顶
尖推动卷芯实现上卷及卸卷,同时在驱动侧的放卷轴
作者简介:黄耀字,男,1988年生,工程师,研究方向为双向拉伸塑料薄膜设备设计研发。346853803@qcom
塑料工业
2016年
上设置有磁粉制动器,能方便快捷地设定并调节膜卷的]。张力控制系统控制流程如图2所示
放卷时所需的张力大小,从而实现薄膜的正常放卷
张力報
导向報
导向辊
纠偏系统采用远红外传感器进行检测,将检测信号传
放卷轴
递到控制器,最后控制器通过比较纠偏信号,由电动
张力传感哭
推杆执行器带动放卷底座左右摆动完成纠偏动作。放
张力放大器
卷机构基本流程如图1所示。
力抵制器
膜方向
い粉制动器」「?粉制器
图2张力控制系统工艺流程
Fig 2 The process flow of tension control system
薄膜在正常放卷过程中,随着膜卷半径r的不断
变小,为保证薄膜放卷线速度的恒定,根据角速度
与线速度的关系0=ro可知,其角速度ω将不断增
大。由力矩与角动量关系可得如下关系
Fr-m=d(0)dc
式中,Fー薄膜张力;rー膜卷半径;Mー磁粉制动器输
图1双工位被动放卷机构基本流程图
出力矩;Jー转动惯量;0-转动角速度;-时间。由
Fig 1 The flow chart of dual-turret passive unwinder
式(1)变换有:
1-膜卷;2-放卷底座;3-电动推杆;4-导向辊I;5-张力辊;
M+d(Jo)dt
6-导向辊Ⅱ
(2
其中转动惯量J、加速度dodt、膜卷半径r都对
2.1放卷传动
张力产生了影响,为保持薄膜张力F恒定,而在设
放卷传动部分由气涨轴巻芯、两側卡头、伸缩气定张力控制系统时则要相应地解决好输出力矩、半径
缸等组成,放卷机放卷时由正常生产速度4~12mM变化以及速度变化带来的干扰。
min可知,卷芯转速变化范围2.3~23.8r/min,由于
操作侧卡头伸缩采用对称双气缸卡头结构,卡头
速度变化范固较大,如采用电机直连的主动放卷则需在气缸的作用下做轴向伸缩运动,当工作时,气缸在
要电机在低频状态下长期工作,在实际使用过程中经气压作用下将卡头顶出,两侧卡头同时将膜卷顶起达
常会出现反应迟钝、运行不稳定等现象,因此该设计到放卷的目的。实践表明,该结构运行平稳可靠。
采用被动放卷形式。被动放卷的放卷轴不需要电机驱2.2磁粉制动器
动,由放卷出口主动导向辊带动膜卷转动实现被动放
采用磁粉制动器控制输入放卷轴的转动力矩,能
卷;为避免膜卷在惯性力的作用下越转越快,控制侧达到张力稳定的目的。磁粉制动器是根据电磁原理并
放卷轴设置一磁粉制动器来控制放卷速度。放卷轴的利用磁粉来传递转矩,在使用磁粉制动器对连续运行
控制主要由速度控制和张力控制两部分组成,放卷时的装置进行张力控制时,扭矩特性能保持稳定状态,