هر خط اکستروژن ورق واحد حمل و نقل به یک پل مکانیکی بین پشته کلندر و تجهیزات پایین دست بستگی دارد - ورق خنکشده را با سرعت کنترلشده از رولهای کلندر دور میکند و در عین حال کشش ثابت را در عرض شبکه حفظ میکند. اکستروژن ورق واحد حمل و نقل شامل ملاحظات خاصی است که با فرآیندهای اکستروژن عمومی متفاوت است. علیرغم سادگی ظاهری آن (یک جفت رول برقی که ورق را گرفته اند)، رفتار تنش و سرعت واحد حمل و نقل مستقیماً تعیین می کند که آیا ورق به ایستگاه سیم پیچ صاف و از نظر ابعادی پایدار می رسد یا مملو از امواج لبه، کیسه مرکزی و تنش پسماند است که باعث ایجاد مشکل در شکل دهی حرارتی می شود.
عملکرد حملونقل با ابعاد وسیعتر مطابقت دارد زنجیره فرآیند فناوری اکستروژن ورق ، که در آن سرعت و کشش هر بخش باید دقیقاً هماهنگ شود تا کیفیت محصول از قالب تا رول نهایی حفظ شود.
طراحی رول نیپ لاستیکی و مکانیک گریپ
نوک حمل شامل یک رول فولادی رانده و یک رول با روکش لاستیکی با بارگذاری پنوماتیکی است که با هم ورق را با نیروی کنترل شده فشرده می کنند. روکش رول لاستیکی - معمولاً نیتریل (NBR)، نئوپرن (CR) یا سیلیکون - انطباق مورد نیاز برای حفظ فشار تماس یکنواخت در عرض کامل ورق را فراهم می کند و انحرافات جزئی رول و تغییرات ضخامت ورق را جبران می کند.
انتخاب فشار نیپ شامل یک مبادله است. فشار خیلی کم، و ورق در برابر رول ها می لغزد - همگام سازی سرعت را از بین می برد و بی ثباتی کشش ایجاد می کند. فشار بیش از حد زیاد، و پوشش لاستیکی بیش از حد تغییر شکل میدهد، و در نوک آن گرما ایجاد میکند که میتواند پلیمرهای حساس به دما مانند PET را علامتگذاری کند و به مرور زمان باعث تخریب رول روکش شود.
محدودههای بارگیری معمولی:
مواد ورق |
فشار نیپ (N/mm) |
طول سنج پوششی (ساحل A) |
پی وی سی سخت، HIPS |
3-6 |
70-80 |
PET، PETG |
2-4 |
60-70 |
PP، PE |
4-8 |
80-90 |
ABS، کامپیوتر |
2-5 |
65-75 |
قطر رول نیز بر عملکرد حمل و نقل تأثیر می گذارد. رولهای با قطر بزرگتر (150-300 میلیمتر) قوس تماس طولانیتری با ورق ایجاد میکنند، چسبندگی را بهبود میبخشند و فشار خط مورد نیاز برای جلوگیری از لغزش را کاهش میدهند. رولهای با قطر کوچکتر فضای کمتری را اشغال میکنند، اما برای دستیابی به کشش معادل، به بارهای نیپ بیشتری نیاز دارند.
روش های کنترل تنش
کشش ورق در بخش حمل و نقل باید در یک نوار باریک - معمولاً +/- 5-10٪ از مقدار هدف حفظ شود. در زیر این محدوده، ورق فرو رفته و امواج لبه ایجاد می کند. در بالای آن، ورق به طور دائم کشیده می شود یا به سمت پایین می رود و باعث کاهش ضخامت و کاهش عرض می شود.
معمولاً از سه راهبرد کنترل تنش استفاده می شود:
کنترل ترسیم ساده ترین روش است. حمل و نقل با سرعت ثابت کمی بالاتر از سرعت خروجی تقویم اجرا می شود و یک نسبت کشش ثابت ایجاد می کند که کشش را از طریق دیفرانسیل سرعت ایجاد می کند. این به اندازه کافی برای ورق های ضخیم و سفت کار می کند که در آن تغییرات کشش کوچک حداقل تأثیر را بر کیفیت ابعادی دارد. محدودیت این است که کشش با دمای ورق، ضخامت و ویسکوزیته پلیمر متفاوت است - هیچ یک از این روشها به طور فعال اندازهگیری یا جبران نمیکنند.
کنترل بازخورد سلول بار، یک رول حسگر تنش را در مسیر ورق بین کلندر و حفره کش قرار می دهد. لودسل کل نیروی رو به پایین روی رول را اندازه گیری می کند که کنترلر با تقسیم بر طول تماس ورق آن را به کشش (نیرو در واحد عرض) تبدیل می کند. سپس کنترل کننده سرعت حمل و نقل را تعدیل می کند تا نقطه تنظیم تنش را حفظ کند. این رویکرد حلقه بسته تغییرات فرآیندی را کنترل می کند که کنترل ترسیم حلقه باز نمی تواند، از جمله تغییر تدریجی دما و تغییرات جزئی ضخامت.
کنترل رول رقصنده از یک رول بیکار وزنی یا پنوماتیکی استفاده می کند که به صورت عمودی حرکت می کند تا تغییرات تنش را جذب کند. با افزایش تنش، رول رقصنده بلند می شود. با کاهش تنش، کاهش می یابد. یک سنسور موقعیت روی رقصنده سرعت حمل و نقل را از طریق یک حلقه PID هدایت می کند. سیستمهای رقصنده پایداری کششی عالی را در طول شتاب و کاهش سرعت ایجاد میکنند و در خطوطی که مکرر شروع و متوقف میشوند محبوبیت پیدا میکنند.
همگام سازی سرعت با Calender و Winder
واحد حمل و نقل در یک زنجیره سرعت سه بخش عمل می کند: کلندر، حمل و نقل و بادگیر. هر بخش باید با سرعت دقیق هماهنگ شده اجرا شود تا کشش یکنواخت در سراسر مسیر پایین دست حفظ شود.
در طول عملیات حالت پایدار، حمل و نقل معمولاً 0.5-2.0٪ سریعتر از تقویم برای ایجاد کشش ورق اجرا می شود. سپس سیم پیچ با سرعت محاسبه شده از سرعت حمل و نقل منهای اختلاف کشش کوچک مورد نیاز بین کشش و بادگیر کار می کند. این روابط سرعت باید در کل محدوده سرعت تولید وجود داشته باشد - از سرعت نخ (2-5 متر در دقیقه) تا سرعت کامل تولید (50-150 متر در دقیقه بسته به پیکربندی خط).
هماهنگ سازی سرعت در طول تغییرات سرعت خط بسیار مهم می شود. اگر سرعت حمل و نقل سریعتر از تقویم افزایش یابد، کشش ورق افزایش می یابد و ممکن است تار شکسته شود. اگر سرعت آن کندتر شود، ورق سست می شود و چین و چروک ایجاد می کند. سیستمهای مدرن از کنترل دنده الکترونیکی یا شفت خط الکترونیکی (ELS) استفاده میکنند که در آن همه درایوهای پاییندست از یک مرجع سرعت اصلی با نقاط تنظیم نسبت قابل تنظیم بهصورت جداگانه پیروی میکنند. این تضمین میکند که انتقال سرعت به طور همزمان در تمام بخشها اتفاق میافتد، و پایداری کشش را در طول رمپهای شتاب و کاهش سرعت حفظ میکند.
پیکربندی های متداول حمل و نقل
کاربردهای مختلف اکستروژن ورق به ترتیبات حمل متفاوتی نیاز دارند. رایج ترین تنظیمات عبارتند از:
حمل و نقل تکی - یک جفت رول برقی. سادهترین و مقرونبهصرفهترین چیدمان، که در خطوط ورق کالایی که الزامات دقت کشش متوسط است، استفاده میشود. برای ورق های ضخیم (بالاتر از 1 میلی متر) که سفتی خود ورق به حفظ پایداری وب کمک می کند، به خوبی کار می کند.
کشش دوگانه - دو جفت نیپ متوالی که با یک دهانه آزاد کوتاه از هم جدا شده اند. نوک اول نیروی حمل اولیه را فراهم می کند، در حالی که نیپ دوم به عنوان نقطه ایزوله کششی عمل می کند و چسبندگی ثابت را در سرعت های بالاتر خط تضمین می کند. پیکربندیهای نوک دوگانه ورق با گیج نازک (زیر 0.5 میلیمتر) را با اطمینان بیشتری نسبت به دستگاههای تک نیپ اداره میکنند، زیرا نیپ دوم از انتشار هر گونه لغزشی که ممکن است در نوک اول در پایین دست ایجاد شود، جلوگیری میکند.
جهت گیری افقی در مقابل عمودی - حمل و نقل عمودی (ورق به سمت بالا حرکت می کند) فضای کف را صرفه جویی می کند و مسیر ورق را کوتاه نگه می دارد و اتلاف گرما را برای مواد حساس به دما کاهش می دهد. حمل و نقل افقی (ورق به صورت افقی حرکت می کند) در هنگام راه اندازی آسان تر می شود و دسترسی بهتری را برای نگهداری فراهم می کند.
درک نحوه تغذیه حمل و نقل به تجهیزات پایین دست ضروری است. بادگیرهای مرکزی و سطحی و سیم پیچ های سطحی هر دو به دریافت ورق با کشش و سرعت ثابت بستگی دارند - عیوب وارد شده در مرحله حمل و نقل مستقیماً به عنوان آسیب دیدگی تلسکوپ، چروک شدن یا له شدن در رول زخم منتشر می شوند.
عیب یابی مشکلات حمل و نقل
بیشتر مشکلات حمل و نقل به سایش مکانیکی یا رانش سیستم کنترل باز می گردد. رول های لاستیکی با افزایش سن و قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش سخت می شوند و ویژگی های چسبندگی خود را از دست می دهند. هنگامی که لغزش نیپ شروع به رخ دادن در یک خط از قبل پایدار می کند، وضعیت رول پوشش باید اولین مشکوک باشد. اکثر روکش های لاستیکی بسته به دمای کار و نوع پلیمر نیاز به تعویض هر 12 تا 24 ماه دارند.
برگه مشکلات کشش سیم پیچ اغلب در قسمت بالادست در قسمت حمل و نقل منشأ می گیرد، حتی اگر علائم در سیم پیچ ظاهر شوند. سنبله های کشش، نوسانات، یا رانش تدریجی از حمل و نقل مستقیماً به عیوب سیم پیچی تبدیل می شوند که ممکن است تا زمانی که رول در مرکز ترموفرمینگ مشتری باز نشود، آشکار نشوند.
واحد حمل و نقل به عنوان پل سرعت و کشش بحرانی بین پشته کلندر و ایستگاه سیم پیچ عمل می کند - نقشی که مستقیماً بر صافی ورق، پایداری ابعادی و کیفیت رول نهایی تأثیر می گذارد. واحدهای حمل و نقل JWELL دارای نوکهای رول لاستیکی مبتنی بر سروو با بازخورد کششی حلقه بسته هستند که کشش ورق را در محدوده 0.5± نیوتن در سرعتهای خط بین 5 تا 100 متر در دقیقه حفظ میکند - سطح سازگاری که از نقص موج لبه و کیسههای مرکزی رایج در سیستمهای با همگامسازی ضعیف جلوگیری میکند.
سوالات متداول
چه چیزی باعث ایجاد امواج لبه در ورق اکسترود شده در حین انتقال می شود؟
امواج لبه معمولاً ناشی از کشش ناکافی یا ناهموار در عرض ورق است. اگر فشار گیره حمل کردن خیلی کم باشد، ورق ممکن است در حالی که در مرکز چنگ میزند، در لبهها بلغزد و باعث ایجاد کشش دیفرانسیل میشود که مرکز را محکمتر از لبهها میکشد. سایش رول رول، عدم تعادل فشار نیپ، یا رول تاجی که دیگر با عرض ورق مطابقت ندارد، همگی می توانند در این امر نقش داشته باشند. افزایش یکنواخت فشار نیپ و بررسی وضعیت رول رول معمولاً این مشکل را حل می کند.
چگونه سرعت حمل و نقل با تقویم هماهنگ می شود؟
سیستم های مدرن از کنترل الکترونیکی شفت خط (ELS) استفاده می کنند که در آن همه درایوها از یک مرجع سرعت اصلی پیروی می کنند. درایو حمل و نقل سیگنال سرعت اصلی را در یک نقطه تنظیم نسبت (معمولاً 1.005-1.020x سرعت تقویم) دریافت می کند. در طول شتاب و کاهش سرعت، همه درایوها به طور همزمان با نرخ های هماهنگ به منظور حفظ تنش ثابت، شیب دار می شوند. خطوط قدیمی تر ممکن است از مراجع سرعت آنالوگ با تنظیم دستی نسبت استفاده کنند.
چه مواد لاستیکی برای رول رول های حمل و نقل بهتر است؟
پوشش های نیتریل (NBR) اکثر اکستروژن ورق های همه منظوره را انجام می دهند و مقاومت سایشی خوبی ارائه می دهند. برای کاربردهای دمای بالاتر، پوششهای نئوپرن (CR) یا EPDM مقاومت حرارتی بهتری را ارائه میکنند. پوشش های سیلیکونی در جاهایی که تماس بدون علامت گذاری حیاتی است، مانند ورق با درجه نوری استفاده می شود. انتخاب طول سنج (60-90 Shore A) باید با سفتی ورق مطابقت داشته باشد — پوشش های نرم تر برای ورق های نازک و انعطاف پذیر و پوشش های سخت تر برای ورق های ضخیم و سفت.
آیا یک حمل و نقل منفرد می تواند چندین عرض ورق را تحمل کند؟
بله، به شرطی که عرض رول لاستیکی از حداکثر عرض ورق بیشتر باشد. برخی از یونیت های حمل و نقل دارای موقعیت جانبی قابل تنظیم برای بهینه سازی درگیری نوک برای عرض های مختلف ورق هستند. در خطوطی که دارای طیف وسیعی از عرض هستند، بارگذاری نوک قطعهای - که در آن رول لاستیکی به بخشهایی با فشار مستقل تقسیم میشود - از بارگذاری بیش از حد لبهها بر روی ورقهای باریک جلوگیری میکند و در عین حال نیروی چسبندگی کامل را حفظ میکند.
