Unitate de ridicare în extrudarea foii: controlul tensiunii și sincronizarea vitezei

Fiecare linie de extrudare a foii unității de transport depinde de o punte mecanică între stiva de calandre și echipamentul din aval - trăgând foaia răcită departe de rolele calandrului la o viteză controlată, menținând în același timp o tensiune constantă pe lățimea benzii. extrudarea foliei de extragere implică considerații specifice care diferă de procesele generale de extrudare. În ciuda simplității sale aparente (o pereche de rulouri motorizate prind foaia), tensiunea și viteza unității de ridicare determină direct dacă foaia ajunge la stația de înfășurare plată și stabilă dimensional sau plină de valuri de margine, ambalare centrală și stres rezidual care va cauza probleme la termoformare.

Funcția de transport se încadrează în mai larg Lanțul de proces cu tehnologie de extrudare a foilor , în care viteza și tensiunea fiecărei secțiuni trebuie să se coordoneze precis pentru a menține calitatea produsului de la matriță la rola finală.

Design de nip de rulou de cauciuc și mecanică de prindere

Nip-ul de tracțiune constă dintr-o rolă de oțel antrenată și o rolă acoperită cu cauciuc încărcată pneumatic care stoarce împreună foaia cu forță controlată. Capacul de cauciuc al rolei - de obicei nitril (NBR), neopren (CR) sau silicon - oferă conformitatea necesară pentru a menține presiunea de contact uniformă pe toată lățimea foii, compensând deformarea minoră a rolei și variațiile de grosime a foii.

Selectarea presiunii de nip implică un compromis. Prea puțină presiune și foaia alunecă pe role - distrugând sincronizarea vitezei și creând instabilitatea tensiunii. Prea multă presiune, iar capacul de cauciuc se deformează excesiv, generând căldură la nip, care poate marca polimerii sensibili la temperatură, cum ar fi PET, și poate provoca degradarea capacului rolei în timp.

Domenii tipice de încărcare a nipului:

Diametrul rolei afectează, de asemenea, performanța de remorcare. Rolele cu diametru mai mare (150-300 mm) asigură un arc de contact mai lung cu foaia, îmbunătățind aderența și reducând presiunea pe linie necesară pentru a preveni alunecarea. Rolele cu diametrul mai mic ocupă mai puțin spațiu pe podea, dar necesită încărcări mai mari de contact pentru a obține o tracțiune echivalentă.

Metode de control al tensiunii

Tensiunea foii în secțiunea de evacuare trebuie menținută într-o bandă îngustă - de obicei +/- 5-10% din valoarea țintă. Sub acest interval, foaia se înclină și dezvoltă valuri de margine. Deasupra acesteia, foaia se întinde permanent sau se întinde în jos, provocând reducerea grosimii și pierderea lățimii.

În mod obișnuit, sunt utilizate trei strategii de control al tensiunii:

Controlul desenului este cea mai simplă abordare. Scoaterea rulează la o viteză fixă ​​puțin mai mare decât viteza de ieșire a calandrului, creând un raport de tragere constant care generează tensiune prin diferența de viteză. Acest lucru funcționează adecvat pentru foi groase, rigide, unde variațiile mici de tensiune au un efect minim asupra calității dimensionale. Limitarea este că tensiunea variază în funcție de temperatura foii, grosimea și vâscozitatea polimerului - niciuna dintre acestea metoda de control al tragerii nu măsoară sau compensează în mod activ.

Controlul feedback-ului celulei de sarcină plasează o rolă de detectare a tensiunii pe traseul foii dintre calandru și limita de retragere. Celula de sarcină măsoară forța totală în jos pe rolă, pe care controlerul o transformă în tensiune (forță pe unitate de lățime) prin împărțirea la lungimea de contact a foii. Controlerul modulează apoi viteza de remorcare pentru a menține valoarea de referință a tensiunii. Această abordare în buclă închisă tratează variațiile procesului pe care controlul tragerii în buclă deschisă nu le poate, inclusiv deviația treptată a temperaturii și modificările minore ale grosimii.

Controlul ruliui dansatorului folosește o rolă de rulare ponderată sau încărcată pneumatic care se mișcă vertical pentru a absorbi variațiile de tensiune. Pe măsură ce tensiunea crește, ruloul dansatorului se ridică; pe măsură ce tensiunea scade, aceasta scade. Un senzor de poziție de pe dansator conduce viteza de transport printr-o buclă PID. Sistemele de dansator oferă o stabilitate excelentă a tensiunii în timpul accelerării și decelerației, făcându-le populare pe liniile care pornesc și se opresc frecvent.

Sincronizarea vitezei cu Calender și Winder

Unitatea de ridicare funcționează într-un lanț de viteză cu trei secțiuni: calandru, transport și bobinator. Fiecare secțiune trebuie să ruleze la o viteză coordonată precis pentru a menține tensiunea uniformă pe tot traseul din aval.

În timpul funcționării în regim de echilibru, deplasarea rulează de obicei cu 0,5-2,0% mai rapid decât calandrul pentru a stabili tensiunea foii. Bobinatorul rulează apoi la o viteză calculată din viteza de remorcare minus diferența mică de tensiune necesară între retragere și bobinator. Aceste relații de viteză trebuie să se mențină pe întregul interval de viteză de producție - de la viteza de filetare (2-5 m/min) la viteza maximă de producție (50-150 m/min, în funcție de configurația liniei).

Sincronizarea vitezei devine critică în timpul schimbărilor vitezei liniei. Dacă scoaterea accelerează mai repede decât calandrul, tensiunea foii crește și banda se poate rupe. Dacă accelerează mai încet, foaia se slăbește și dezvoltă riduri. Sistemele moderne folosesc controlul electronic al angrenajului sau al arborelui de linie electronică (ELS), în care toate antrenările din aval urmează o singură referință de viteză principală cu valori de referință ale raportului reglabile individual. Acest lucru asigură că tranzițiile de viteză au loc simultan în toate secțiunile, menținând stabilitatea tensiunii pe parcursul rampelor de accelerare și decelerare.

Configurații comune de transportare

Diferite aplicații de extrudare a foilor necesită aranjamente diferite de transport. Cele mai comune configurații includ:

Scoatere cu un singur nip — O pereche de role motorizate. Cel mai simplu și mai rentabil aranjament, utilizat pe liniile de tablă de mărfuri unde cerințele de precizie a tensiunii sunt moderate. Funcționează bine pentru foi groase (peste 1 mm) unde rigiditatea proprie a foii ajută la menținerea stabilității benzii.

Extragere dublă de nip - Două perechi de nip secvenţiale separate printr-o deschidere scurtă liberă. Prima prindere asigură forța de tracțiune primară, în timp ce a doua prindere acționează ca un punct de izolare a tensiunii și asigură o aderență constantă la viteze mai mari ale liniei. Configurațiile cu nip dublă tratează foile cu ecartament subțire (sub 0,5 mm) mai fiabil decât unitățile cu nip simplu, deoarece a doua nip previne propagarea în aval a oricărei alunecări care ar putea apărea la prima nisip.

Orientare orizontală versus verticală — Deplasările verticale (foaia se deplasează în sus de la calandră) economisesc spațiu pe podea și mențin calea foii scurtă, reducând pierderile de căldură pentru materialele sensibile la temperatură. Extracțiile orizontale (foaia se deplasează orizontal) sunt mai ușor de filetat în timpul pornirii și oferă un acces mai bun pentru întreținere.

Înțelegerea modului în care transportul se alimentează în echipamentele din aval este esențială. Înfășurările de suprafață și înfășurătoarele din centru și de suprafață depind ambele de folie de primire la tensiune și viteză constantă - defectele introduse în etapa de ridicare se propagă direct în rola de înfășurare ca deteriorări telescopice, încrețite sau prin strivire.

Depanarea problemelor de transport

Cele mai multe probleme de transport se datorează fie la uzura mecanică, fie la deviația sistemului de control. Husele din cauciuc se întăresc odată cu vârsta și expunerea la UV, pierzându-și caracteristicile de aderență. Atunci când alunecarea unghiului începe să aibă loc pe o linie stabilă anterior, starea de acoperire a rolei ar trebui să fie primul suspect. Majoritatea capacelor de cauciuc necesită înlocuire la fiecare 12-24 de luni, în funcție de temperatura de funcționare și tipul de polimer.

Foaia de probleme de tensiune a bobinatorului provin adesea în amonte în secțiunea de transport, chiar dacă simptomele apar la bobinator. Picurile de tensiune, oscilațiile sau deviația treptată de la retragere se traduc direct în defecte de înfășurare care pot să nu devină evidente până când rola este derulată la instalația de termoformare a clientului.

Unitatea de ridicare servește drept punte critică de viteză și tensiune între stiva de calandre și stația de bobinare - un rol care are un impact direct asupra planeității foii, stabilitatea dimensională și calitatea rolului final. Unitățile de transport de la JWELL sunt dotate cu nișe servo-acționate din cauciuc cu feedback de tensiune în buclă închisă, menținând tensiunea foii cu ± 0,5 N la viteze de linie de la 5 la 100 m/min - un nivel de consistență care previne unda de margine și defectele de ambalare centrală comune în sistemele slab sincronizate.

FAQ

Ce cauzează valuri de margine în foaia extrudată la ridicare?

Undele de margine rezultă de obicei din tensiune insuficientă sau neuniformă pe lățimea foii. În cazul în care presiunea de prindere de ridicare este prea mică, foaia poate aluneca pe margini în timp ce se prinde la centru - creând o tensiune diferențială care strânge centrul mai strâns decât marginile. Uzura capacului rolei, dezechilibrul presiunii de contact sau o rolă încoronată care nu se mai potrivește cu lățimea foii pot contribui. Creșterea uniformă a presiunii de contact și verificarea stării capacului rolei rezolvă de obicei problema.

Cum este sincronizată viteza de transport cu calandrul?

Sistemele moderne folosesc controlul electronic al arborelui de linie (ELS) în care toate unitățile urmează o singură referință de viteză principală. Unitatea de preluare primește semnalul de viteză principală înmulțit cu un punct de referință al raportului (de obicei 1,005-1,020x viteza calandrului). În timpul accelerării și decelerației, toate unitățile rampă simultan la rate coordonate pentru a menține tensiunea constantă. Liniile mai vechi pot folosi referințe analogice de viteză cu ajustare manuală a raportului.

Ce material de cauciuc este cel mai bun pentru capacele pentru rulouri?

Capacele din nitril (NBR) se ocupă de cea mai mare parte a extrudării foilor de uz general și oferă o rezistență bună la abraziune. Pentru aplicații cu temperaturi mai mari, capacele din neopren (CR) sau EPDM oferă o rezistență mai bună la căldură. Husele din silicon sunt folosite acolo unde contactul fără marcaj este critic, cum ar fi foaia de calitate optică. Selecția durometrului (60-90 Shore A) ar trebui să se potrivească cu rigiditatea foii - coperți mai moi pentru tabla subțire, flexibilă și coperți mai dure pentru tabla groasă, rigidă.

Poate un singur transport să suporte mai multe lățimi de foi?

Da, cu condiția ca lățimea rolei de cauciuc să depășească lățimea maximă a foii. Unele unități de transport au o poziționare laterală reglabilă pentru a optimiza angajarea nipului pentru diferite lățimi ale foii. Pe liniile care parcurg o gamă largă de lățimi, încărcarea segmentată a nipului - unde rola de cauciuc este împărțită în secțiuni presurizate independent - previne încărcarea excesivă pe margine pe foile înguste, menținând în același timp o forță de prindere totală adecvată.