Bộ phận kéo trong máy ép đùn tấm: Kiểm soát lực căng và đồng bộ hóa tốc độ

Mỗi dây chuyền ép đùn tấm đơn vị đều phụ thuộc vào một cầu nối cơ khí giữa ngăn xếp lịch và thiết bị hạ lưu - kéo tấm đã nguội ra khỏi cuộn cán ở tốc độ được kiểm soát trong khi vẫn duy trì độ căng ổn định trên chiều rộng của web. Việc ép đùn tấm đơn vị liên quan đến những cân nhắc cụ thể khác với các quy trình ép đùn thông thường. Bất chấp sự đơn giản rõ ràng của nó (một cặp cuộn điện giữ chặt tấm giấy), trạng thái căng thẳng và tốc độ của bộ phận kéo xác định trực tiếp liệu tấm vải có đến trạm quấn bằng phẳng và ổn định về kích thước hay bị thủng với các sóng cạnh, đóng bao ở tâm và ứng suất dư sẽ gây ra vấn đề trong quá trình tạo hình nhiệt.

Chức năng của việc vận chuyển phù hợp với phạm vi rộng hơn Chuỗi quy trình công nghệ ép đùn tấm , trong đó tốc độ và độ căng của mỗi phần phải phối hợp chính xác để duy trì chất lượng sản phẩm từ khuôn đến cuộn cuối cùng.

Thiết kế núm cuộn cao su và cơ chế kẹp

Kẹp kéo bao gồm một cuộn thép dẫn động và một cuộn bọc cao su được nạp bằng khí nén để cùng ép tấm với lực được kiểm soát. Vỏ cuộn cao su — thường là nitrile (NBR), cao su tổng hợp (CR) hoặc silicone — mang lại sự tuân thủ cần thiết để duy trì áp lực tiếp xúc đồng đều trên toàn bộ chiều rộng của tấm, bù đắp cho độ lệch cuộn nhỏ và sự thay đổi độ dày của tấm.

Lựa chọn áp suất nip liên quan đến sự đánh đổi. Áp lực quá ít sẽ khiến tấm giấy trượt khỏi cuộn - phá hủy sự đồng bộ hóa tốc độ và tạo ra sự mất ổn định về độ căng. Áp lực quá lớn và lớp vỏ cao su sẽ biến dạng quá mức, tạo ra nhiệt ở đầu mối có thể đánh dấu các polyme nhạy cảm với nhiệt độ như PET và khiến lớp vỏ cuộn bị xuống cấp theo thời gian.

Phạm vi tải nip điển hình:

Đường kính cuộn cũng ảnh hưởng đến hiệu suất kéo. Các cuộn có đường kính lớn hơn (150-300 mm) mang lại vòng cung tiếp xúc dài hơn với tấm, cải thiện độ bám và giảm áp lực cần thiết để tránh trượt. Các cuộn có đường kính nhỏ hơn chiếm ít diện tích sàn hơn nhưng yêu cầu tải trọng kẹp cao hơn để đạt được lực kéo tương đương.

Phương pháp kiểm soát căng thẳng

Độ căng của tấm ở đoạn kéo phải được duy trì trong phạm vi hẹp —thường là +/- 5-10% giá trị mục tiêu. Dưới phạm vi này, tấm sẽ chùng xuống và phát triển các sóng cạnh. Phía trên nó, tấm trải dài vĩnh viễn hoặc cổ xuống, làm giảm độ dày và mất chiều rộng.

Ba chiến lược kiểm soát căng thẳng thường được sử dụng:

Kiểm soát vẽ là cách tiếp cận đơn giản nhất. Quá trình vận chuyển chạy ở tốc độ cố định cao hơn một chút so với tốc độ đầu ra của lịch, tạo ra tỷ lệ kéo không đổi tạo ra lực căng thông qua chênh lệch tốc độ. Điều này hoạt động hiệu quả đối với các tấm dày, cứng, nơi mà sự thay đổi độ căng nhỏ có ảnh hưởng tối thiểu đến chất lượng kích thước. Hạn chế là độ căng thay đổi theo nhiệt độ tấm, độ dày và độ nhớt polyme — không có yếu tố nào trong số đó mà phương pháp kiểm soát kéo chủ động đo lường hoặc bù đắp.

Bộ điều khiển phản hồi cảm biến tải trọng đặt một cuộn cảm biến độ căng trên đường dẫn tấm giữa máy cán lịch và chốt kéo. Cảm biến tải trọng đo tổng lực hướng xuống trên cuộn, lực này được bộ điều khiển chuyển thành lực căng (lực trên một đơn vị chiều rộng) bằng cách chia cho chiều dài tiếp xúc của tấm. Sau đó, bộ điều khiển sẽ điều chỉnh tốc độ kéo để duy trì điểm đặt lực căng. Phương pháp tiếp cận vòng kín này xử lý các biến thể của quy trình mà điều khiển kéo vòng hở không thể thực hiện được, bao gồm sự thay đổi nhiệt độ dần dần và những thay đổi nhỏ về độ dày.

Điều khiển cuộn xoay sử dụng một cuộn chạy không tải có trọng lượng hoặc được tải bằng khí nén di chuyển theo chiều dọc để hấp thụ các biến đổi lực căng. Khi độ căng tăng lên, vũ công cuộn lên; khi độ căng giảm, nó giảm xuống. Cảm biến vị trí trên vũ công sẽ điều khiển tốc độ xuất phát thông qua vòng lặp PID. Hệ thống Dancer cung cấp độ ổn định lực căng tuyệt vời trong quá trình tăng tốc và giảm tốc, khiến chúng trở nên phổ biến trên các đường khởi động và dừng thường xuyên.

Đồng bộ hóa tốc độ với Calender và Winder

Bộ phận vận chuyển hoạt động trong chuỗi tốc độ gồm ba phần: máy cán, máy kéo và máy cuốn. Mỗi đoạn phải chạy với tốc độ được phối hợp chính xác để duy trì độ căng đồng đều trên toàn tuyến hạ lưu.

Trong quá trình vận hành ở trạng thái ổn định, quá trình kéo ra thường chạy nhanh hơn 0,5-2,0% so với máy cán để thiết lập độ căng của tấm. Sau đó, máy đánh ống chạy ở tốc độ được tính từ tốc độ kéo ra trừ đi độ chênh lệch lực căng nhỏ cần thiết giữa kéo ra và đánh ống. Các mối quan hệ tốc độ này phải được duy trì trong toàn bộ phạm vi tốc độ sản xuất — từ tốc độ cắt ren (2-5 m/phút) đến tốc độ sản xuất tối đa (50-150 m/phút tùy thuộc vào cấu hình dây chuyền).

Đồng bộ hóa tốc độ trở nên quan trọng trong quá trình thay đổi tốc độ đường truyền. Nếu quá trình kéo tăng tốc nhanh hơn lịch, độ căng của tấm tăng đột biến và mạng lưới có thể bị đứt. Nếu tốc độ chậm hơn, tấm vải sẽ chùng xuống và xuất hiện nếp nhăn. Các hệ thống hiện đại sử dụng điều khiển bánh răng điện tử hoặc trục đường điện tử (ELS), trong đó tất cả các bộ truyền động xuôi dòng tuân theo một tham chiếu tốc độ chính duy nhất với các điểm đặt tỷ lệ có thể điều chỉnh riêng. Điều này đảm bảo rằng quá trình chuyển đổi tốc độ diễn ra đồng thời trên tất cả các đoạn, duy trì độ ổn định lực căng trong suốt các đoạn dốc tăng tốc và giảm tốc.

Cấu hình Haul-Off phổ biến

Các ứng dụng ép đùn tấm khác nhau yêu cầu cách bố trí vận chuyển khác nhau. Các cấu hình phổ biến nhất bao gồm:

Kéo một lần —Một cặp cuộn chạy điện. Cách sắp xếp đơn giản nhất và tiết kiệm chi phí nhất, được sử dụng trên các dây chuyền sản xuất tấm hàng hóa có yêu cầu về độ chính xác về độ căng ở mức vừa phải. Hoạt động tốt với các tấm dày (trên 1 mm) trong đó độ cứng của tấm giúp duy trì độ ổn định của web.

Kéo dây kép —Hai cặp kẹp nối tiếp nhau cách nhau một khoảng trống ngắn. Kẹp đầu tiên cung cấp lực kéo chính, trong khi kẹp thứ hai hoạt động như một điểm cách ly lực căng và đảm bảo độ bám ổn định ở tốc độ dây cao hơn. Cấu hình kẹp kép xử lý tấm khổ mỏng (dưới 0,5 mm) đáng tin cậy hơn so với các bộ kẹp đơn vì kẹp thứ hai ngăn ngừa bất kỳ sự trượt nào có thể xảy ra ở kẹp đầu tiên lan xuống hạ lưu.

Hướng ngang và hướng dọc — Kéo theo chiều dọc (tấm di chuyển lên trên từ máy lịch) tiết kiệm không gian sàn và giữ cho đường đi của tấm ngắn, giảm thất thoát nhiệt cho các vật liệu nhạy cảm với nhiệt độ. Kéo theo chiều ngang (tấm di chuyển theo chiều ngang) dễ xâu chuỗi hơn trong quá trình khởi động và mang lại khả năng tiếp cận tốt hơn để bảo trì.

Hiểu cách vận chuyển vào thiết bị hạ lưu là điều cần thiết. Cả máy cuốn gió trung tâm, máy cuốn bề mặt và máy cuốn bề mặt đều phụ thuộc vào tấm tiếp nhận ở độ căng và tốc độ ổn định - các khuyết tật xuất hiện ở giai đoạn kéo ra sẽ truyền trực tiếp vào cuộn quấn dưới dạng hư hỏng dạng ống lồng, nếp nhăn hoặc hư hỏng.

Khắc phục sự cố khi vận chuyển

Hầu hết các vấn đề về vận chuyển đều bắt nguồn từ sự hao mòn cơ học hoặc sự trôi dạt của hệ thống điều khiển. Vỏ cuộn cao su cứng lại theo thời gian và tiếp xúc với tia cực tím, mất đi đặc tính cầm nắm. Khi hiện tượng trượt kẹp bắt đầu xảy ra trên đường dây đã ổn định trước đó, tình trạng lớp phủ cuộn phải là nghi ngờ đầu tiên. Hầu hết các vỏ cao su đều yêu cầu thay thế sau mỗi 12-24 tháng tùy thuộc vào nhiệt độ hoạt động và loại polymer.

Bảng vấn đề về độ căng của máy đánh ống thường bắt nguồn từ phía thượng nguồn ở đoạn kéo ra, mặc dù các triệu chứng xuất hiện ở máy đánh ống. Lực căng tăng vọt, dao động hoặc sự trôi dần từ quá trình vận chuyển trực tiếp dẫn đến các khuyết tật cuộn dây có thể không biểu hiện rõ ràng cho đến khi cuộn được tháo ra tại cơ sở ép nóng của khách hàng.

Bộ phận kéo đóng vai trò là cầu nối tốc độ tới hạn và lực căng giữa máy cán lịch và trạm cuốn — một vai trò tác động trực tiếp đến độ phẳng của tấm, độ ổn định kích thước và chất lượng cuộn cuối cùng. Thiết bị kéo của JWELL có các kẹp cuộn cao su điều khiển bằng servo với phản hồi lực căng vòng kín, duy trì độ căng của tấm trong phạm vi ±0,5 N trên tốc độ dây chuyền từ 5 đến 100 m/phút —mức độ nhất quán giúp ngăn ngừa các khuyết tật đóng bao ở giữa và sóng biên thường gặp trong các hệ thống đồng bộ hóa kém.

Câu hỏi thường gặp

Điều gì gây ra sóng biên trong tấm ép đùn khi vận chuyển?

Sóng biên thường là kết quả của lực căng không đủ hoặc không đồng đều trên chiều rộng tấm. Nếu áp suất kẹp khi kéo ra quá thấp, tấm vải có thể trượt ở các cạnh trong khi kẹp ở giữa - tạo ra lực căng chênh lệch kéo phần giữa chặt hơn các cạnh. Độ mòn của vỏ cuộn, mất cân bằng áp suất kẹp hoặc cuộn có đỉnh không còn phù hợp với chiều rộng của tấm đều có thể góp phần gây ra hiện tượng này. Việc tăng đồng đều áp lực kẹp và xác minh tình trạng nắp cuộn thường giải quyết được vấn đề.

Tốc độ vận chuyển được đồng bộ hóa với lịch như thế nào?

Các hệ thống hiện đại sử dụng điều khiển trục đường điện tử (ELS) trong đó tất cả các bộ truyền động đều tuân theo một tham chiếu tốc độ chính duy nhất. Bộ truyền động kéo xe nhận tín hiệu tốc độ chính nhân với điểm đặt tỷ lệ (thường là tốc độ lịch 1,005-1,020x). Trong quá trình tăng tốc và giảm tốc, tất cả các bộ truyền động đều tăng tốc đồng thời với tốc độ phối hợp để duy trì độ căng không đổi. Các dòng cũ hơn có thể sử dụng tham chiếu tốc độ tương tự với điều chỉnh tỷ lệ thủ công.

Chất liệu cao su nào là tốt nhất cho vỏ cuộn vận chuyển?

Vỏ Nitrile (NBR) xử lý hầu hết các tấm ép đùn đa năng và có khả năng chống mài mòn tốt. Đối với các ứng dụng ở nhiệt độ cao hơn, vỏ cao su tổng hợp (CR) hoặc EPDM mang lại khả năng chịu nhiệt tốt hơn. Vỏ silicon được sử dụng ở những nơi tiếp xúc không đánh dấu là rất quan trọng, chẳng hạn như tấm cấp quang học. Lựa chọn máy đo độ cứng (60-90 Shore A) phải phù hợp với độ cứng của tấm - lớp vỏ mềm hơn dành cho tấm mỏng, dẻo và lớp vỏ cứng hơn dành cho tấm dày, cứng.

Một lần vận chuyển có thể xử lý nhiều chiều rộng tờ giấy không?

Có, miễn là chiều rộng cuộn cao su vượt quá chiều rộng tấm tối đa. Một số thiết bị vận chuyển có tính năng định vị theo chiều ngang có thể điều chỉnh được để tối ưu hóa khả năng tương tác của kẹp cho các chiều rộng tấm khác nhau. Trên các dây chuyền có nhiều chiều rộng, tải trọng kẹp được phân đoạn — trong đó cuộn cao su được chia thành các phần được điều áp độc lập — ngăn chặn tải cạnh quá mức trên các tấm hẹp trong khi vẫn duy trì tổng lực bám đầy đủ.