上面文章对张力原理作了介绍。大家对原理的理解程度决定了他们解决问题的深度。希望同仁们高度重视这一原理,因为这有利于解决现场问题。
本文主要介绍机张力检测机构原理
涂布机的张力检测依据检测方式来划分,大致有以下两种情况:一是通过承重传感器进行检测;二是利用摆辊进行检测。
承重传感器检测
此方法用于连续模拟量检测应用设备。其优点在于能够实际测量张力,通常是小包角且单面接触,测量速度快、准确,维护成本低,检测范围宽,响应速度快,线性良好。缺点是蓄积量小,材料路径的变化会引发很大的张力变化,对高频扰动的响应较差,设备的加减速难以处理,不易实现高速切换卷等。此外,此方法价格较高。
此类传感器能直接反映材料上的张力数值,它是硬性连接的。当材料的张力发生变化时,在传感器上只会出现微小的位移变化。在布置此类传感器时,应该在前后分别布置一个辊,让传感器辊与传导辊按照布局示意进行布置,如下图所示。
此时需注意,张力传感器反馈的张力值是材料上张力的合力,且存在角度关系,所以需要依据实际布局来进行运算。同时,张力测量辊上的箭头要指向夹角中间。张力运算公式如下:此公式一般无需计算,而是由张力传感器发送器转换成模拟量后送至 PLC。
摆辊检测
通常情况下,客户会把具有蓄能功能的浮动辊当作检测元件以及张力缓冲装置。由于机械结构存在差异,一般来讲会分成以下三种方式。
调节器控制(重量调节器式),如下图所示。在这种结构里,材料的张力始终与浮动辊和配重的重力保持平衡,所以张力较为稳定。
调节器控制(弹簧调节器式),如下图所示。在这种结构里,张力与浮动辊的重力以及阻尼器和弹簧的作用力处于平衡状态。因为弹簧的拉力和变形量是成正比的,所以当浮动辊的位置发生变化时,张力也随之发生了变化,然而却能够确保材料处于绷紧的状态。
蓄积器,在如下这种结构中(如下图所示),材料的张力始终与浮动辊的重力以及配重的重力保持平衡。若蓄积器进行垂直运动,那么它的张力特性就与重量调节器式的相似,此时张力较为稳定;倘若蓄积器发生摆动,其张力特性则与弹簧调节器式相似,材料能够维持绷紧状态,但张力会有所变化。它的优点在于具有蓄积量,并且材料路径的变化所引起的张力变化较小,同时能对电机控制不佳的状况进行补偿;它的缺点是不能直接测量张力,大包角加上难以对齐的情况容易导致起皱,容易因摩擦力和惯性而产生张力变化,在高频或共振频率时响应效果不好。
在张力控制方面,仅依靠蓄能装置是不行的。倘若牵引轴与送料轴的速度差控制得不好,就会使得张力摆杆要么长期处在高位,有可能将材料拉断;要么长期处在低位,导致材料堆积。因此,需要配合检测元件来对进给轴和送料轴进行控制。一般来说,检测元件可以分为槽型光电(ON/OFF 控制)、电位器、旋转编码器等。常见的浮辊式张力检测通常多采用线性电位器式的传感器,而摆辊式张力检测则可以使用旋转式电位器或者增量式旋转编码器。摆动机构使用中的安装示例如下图所示:
张力传导原理的情况如下:在静态状态下,当气缸供气压力处于一定状态时,张力摆臂所体现出的张力也会是一定的。
张力变大时,会把张力摆臂向左拉动。张力变小时,张力摆臂则向右运动。在这种情况下,通过张力摆臂上所联接的电位器,能够反映出材料的张力变化。
AD 模块采集到的模拟 M 值作为张力摆杆的位置反馈值。此处的位置反馈可以通过编码器来实现。设备气缸推杆内气压值发生变化,从而能够调整张力值,以此来设置收放卷时的张力值。
资料来源:涂布机张力控制系统设计及应用,杨韵勍,2018
有兴趣的大家可以看原文
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