2021年分切机的张力控制

欧阳光明（2021.03.07）

分切机的张力控制

铝箔经过印刷涂布后需要在分切机上进行印后分切，将大卷半成品裁切成所要求的规格尺寸，在分切机上运转分切的半成品是一个放卷与收卷的工艺过程，此过程包括机器的运转速度控制与张力控制两个部分。所谓张力是为了牵引铝箔并将其按标准卷到卷芯上，必须给铝箔施加一定的拉伸并张紧的牵引力，其中张紧铝箔控制力即为张力。张力控制是指能够持久地控制铝箔在设备上输送时的张力的能力，这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。即使在紧急停车情况下，它也有能力保证铝箔不产生丝毫破损。分切机张力控制基本为手动张力控制，自动张力控制。手动张力控制就是在收卷或放卷过程中，当卷径变化到某一阶段，由操作者调节手动电源装置，从而达到控制张力的目的。全自动张力控制是由张力传感器直接测定料带的实际张力值，然后把张力数据转换成张力信号反馈回张力控制器，通过此信号与控制器预先设定的张力值对比，计算出控制信号，自动控制执行单元，则使实际张力值与预设张力值相等，以达到稳定张力的目的。设备收卷与放卷张力设置的大小直接影响产品的成品率，张力过大，收卷过紧，铝箔易产生皱纹I张力不足，铝箔容易在卷上产生轴上滑移严重错位，以至造成无法卸卷，并造成分切时放卷轴产生大幅度摆动，影响分切质量，所以分切机必须具有良好的张力检测系统。

1．分切机放卷张力检测系统：

(1)张力传感器检测它是对张力直接检测，与机械紧密结合在一起，设有移动部件的检测方式。通常两个传感器配对使用，将它们装在检测导辊两侧的端轴上。料带通过检测导辊两侧的施加负载，使张力传感器敏感元件产生位移或变形，从而检测出实际张力值，并将此张力数据转换成张力信号反馈给张力控制器，

（2）浮动辊间接张力检测系统：在铝箔跟踪辊前装一套浮动辊，浮动辊的位置用一个电位器进行检测，张力控制的方式是靠维持浮动辊的位置不变来保持张力恒定；

（3）用磁粉离合器控制输入收卷辊的转动力矩来达到张力控制：磁粉离合器由主动部分和从动部分组成，通过万向联轴器等传动机构与收卷辊相连，中间填入微细铁磁粉作为力矩传递媒介。在激磁线圈中通入一定电流而形成磁场，磁粉被磁化。磁化后的磁粉互相吸引而形成链条状排列，主动部分以恒速转动时，破坏磁粉之间的联接力而形成圆周切向力，该切向力与磁粉圈半径的乘积便是驱动从动部分收卷的转动力矩，实现在连续的转动中将输出力矩从主动部分耦合到从动部分，从而达到控制张力的目的：

（4）分切放卷能力与速度张力检测系统主要采用磁粉张力制动来控制放卷

速度，其工作原理为，在磁粉制动器中安装有连轴器，以及带有磁性线圈的输入部件和输出部件。在磁性线圈下面是一环形沟槽，沟槽的下面是一环形转子即输出部件。环形沟槽位于输出部件的中心，沟槽内充满磁性粉末。当磁性线圈中有励磁电流时，线圈便产生磁通量使磁粉沿磁场方向排列，这样就在输入部件与输出部件之间产生阻尼，传递转矩的大小。如果加大或减小施加在铝箔上的张力与速度，只要改变励磁电流的大小，或者说变化放大器施加给联轴器线圈的电流值或电压值，就可有效地控制张力与速度的大小。

2．分切机收放卷张力的衰减及张力补偿：一般认为铝箔收放卷时维持铝箔张力恒定，有利于铝箔成品表现质量，其实不然。最好的方法是随着料卷直径或重量的增加，按一定的规律增加铝箔张力，而直径重量越小其张力值也随之衰减。由于在分切操作中有自动张力控制和手动张力控制。手动张力控制需要操作者根据母料卷直径重量大小不断调整。如下表所示：

铝箔分切重量（kg）手动控制电源电压值（V）实际张力值（N）

30 5 15-20

60 6 20-25

90 6.5 25-30

120 7 30-35

150 7.5 35-40

180 8 40-45

210 8.5 45-50

自动张力控制系统是预先设定好了的张力衰减值，设备运行过程中根据料卷变化进行衰减。在设定自动张力操作时，应先设定初始张力，然后再设定张力衰减值。以分切铝箔放卷处衰减值为例，其设置原则为：铝箔张力衰减值(％)等于铝箔每卷结束缠绕时的张力减去初始张力然后再除以初始张力，得出商再乘以100％。在设定自动张力值时不宜过大，否则铝箔收卷表面硬度大，易出现翘边现象，但张力也不可太小，太小易造成复卷体太松，收卷不整齐跑边。因此铝箔分切操作过程中收放卷质量主要受铝箔张力变化的影响，可见对收放卷控制系统的掌握是影响质量的关键所在。

3．铝箔印后分切质量的标准要求，外观质量要求分切铝箔表面洁净、平整、涂层均匀，分切铝箔卷面和端面应缠紧缠齐，端面平整，不允许有塔形、错层、松层或管芯自由脱落现象，铝箔分切长度应控制在1000米±2％范围内。每卷接头数小于、等于3个／1000米。绕卷切面平整度凹凸面均小于1毫米。

4．分切时速度变化影响张力的变化：当运转提速或减速时，主电机转速发生变化，首先引起放卷牵引至收卷段铝箔张力的瞬间变化，而且必须经过一段时间铝箔小幅振动，逐渐使张力平稳。由于分切操作时设备运行速度是人来操作的，操作时提速快慢将影响分切后铝箔端面的平整度，因此分切操作时采用快速提速操作，即在极短时间内约几秒达到机器的最高时速，这时的张力变化较大，出现其它问题时，又需急忙停机处理，往往埋下质量隐患再一种操作是逐步提速，也称分段提速：开始为30-50米／分，逐步提速到80-100米／分，最后达到机器的最高时速。被称为软起动，这样有利于张力稳定，分切端面虽然有提速界面，但分切面平整。

5．分切刀合理安装对质量影响：铝箔印刷后需要不同规格尺寸，需要在分切机上分切，而分切采用的刀具是圆刀与圆垫式，被称为剪切式刀具。由于刀口是按要求精密加工在一个圆环形的外表面上，当上下滚筒转过一圈时，分切刀线就相应工作一次，对于每一个刀点来讲，在刀的旋转下参与切物线的接触。其工作原理类似一把剪子，通过上下辊的两个相对刀口，实现对铝箔的分切效果。分切时上下刀口间隙大，则铝箔不容易切断，偶尔能切断，其端面不齐凹凸面明显。而上下刀口间隙小，铝箔表面出现纵向纹理。一般在分切前按装刀具时，刀线之间的间隙调整为0、20-0、0.3mm。才能保证铝箔端面平整，这是因为在铝箔分切过程中，使铝箔反弹和冲击能减少上下刀辊的金属碰撞和接触，再从刀具的截面可看到，分切是用了下辊刀的一个侧面，从而提高了刀口的机械强度，只要使用合理，极少会发生刀口崩刀现象。

6．分切机张力检测辊精度：假如运行中检测辊加工精度差，就不能保证铝箔分切张力的稳定，进而影响产品质量。对检测辊的整体要求是，加工时辊的圆跳动不能太大，跳动太大，铝箔的张力会随着辊的转动而发生无规则变化。另外辊的平衡问题，平衡掌握不好，辊在一周内的转速时刻发生变化。对辊平衡的要求是：外径处偏重大应超过5克，用手转动导向辊，手松开后，导向辊的转动平稳，使之停止，它在任意位置均能停住，辊重量要尽量小，以便与机速度保持一致。

综上所述，在分切药用铝箔时，首先要选择先进的机型，并注意在操作时了解设备中采用哪种收放卷张力检测控制系统的特性，对所使用的铝箔材料制定合理的张力以及收放卷过程的张力衰减及补偿，以实现设备张力的软起动，软停止，以防止产生质量问题。在分切操作过程中应时刻注意铝箔收放卷张力的变化，因为它受材料质量、重量、厚度均匀性、分切速度变化影响，在设定收放卷张力时必须与铝箔的这些特性相适应。为保证收放卷张力的准确，在收放卷机构的张力检测辊应高于最大时速的情况下，进行动态平衡处理，且使用时表面应有足够的包角，以提供准确的运行张力，保证产品质量的稳定性。