薄膜在分切、復(fù)卷過程中的張力控制是指能夠持久地控制薄膜在設(shè)備上輸送時(shí)的張力的能力。這種張力控制對設(shè)備的任何運(yùn)行速度都必須保持有效，包括設(shè)備的加速、減速和勻速。即使在緊急停車情況下，也應(yīng)該有能力保證被分切薄膜不破損。張力控制的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到分切產(chǎn)品的質(zhì)量。若張力不足,薄膜在運(yùn)行中產(chǎn)生漂移,會出現(xiàn)分切復(fù)卷后成品紙起皺現(xiàn)象;若張力過大,薄膜又易被拉斷,使分切復(fù)卷后成品斷頭增多。本文就薄膜在收卷過程中的張力控制問題進(jìn)行深入分析。
薄膜收卷的原理
1）張力檢測輥
此輥是控制薄膜收卷時(shí)合理張力的主要部件，通常薄膜的張力通過張力輥兩端軸承下方的壓力傳感器進(jìn)行檢測，檢測的信號通過電子線路，控制收卷電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以保證適當(dāng)?shù)氖站韽埩Α?/p>
2）展平輥
使薄膜展平，消除薄膜在拉伸應(yīng)力作用下產(chǎn)生的一些縱向皺紋。
3）跟蹤輥
在收卷卷芯的前面裝有一個(gè)可以改變位置的跟蹤輥（也稱壓緊輥），其主要作用是將薄膜壓靠在收卷卷芯上，實(shí)行接觸收卷或小間隙收卷，以將平整的薄膜迅速地轉(zhuǎn)到卷芯上，實(shí)現(xiàn)平整收卷的目的。同時(shí)，借助跟蹤輥對母卷施加一定的壓力，及時(shí)排除收卷時(shí)膜層間的空氣，使母卷不變松。一般使用跟蹤輥后母卷中的空氣含量可減至12%～18%。
4）收卷輥
由收卷電機(jī)驅(qū)動，收卷速度的控制系統(tǒng)與拉伸機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，與拉伸機(jī)同步，受張力控制器的反饋控制。
5）轉(zhuǎn)盤與空卷芯
當(dāng)薄膜卷滿一個(gè)芯軸后，不允許停機(jī)更換卷芯，因此轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)回180度，母卷轉(zhuǎn)離出來，空卷芯進(jìn)入收卷位置，然后切斷薄膜，將薄膜貼在新的卷芯上，繼續(xù)進(jìn)行收卷。
薄膜張力對收卷質(zhì)量的影響
為了牽引薄膜并將其卷到卷芯上，必須給薄膜施加一定拉伸并張緊的牽引力，其中張緊薄膜的力即為張力。通常由于薄膜的材料厚度及性能不同，以及選用的收卷方式也有不同，張力的大小可設(shè)定為100～600N之間。收卷張力的大小直接影響產(chǎn)品收卷的質(zhì)量及收得率。張力過大，收卷過緊，薄膜容易產(chǎn)生皺紋；張力不足，帶入膜層的空氣量過多，母卷薄膜的密度小，薄膜容易在芯卷上產(chǎn)生軸向滑移及嚴(yán)重的錯(cuò)位，以至造成無法卸卷。分切時(shí)放卷軸產(chǎn)生大幅度擺動，影響分切薄膜的質(zhì)量。所以收卷機(jī)必須具有良好的張力控制系統(tǒng)。
收卷輥的控制系統(tǒng)
收卷輥的控制主要包括速度控制和張力控制兩部分。薄膜收卷時(shí)，隨著母卷直徑增大，如果收卷輥的轉(zhuǎn)速仍然不變，則隨著收卷線速度的增大，必然引起收卷張力的遞增，（因?yàn)閺臓恳b置送出的薄膜速度是不變的），這樣不僅會造成膜卷的內(nèi)松外緊，外層薄膜把內(nèi)層薄膜壓皺，而且分切時(shí)也會增加復(fù)卷難度，影響分切質(zhì)量。因此，收卷輥的收卷轉(zhuǎn)速必須隨著母卷直徑的增大而減小。
收卷輥的控制方案主要有以下三種：
1）采用張力傳感器直接進(jìn)行張力檢測的控制方案
張力傳感器安裝在張力檢測輥的軸承下面，將檢測到的薄膜張力轉(zhuǎn)換成電信號，送到張力調(diào)節(jié)器中，與原設(shè)定的張力信號比較后，進(jìn)行ＰＩＤ計(jì)算，然后輸入收卷電機(jī)控制器，達(dá)到控制收卷輥轉(zhuǎn)速的目的。
一般收卷輥的線速度設(shè)定為牽引機(jī)輸出速度的105%～110%，實(shí)際上，由于薄膜的彈性及張力力矩的影響，收卷輥的線速度不會超過牽引機(jī)的輸出速度。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是控制精度高，動態(tài)性能好，系統(tǒng)配盤廣。
2）采用浮動輥間接進(jìn)行張力檢測的控制方案
本方案是在跟蹤輥前裝一套浮動輥，浮動輥的位置用一個(gè)電位器進(jìn)行檢測，張力控制的方式是靠維持浮動輥的位置盡量不變來保持張力的恒定。超薄薄膜比較合適用此控制。
3）采用磁粉離合器控制輸入收卷輥的轉(zhuǎn)動力矩，以達(dá)到張力穩(wěn)定的控制方案。
磁粉離合器由主動部分和從動部分組成，通過萬向聯(lián)軸器等傳動機(jī)構(gòu)與收卷輥相連，中間填入微細(xì)鐵磁粉作為力矩傳遞媒介。激磁線圈通入一定電流形成磁場。磁粉被磁化。磁化后的磁粉互相吸引而形成鏈條狀排列。主動部分以恒速轉(zhuǎn)動時(shí)，破壞磁粉鏈之間的聯(lián)接力而形成圓周切向力。該切向力與磁粉圈半徑的乘積便是驅(qū)動從動部分收卷的轉(zhuǎn)動力矩，實(shí)現(xiàn)在連續(xù)轉(zhuǎn)動中將輸出力矩從主動部分耦合到從動部分。
收卷張力的衰減及張力補(bǔ)償
一般認(rèn)為薄膜收卷時(shí)維持薄膜張力的恒定是最有利于薄膜成品表觀質(zhì)量的。但實(shí)際上，由于薄膜層之間都夾有一定的空氣（12%～18%），因此，即使在恒定的張力條件下也會出現(xiàn)外層薄膜將內(nèi)層薄膜壓皺的現(xiàn)象。解決這個(gè)問題的方法是隨著母卷直徑的增加，按一定的規(guī)律將薄膜的張力自動進(jìn)行衰減。通常不同直徑下的張力衰減值，在收卷之前需要預(yù)先輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)，在生產(chǎn)過程中，操作人員再根據(jù)薄膜收卷情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。薄膜換卷時(shí)，薄膜轉(zhuǎn)換到新的卷芯表面，卷徑突然變化，收卷輥的轉(zhuǎn)速、各系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量都發(fā)生大的變化，引起張力的突變，以致經(jīng)常出現(xiàn)換卷斷膜現(xiàn)象。因此，在薄膜的張力控制系統(tǒng)內(nèi)，必須設(shè)有張力補(bǔ)償裝置，用以實(shí)現(xiàn)軟起動、軟停止，防止收卷的薄膜產(chǎn)生皺紋。
薄膜張力控制總結(jié)
1）薄膜收卷的質(zhì)量主要受薄膜收卷張力的影響，因此收卷輥的控制系統(tǒng)是關(guān)鍵所在。
2）薄膜的收卷質(zhì)量還受其他因素的影響，如薄膜的材料、溫度、性質(zhì)（如彈塑性）以及薄膜厚度的均勻性等等的影響。因此，設(shè)定的收卷張力必須與薄膜的這些特性相適應(yīng)。
3）薄膜收卷時(shí)的張力衰減及張力補(bǔ)償也是影響收卷質(zhì)量的重要因素。
4）為保證張力檢測的準(zhǔn)確性，在使用前，分切機(jī)構(gòu)的張力檢測輥必須在高于最大生產(chǎn)速度125倍的速度下，進(jìn)行動平衡處理，且使用時(shí)薄膜在其表面應(yīng)有足夠大的包角。