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当聚焦包装印刷复卷装置及其张力控制原理下

发布时间:2021-09-10 20:55:26 阅读: 来源:晶钢门角码厂家

聚焦包装印刷复卷装置及其张力控制原理(下)

三、复卷张力控制系统

复卷张力控制系统有两种:恒定张力和递减张力控制系统。在张力恒定的复卷系统中,纸带开始被卷绕在纸卷芯上的张力与最后卷绕在纸卷上的张力是相同的。而在递减张力系统中,最后在纸卷上卷绕时的张力比纸带初始在纸卷芯上卷绕时的张力要小。例如,如果纸带在纸卷芯上卷绕时承受的张力是每厘米宽度上为400g,而最终在纸卷上卷绕时为每厘米宽度上200g,那么就称其所承受的张力为2:1递减。

中心复卷装置既可以提供恒定张力,又可提供递减张力。辊式表面复卷装置只能提供恒定的张力。

性能良好的复卷张力控制系统应该能够使卷绕的纸卷有平直的边缘和均匀的密度,同时能够保证印刷机组的套准精度和图文重复长度。为了满足这些要求,张力控制装置必须能够对印刷机的加速和减速作出快速反应,能够对所卷绕的纸卷直径的变化作出补偿,当复卷装置采用高速接纸时还应当能够快速完成纸卷的速度转换。其传动装置必须能够适应宽幅或窄幅纸带、柔性的、刚性的或可延展性材料,而且在某些情况下还能够处理已经打孔的纸带。

1、恒定张力系统

恒定张力卷绕系统最常用的控制器是浮动辊控制装置(图4)(略)。给浮动辊加载可以用重物、气压或力矩电动机等方式。张力变化使浮动辊产生的任何运动都会向复卷驱动装置发出信号,使其加速或减速,从而使浮动辊保持在一个给定的位置。

控制复卷驱动装置的另一个方法是使用张力传感器(有时称为应变仪放大器),如图5所示。其控制原理与浮动辊装置类似,只是采集张力信号的方式不同而已,其中与张力传感器装置相连的固定辊取代了浮动辊。这种系统具有非常精确的线性位移/负荷关系特性。所以,该张力传感器的偏转与施加在它上面的纸带张力成正比关系。一个微小的偏转(0.02mm)就能够涵盖全部所需的张力范围。因此这个传感系统反应非常迅速、精确。

复卷电动机可以是直流电动机,也可以是配备了涡流离合器的恒定速度交流电动机。直流电动机比较贵,但由于其性能优越,已经成为新型设备上的标准配置。

2、递减张力系统

递减张力卷绕所使用的控制器可以采用多种方法。一个方法就是通过使用固态电路的电子控制器来控制。该控制器接收来自主传动系统的两个电信号。第一个信号必须与线速度成比例,而第二个则与加速度成比例。

与线速度成比例的信号通常是从安装在主传动装置上的测速发电机得到的。与主传动装置的加速度成比例的信号是从主传动控制系统得到的。不管使用的是直流电动机还是涡流离合器,控制器都能调节卷绕装置传动轴的输出功率。在控制器的内部配备有调整装置,使张力能够随着纸卷尺寸的增大而减小,从而提供一个递减的张力。使用这种类型的设备时,只需一个单独的卷绕驱动装置和控制器,即:抽取润滑剂试样的泵;使磨损微粒磁化沉积的强磁铁;构成铁谱的透明底片即可获得较大的张力控制范围。

通过改变张力的大小,以适应不同的料带材料厚度和宽度。操作人员首先设定一个张力数值,调节器就会根据在系统中为递减模式所编制的程序使之减小。人们可以在系统中为不同的递减模式编制多个程序,而且可以按照任何给定的运行状态通过一个选择开关来选择需要的递减模式。由于这种类型的复卷驱动装置只产生扭矩,因而无法确切的确定哪一部分用于克服摩擦和风阻,哪一部分用于产生纸带张力。实际中需要操作者具有丰富的经验。在确定复卷电动机的大小时,必须把操作者进行风阻和摩擦损失调整时的经验因素考虑在内。对于浮动辊控制系统,纸带中的张力仅仅是浮动辊负荷的函数,因此,摩擦、风阻和惯性都不影响驱动装置的操作。

递减张力控制器系统也可采用前述的张力传感器。这种系统可以用一个电位计(操作者的张力设定装置)随时对递减比率进行调整,而且能够在相应的仪表或显示器上显示张力的读数。由于这一系统没有料带材料的存储,因而它不能吸收偏心纸卷、接纸操作或其它非正常情况造成的张力冲击。但是这种装置在设计时加入了补偿系统可以应付此类问题。

表1是不同复卷驱动装置的特性对比,包括相对成本、控制的复杂性、是否要与主传动装置连接、张力控制范围以及是否为张力递减调整等。表中的百分比数值以浮动辊位置驱动装置为参考基准点(100%)。

由浮动辊位置控制的系统其控制复杂程度低,张力范围中等,对需要小张力的卷绕材料可进行良好的控制。递减张力驱动系统具有中等张力范围,能够对要求较大张力的理顺生产管理流程卷绕材料进行较好的控制术后6月。这一系统要求与主传动装置结合为一体,控制复杂性为中等,而且比浮动辊位置控制系统的成本高

采用递减张力和浮动辊位置组合控制的系统也被广泛使用,这样可以得到更大的张力控制范围。在这种情况下,当卷绕较重的材料时,就避开浮动辊,驱动装置以张力递减的方式进行卷绕。当卷绕较轻的材料时,则使用浮动辊,这时控制装置通过电路转换变为浮动辊位置控制模式。

张力传感器控制系统的张力范围大,而且能够直接读出张力值。这种系统不要求与主传动装置结合为一体,而且可以随时调整为递减控制模式。该系统在复杂程度和购置花费上都列为“较高”。

如果复卷驱动装置采用高速接纸方式时,既可配置单个电动机也可配置双电动机。双电动机的驱动装置有多个优点,并可以对两个纸卷轴都进行电气制动。它不需要辅助的纸卷轴离合器就可以很容易地完成从满卷到空纸卷芯的高效率、高速度转换。在与高速接纸的复卷装置结合为一体的单个电动机系统上,必须使用离合器把驱动电动机与各纸卷轴结合在一起。尽管能够用“滑动”新纸卷离合器的方法使得新旧纸卷达到线速度匹配,但这种方法不如双电动机系统那样可靠或平稳。鉴于此原因,大多数新型设备上都把双电动机系统用作标准配置。

3、表面卷绕复卷张力控制系统

大多数表面卷绕复卷装置所使用的张力控制装置比上述那些装置简单。双辊或单辊表面卷绕复卷装置通常都用齿轮与主传动装置相连,使卷绕辊以与运行速度成比例的速度进行驱动。为了确定给定的张力,通常都使用一个变速驱动装置。操作者对复卷装置进行调整时,使它的运行比印刷机更快,由于被卷绕的材料在复卷辊上的滑移,建立了纸带的张力。

在某些应用场合,表面卷绕装置由一个随动型直流电动机,或涡流离合器+驱动电动机的组合装置来驱动。这里还是由操作者在一根卷绕辊上设定基本的卷绕张力,而另一根辊则持续工作使纸卷卷紧,两根卷绕辊之间的速差通常是通过传动装置得到的。然而,现在已经有采用双直流电动机驱动的装置在使用了,操作者可调节电机转速为两根卷绕辊选择不同的速度设置。采用这个方法,即可按照为两根辊设置的不同速度获得具有较大差别的纸卷硬度。

单辊系统中则没有利用差速卷紧的效果。卷绕的张力由操作者通过机械或电气速度控制器来设置。

4、不同材料对张力控制的适应性

相当多的包装材料使用递减张力卷绕可获得最佳效果,但也有一部分材料需要使用恒定张力。表2中列出了一些具有代表性的材料以及实践中证明它们所适应的卷绕张力和相应卷绕方法。然而,不管用哪种方法卷绕纸带,都必须使用相应的传感装置进行正确的张力控制。

包装印刷复卷设备有两种基本类型:中心卷绕和表面卷绕。为了得到紧密均匀的复卷,不同卷绕方式又分为多种不同的驱动方法、卷绕结构以及相应的张力控制系统。按照所用承印物的材质以及不同卷绕装置的特性,印刷机设计制造者或使用者可根据需要选择正确的复卷方法或配置方案。

北京印刷学院 程常现

来源:广调理横梁移动改变输出量东包装

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