Объединение пневматических прижимных роликов с замкнутым контуром регулирования натяжения при перемотке
Руководство по системе для разделения контактного давления прижимного ролика, удержания зажима сердечника и измеряемого натяжения полотна на машинах для резки и перемотки нетканых материалов.
На линии резки и перемотки нетканых материалов прижимной ролик следует за растущим рулоном, чтобы контролировать контакт, исключать захваченный воздух или поддерживать формирование рулона. Пневматические цилиндры могут создавать податливую нагрузку при изменении диаметра рулона, а отдельные пневматические зажимы могут фиксировать сердечник во время смены рулона. Эти функции влияют на рулон, но не регулируют натяжение полотна напрямую. Фактическое натяжение относится к системе с обратной связью, использующей тензодатчик, танцующий ролик, крутящий момент привода, коррекцию скорости или другую проверенную архитектуру.
Разделение этих задач управления предотвращает распространённую ошибку при пусконаладке: изменение давления прижимного ролика для устранения проблемы натяжения, которая возникает в приводе размотки или перемотки. WarriorZ поставляет компоненты пневматики и промышленной автоматизации для заводского обслуживания и проектов оборудования. Переработчик и OEM должны проверить всю механическую, приводную, пневматическую систему и систему безопасности.
Разделите три силы в конструкции машины
Документируйте натяжение полотна, контактную нагрузку прижимного ролика и удержание зажима сердечника независимо. Натяжение полотна действует вдоль движущегося материала. Усилие прижимного ролика действует на поверхности рулона через ролик и рычажный механизм. Усилие зажима сердечника удерживает интерфейс сердечника или вала. Одно может влиять на другое, но каждое требует собственного расчёта, подтверждения датчиками и безопасных пределов.
Функция | Типовой исполнительный механизм или управление | Первичная обратная связь |
|---|---|---|
Натяжение полотна | Привод намотчика или размотчика, танцорная система | Датчик усилия, положение танцора или проверенный оценщик |
Прижимной контакт | Пневматический цилиндр с регулятором | Проверка давления в сочетании с положением ролика или усилием |
Удержание гильзы | Пневматический зажим или разжимной вал | Состояние зажима и конструкция удержания |
Аварийная остановка | Привод и выделенная тормозная или система безопасности | Диагностика функции безопасности |
Не следует предполагать, что реле давления подтверждает любое из трёх усилий на продукте. Оно показывает пневматическое состояние в своей точке измерения. Механические передаточные отношения, трение, диаметр вала, ускорение и запасённая энергия по-прежнему имеют значение.
Замыкайте контур натяжения полотна вокруг реального сигнала процесса
Rockwell Automation приложение для намотчика и размотчика с центральным приводом описывает намотку переменного диаметра с обратной связью по натяжению от тензодатчиков и регулированием крутящего момента привода. В нём также указаны тензодатчики или танцоры в качестве вариантов обратной связи и отмечено, что приложения с поверхностным приводом требуют адаптации. Это подтверждает центральную границу: замкнутое регулирование натяжения полотна требует обратной связи и поведения привода с учётом диаметра, а не только пневматического давления.
Размещайте датчик натяжения там, где он измеряет заданный участок полотна и остаётся изолированным от устранимого трения или вибрации роликов. Калибруйте его во всём утверждённом диапазоне. Учитывайте изменение диаметра рулона в расчётах крутящего момента или скорости. Настраивайте режимы ускорения, замедления, склейки и установившегося движения, поскольку ошибка натяжения часто проявляется при переходах, а не при постоянной скорости.
Если используется танцор, его пневматическая нагрузка может задавать механический диапазон натяжения, тогда как обратная связь по положению танцора корректирует привод. Даже в этом случае давление является одним из входов, а положение танцора — регулируемым сигналом. Проверяйте трение, массу, пределы хода и динамический отклик.
Калибруйте давление прижима по контактной нагрузке и качеству рулона
Проследите путь прижимной нагрузки через площадь цилиндра, давление, геометрию рычага, массу ролика, силу тяжести, подшипники и любое уравновешивание. Измеряйте контактное усилие или используйте квалифицированный метод калибровки в нескольких положениях ролика, поскольку передаточное отношение рычага может изменяться по мере роста диаметра рулона.
Festo обзор Controlled Pneumatics объясняет замкнутое регулирование давления и расхода. Пропорциональный регулятор может повторять рецепт прижимного давления или изменять его по диаметру, но рецепт должен быть проверен на твёрдость рулона, телескопирование, морщины, захваченный воздух, маркировку и конечный диаметр.
Условие испытания | Пневматическая запись | Данные рулона и полотна |
|---|---|---|
Пустая гильза | Давление, положение валика, начальный контакт | Совмещение гильзы и стабильность первого витка |
Формирование рулона | Давление в зависимости от диаметра или положения | Качество поверхности и стабильность намотки |
Диаметр, близкий к конечному | Запас хода до конца и нагрузка | Профиль рулона, плотность и состояние кромок |
Освобождение | Контролируемая разгрузка и очистка | Без повреждения поверхности или нарушения полотна |
Используйте механические ограничители хода и не допускайте выхода валика за пределы утверждённого контура. Если прижимной цилиндр достигает предельного положения, контроллер должен выдать аварийный сигнал, а не продолжать увеличивать давление.
Проектируйте зажим сердечника как функцию удержания
Рассчитайте необходимое удержание зажима или разжимного вала для ускорения, замедления, максимальной массы рулона, крутящего момента и нештатных ситуаций. Давление в зажиме не доказывает наличие трения на загрязнённом или повреждённом сердечнике. Укажите размеры сердечника, материал, поверхность, глубину вставки и допустимое состояние.
Подтвердите срабатывание зажима, прежде чем разрешить приводу намотки приложить крутящий момент. При смене рулона поддерживайте рулон перед освобождением сердечника. Определите, что произойдёт при потере воздуха или питания, пока рулон подвешен или вращается. Обратный клапан может задержать освобождение, но утечки и отказ компонентов должны оставаться в оценке рисков.
Держите воздух зажима сердечника отдельно от регулируемого прижимного давления там, где непреднамеренное общее изменение могло бы снизить удержание. Контролируйте состояния независимо и делайте диагностику на HMI конкретной.
Согласуйте последовательность линии между системами управления
Контроллер привода, контур натяжения, пневматика прижима, узел резки, зажимы сердечника и система безопасности нуждаются в явных подтверждениях взаимодействия. Перед запуском подтвердите, что сердечник удержан, прижимной валик находится в утверждённом состоянии, тракт полотна готов, резак настроен, а обратная связь по натяжению достоверна.
Во время ускорения применяйте проверенные рампы натяжения и прижима. Во время смены рулона замедляйтесь и останавливайтесь с использованием предусмотренной последовательности привода и торможения, поддержите завершённый рулон, снимите натяжение полотна по мере необходимости, отведите прижимной валик и освобождайте сердечник только когда это безопасно. Избегайте опоры на таймеры там, где доступны данные о положении, скорости, натяжении и зажиме.
Определите восстановление после обрыва полотна, отказа тензодатчика, достижения предельного хода танцующего валика, ошибки положения прижима, низкого давления зажима и отказа привода. Идентифицируйте затронутый рулон и держите его статус качества под контролем.
Рассматривайте торможение и потерю давления как функции безопасности
Пневматические прижимные цилиндры и зажимы сердечника не являются автоматически безопасными тормозами. Вращающаяся инерция может потребовать выделенной тормозной системы, согласованной с приводами. Событие потери давления может переместить прижимной ролик или освободить сердечник в зависимости от геометрии. Захваченный сжатый воздух также создаёт энергию для технического обслуживания.
Руководство Festo по безопасной пневматике утверждает, что пневматические компоненты должны оцениваться в рамках применения и что производитель машины несёт ответственность за оценку, связанную с безопасностью. Применяйте ISO 4414:2010 к пневматическим опасностям и ISO 12100:2010 к оценке рисков полной машины, включая вращающиеся валы, острые резаки, захват полотна, подъём, заправку и техническое обслуживание.
Ввод в эксплуатацию полного диапазона диаметров и неисправностей
Проверяйте минимальную и максимальную ширину рулона, диаметры, массы, скорости линии и сорта нетканого материала. Тестируйте ускорение, установившуюся скорость, замедление, нормальную смену рулона, сращивание, если применимо, и восстановление после обрыва полотна. Записывайте обратную связь по натяжению, крутящий момент привода или коррекцию скорости, давление и положение прижима, состояние зажима и результаты качества рулона на общей временной шкале.
Вводите неисправность датчика натяжения, ограничение танцующего ролика, неверную оценку диаметра, низкое давление прижима, блокировку движения ролика, потерю давления зажима и перерыв питания в контролируемых условиях испытаний. Убедитесь, что машина достигает определённого состояния, не полагаясь на пневматическое давление для остановки вращающейся инерции.
Для другого применения с натяжением текстильных валиков читайте пневматическая загрузка на валиках санфоризации денима. Чтобы обсудить цилиндры, регуляторы и зажимные компоненты после определения архитектуры натяжения, используйте запрос по перемотке нетканых материалов WarriorZ.
Официальные источники
Источники и основа проверки
Ссылки подтверждают факты, расчёты и инженерные ограничения статьи.