卧式铝箔分卷机电控系统设计.

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,卧式铝箔分卷机电控系统设计,主讲人:高瑞龙,第一章绪论,1.1铝箔在生活中的应用,一种用金属铝直接压延成薄片的烫印材料，其烫印效果与纯银箔烫印的效果相像，故又称假银箔。由于铝的质地松软、延展性好，具有银白色的光泽，假设将压延后的薄片，用硅酸钠等物质裱在胶版纸上制成铝箔片，还可进展印刷。但铝箔本身易氧化而颜色变暗，摩擦、触摸等都会掉色，因此不适用于长期保存的书刊封面等的烫印。铝箔因其优良的特性，广泛用于食品、饮料、香烟、药品、照相底板、家庭日用品等的包装材料；电解电容器材料；建筑、车辆、船舶、房屋等的绝热材料；还可以作为装饰的金银线、壁纸以及各类文具印刷品和轻工产品的装潢商标等。在上述各种用途中，能最有效地发挥铝箔性能点的是作为包装材料。铝箔是松软的金属薄膜，不仅具有防潮、气密、遮光、耐磨蚀、保香、无毒无味等优点，而且还由于其有优雅的银白色光泽，易于加工出各种颜色的美丽图案和花纹，因而更简洁受到人们的青睐。特殊是铝箔与塑料和纸复合之后，把铝箔的屏蔽性与纸的强度、塑料的热密封性融为一体，进一步提高了作为包装材料所必需的对水汽、空气、紫外线和细菌等的屏蔽性能，大大拓宽了铝箔的应用市场。由于被包装的物品与外界的光、湿、气等充分隔绝，从而使包装物受到了完好的爱护。尤其是对蒸煮食品的包装，使用这种复合名箔的材料，至少可以保证食物一年以上不变质。而且，加热和开包都很便利，深受消费者的欢送。随着人民生活水平的提高和旅游事业的进展，啤洒、汽水等饮料和罐头食品的需求量日益增多，这些都需要有现代化的包装与装潢，以利于国际市场上的竞争。近年来，为适应市场要求，人们开发出了屏蔽性好的塑料薄膜和喷镀箔等包装材料，但它们的综合性能都不如过涂层和层压加工能得到弥补和改善。因此可以说，铝箔是具有多种优良性能，比较完善的包装材料，在诸多领域中都充分显示出它宽阔的应用前景。为了提高轧制效率和铝箔产品的质量，现代化铝箔轧机向大卷、宽幅、高速、自动化四个方向进展。当代铝箔轧机的辊身宽度已达2200mm以上，轧制速度到达2023m/min以上，卷重到达20t以上。相应的轧机自动化水平也大大提高，普遍安装了厚度掌握系统(AGC)，大多数安装了板形仪(AFC)。铝箔工业正面临一个高速进展的时期。,1.2铝箔的分类,铝箔的分类有多种方法，按铝箔的厚度、外形、状态或材质都可以进展分类。铝箔按厚度差异可分为厚箔、单零箔和双零箔。厚箔：厚度为0102mm的箔。单零箔：厚度为0Olmm和小于01mm的箔。双零箔：所谓双零箔就是在其厚度以mm为计量单位时小数点后有两个零的箔，通常为厚度小于0.0075mm的铝箔。用英文表达时，厚箔称为“heavy gaugefoil。国外有时把厚度40ltm的铝箔称为light gauge foil，而把厚度40btm的铝箔统称为heavy gaugefoil。铝箔按外形可分为卷状铝箔和片状铝箔。铝箔深加工毛料大多数呈卷状供给，只有少数手工业包装场合才用片状铝箔。铝箔按状态可分为硬质箔、半硬箔和软质箔。硬质箔：轧制后未经软化处理(退火)的铝箔，不经脱脂处理时，外表卜有残汕。因此硬质箔在印刷、贴合、涂层之前必需进展脱脂处理，假设用于成形加工则可直接使用。半硬箔：铝箔硬度(或强度)在硬质箔和软质箔之间的铝箔，通常用于成形加工。软质箔：轧制后经过充分退火而变软的铝箔，材质松软，外表没有残油。目前大多数应用领域，如包装、复合、电工材料等，都使用软质箔。铝箔按外表状态可分为一面光铝箔和两面光铝箔。一面光铝箔：双合轧制的铝箔，分卷后一面光亮，面发乌，这样的铝箔称为一面光铝箔。一面光铝箔的厚度通常不超过o025mm。两面光铝箔：单张轧制的铝箔，两画和轧辊接触，铝箔的两面因轧辊外表粗糙度不同又分为镜面二面光铝箔和一般二面光铝箔。二面光铝箔的厚度一般不小于001mm。铝箔按加上状态可分为素箔、压花箔、复合箔、涂层箔、上色铝箔和印刷铝箔。素箔：轧制后不经仟何其他加工的铝箔，也称光箔。压花箔：外表上压有各种花纹的铝箔。复合箔：把铝箔和纸、塑料薄膜、纸板贴合在起形成的复合铝箔。涂层箔：外表上涂有各类树脂或漆的铝箔。上色铝箔：外表上涂有单一颜色的铝箔。印刷铝箔：通过印刷在外表上形成各种花纹、图案、文字或画面的铝箔，可以是一种颜色，最多的可达12种颜色。,其次章 分卷机电控系统设计方案,2.1铝箔分卷机综述,1综述,铝箔分卷机是铝箔加工中的精整设备，将铝箔轧机进展叠轧轧制(双合轧制)后的一卷双张铝箔分为两卷单张并剪切有肯定宽度、卷径长度的铝箔成品。铝箔分卷是铝箔生产的重要工序，分卷机的剪切质量对铝箔的质量和成品率有着重要影响。铝箔生产要求分卷机机列速度稳定、开卷及卷取张力恒定、张力梯度、掌握精度高，同时必需要有高的生产效率来满足铝箔规模化生产的需要。由于进口铝箔分卷机引进费用相对高，局部铝箔生产企业无力量购置进口分卷机。这里结合铝箔生产实际论述立式铝箔分卷机的构造特点及分卷机的设计要点。,2设备组成,铝箔分卷机由上料系统、分卷系统、卸料系统及电控系统组成。分卷系统由开卷机、剪切刀轴、导辊及卷取机等设备组成是分卷机的核心局部。上料系统由上料小车，开卷机组成。卸料系统由卸料小车、卷取轴夹紧装置和卷材小车组成。其中：开卷机、传动导辊、剪切刀轴及卷取机由电机驱动。,3工艺流程,首先利用上料系统依据手动或自动方式将铝箔轧机轧制的成品铝箔送到开卷机上；然后依据产品需要设定剪切宽度，经分切系统中的刀盘分切成不同宽度的成品箔，由上下卷取机分别卷取成卷，再由分切系统中的卸料杆将卷取机上的成品铝箔卷送出分切系统；此后利用卸料系统依据手动或自动方式将成品铝箔卷从分切系统中的卸料杆上取走，再将空卷轴送到分切系统，然后将成品铝箔送到存储台上；最终通过拔轴系统将卷轴从成品铝箔卷中拔出，从而完本钱工艺段操作。,4主要技术参数,铝箔分卷机的主要技术参数如下：,a.来料宽度：1000mm1850mm,b.来料厚度：20.006mm0.03mm,c.来料外径：2200mmMax,d.分切条数：Max.6条,h.张力掌握精度：1,f.机列速度：1000M/minMax,g.速度掌握精度：0.1,e.成品外径：800mmMax,然而，对于较小直径的深孔(如632mm)用上述高速钢深孔钻头加工消失了不能断屑，导致堵屑而无法使用的状况。为此，我们对于较小直径深孔钻头进展了进一步研制，效果同样很抱负。,5关键构造,1剪切机构,依据分卷铝箔厚度不同，铝箔分卷机配有两套剪切刀轴，分别使用蝶形刀片和剃须刀片，每套剪切刀轴由上刀轴、下刀轴组成，上刀轴依据剪切的需要可安装蝶形刀片或剃须刀片，下刀轴通过更换下刀片适应剪切刀片，满足不同厚度铝箔的剪切。剪切不同厚度的铝箔时通过操作机构可以快速更换剪切刀轴，剪切过程中刀片与刀槽的剪切位置极为关键，可通过刀轴摇摆调整和刀架上的调整机构来调整刀片与刀槽的深度和位置。剪切铝箔厚度00060015mm时承受剃须刀片进展剪切，铝箔厚度大于0015mm或更厚的箔材，承受碟形刀片进展剪切。,2卷取机构,铝箔分卷机布置有上、下两套卷取机。两套卷取机的构造和掌握方式一样，每台卷取机与驱动电机联接。依据用户对铝箔成品卷的要求不同，卷取轴分为75mm和d150mm两种。卷取机同时满足两种卷取轴的使用。卷取轴在生产中需要快速与卷取机相连，实现卷取、卸卷、上轴等步骤，卷取轴两端与传动连接部位为承受滚动轴承与弧齿连接的构造，保证每一次上轴位置与分卷机内的各导辊平行、传动牢靠。卷取机的驱动电机承受沟通变频掌握技术，驱动电机要保证卷取张力梯度的稳定。随着卷取卷径的增加，卷取张力是线性递减的，称为张力梯度。如在卷取过程中，张力恒定会使铝箔料卷内、外部软硬不一，掌握张力梯度的目的就是使铝箔料卷的内、外软硬一样。因此卷取机的张力掌握精度是保证成品卷质量的关键。卷取轴在工作时，铝箔料卷垂直外表上有2个压平辊紧紧压靠在铝箔料卷上，为了保证成品铝箔的产品质量，卷取过程中要通过合理地调整压平辊的面压值和卷取张力来掌握分卷的平坦度和铝箔卷取密度。,3卸卷机构,完成铝箔成品卷的卸卷、抽卷取轴等工作，提高铝箔分卷机的工作效率。它由卸卷小车、卷取轴夹紧装置和卷材小车组成。当卷取的铝箔成品卷到达工艺要求后，分卷机停顿工作，卸卷小车驶向分卷机，把起上、下卷取轴及铝箔成品卷，同时驶向卷轴夹紧装置和卷材小车，将两带有卷取轴的铝箔成品卷放在卷材小车上，通过夹紧装置取轴，卸卷小车行走，完成抽取卷取轴等工作。,2.2铝箔生产工艺的特点,铝箔分卷机首先是要稳定、高速工作，工作时对通过的铝箔不能消失影响铝箔外表质量的任何缺陷。由于分卷铝箔厚度在0006003mm，作用在分卷铝箔上的拉力很小，最小张力值为t25N。加之铝箔生产需要长期稳定的工作，所以对铝箔分卷机的设计和制作提出了很高的要求。国内局部企业早在几年前就开头研制铝箔分卷机，但由于各种缘由设计、制造的铝箔分卷机还存在很多不如人意的方面，关键在于没有深入了解铝箔生产工艺对生产设备的特殊要求，分卷机的关键部件的设计、制作存在缺乏而造成。,。,第三章 张力掌握方案原理介绍,对张力的掌握有两个途径，一是可掌握电机的输出转矩，二是掌握电机转速，对这两个途径，md300设计了两种张力掌握模式。,卷取机承受张力掌握系统，开卷机、刀轴承受速度掌握系统。由开卷机速度掌握系统掌握机列速度，因而速度不会失控；力掌握系统来调整，开卷张力通过转变刀轴电机输出转矩的大小和方始终调整。当刀轴电机输出转矩很小，仅用于维持刀辊群转动时，开卷张力等于两个卷取机张力之和；当刀轴电机输出转矩与导辊群转动方向一样并增大时，开卷张力等于两个卷取机张力与刀轴电机产生的拉力之和；当刀轴电机输出转矩与导辊群转动方向相反并增大时，刀轴电机分担了一部卷取机对开卷机的拉力，开卷张力随之削减。,3.1开环转矩掌握模式,开环是指没有张力反响信号，变频器仅靠掌握输出频率或转矩即可到达掌握目的，与开矢量或闭环矢量无关。转矩掌握模式是指变频器掌握的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。,依据公式F=T/R其中f为材料张力，t为收卷轴的扭矩，r为收卷的半径可看出，假设能依据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以掌握材料上的张力，只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩的转矩主要作用于材料上。,Md系列变频器在闭环矢量有速度传感器矢量掌握下可以准确的掌握点机输出转矩，使用这种掌握模式，必需加装编码器,3.2与开环转矩模式有关的功能模块：,1、张力设定局部：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料；卷曲成型的要求等实际状况相对而定，需由使用者设定。张力锥度可以锥度可以掌握张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。,2、卷径计算局部：用于计算或获得卷径信息，假设用线速度计算卷径需要用到线速度输入局部，假设用好厚度累计计算卷径需要到厚度累计计算卷径相关参数功能局部。,3、转矩补偿局部：电机的输出转矩在加减速时有一局部要用来抑制收放卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿局部可以通过适量的参数设置自动地依据加减速速率进展转矩补偿，使系统在加减过程中仍获得稳定的张力。摩,擦补偿可以抑制系统阻力对张力产生的影响,3.3闭环速度掌握模式,闭环是指需要张力的位置检测反响信号构成闭环调整，速度掌握模式是指变频器依据反响信号调整输出变频，而到达掌握目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量掌握;有速度传感器矢量掌握和v/f掌握三种方式中的任何一种。,该掌握模式的原理是通过材料线速度于实际计算一个匹配频率设定值f1，在通过张力位置反响信号进展pid运算产生一个频率调整值f2，最终频率输出为f=f1+2。F1可以根本使收放卷棍的线速度于材料线速度根本匹配，然后f2局部只需略微调整即可满足掌握需求，很好的解决了闭环掌握中响应快速性和掌握稳定性地冲突。,这种模式下，张力设定局部无效，在fa-00pid给定源中设定系统掌握的目标值，掌握的结果是使张力位置的反响信号稳定在pid的