Пневматический вал для плёночных перемоточных машин

Пневматический вал для плёночных перемоточных машин должен делать то, чего никогда не требует бумага: надёжно зажимать лёгкую тонкостенную гильзу, чтобы передавать крутящий момент, не смяв её и не давая ей проворачиваться по мере намотки рулона. Плёнка тонкая, скользкая, чувствительная к царапинам и обычно наматывается быстрее и при более низком натяжении, чем бумага, поэтому валы, скопированные с бумажной перемотки, часто дают телескопированные рулоны, растрескавшиеся гильзы и проскальзывание.

В этом руководстве рассматривается, что меняется, когда полотно — плёнка, как подобрать элемент к гильзе, откуда берутся момент и проскальзывание, и что указывать при заказе.

Чем перемотка плёнки отличается

Три свойства плёнки определяют почти каждое решение по валу.

Низкое трение на гильзе. Гильзы для плёнки обычно пластиковые или тонкостенные фибровые — более гладкие и мягкие, чем бумажные, — поэтому сцепление зависит от геометрии контакта не меньше, чем от усилия.

Чувствительность к натяжению. Плёнка растягивается. Слишком большое натяжение даёт жёсткий рулон с растрескиванием или смятием гильзы; слишком малое — мягкий рулон, который телескопируется при транспортировке. Вал должен надёжно удерживать гильзу, чтобы натяжение, заданное оператором, было тем самым натяжением, которое ощущает полотно.

Повреждение поверхности. Элемент, врезающийся в гильзу, заусенец на кулачке или гильза, насаженная молотком, — всё это означает забракованные рулоны; на плёнке любая деформация гильзы портит первые метры.

Скорость тоже важна: линии плёнки часто работают быстрее сопоставимых бумажных, поэтому баланс и прогиб вступают в игру раньше, чем момент.

Начните с гильзы, а не с вала

Гильза — это то, за что вы на самом деле зажимаете, поэтому она задаёт правила.

• Внутренний диаметр гильзы. 3 дюйма и 6 дюймов (76 мм и 152 мм) покрывают большинство работ с плёнкой. Измеряйте гильзы как есть, а не по каталогу — вал, подобранный под номинальный диаметр, может не заполнить заниженный.
• Толщина стенки и материал. Тонкостенные пластиковые гильзы деформируются под точечной нагрузкой. Это самая частая причина, по которой плёночная перемотка рвёт гильзы.
• Состояние и допуск гильзы. Изношенные, овальные или некруглые гильзы проскальзывают, каким бы хорошим ни был вал.
• Вес рулона и готовый диаметр. Вместе с внутренним диаметром гильзы они определяют момент, прогиб и выбор тела вала.

Чтобы освежить, как вал расширяется в гильзе, см. как пневматический вал удерживает бумажную или плёночную гильзу, где разобран механизм.

Кулачковый, лепестковый или ленточный: что лучше раскрывается на плёночных гильзах

Раскрывающийся элемент определяет, как усилие доходит до гильзы, и на плёнке это распределение важнее самого усилия.

Ленточный (лепестковый) тип. Длинные элементы распределяют нагрузку по всей окружности и длине, что делает их обычной рекомендацией для тонкостенных и пластиковых гильз: нет сосредоточенного контакта, который мог бы смять или растрескать гильзу. Они также обеспечивают хорошую соосность, что помогает на скорости.

Кулачковый тип. Отдельные кулачки концентрируют усилие в маленьких пятнах контакта и дают высокое сцепление на твёрдых толстостенных гильзах. На мягкой пластиковой гильзе эта концентрация вызывает местную деформацию — а как только гильза деформируется, сцепление падает и начинается проскальзывание.

Для тонкостенных или пластиковых гильз ленточный или лепестковый тип обычно безопаснее в начале. Компромиссы изложены в сравнении кулачкового и лепесткового пневматических валов, а вся линейка — в пневматических валах 3–6 дюймов. Там, где режим тяжёлый, а гильза жёсткая, кулачковый пневматический вал остаётся правильным выбором.

Момент, проскальзывание и нарастающий рулон

Требуемый от вала момент — это натяжение полотна, умноженное на радиус рулона, поэтому он растёт по мере намотки. Удерживающая способность должна превышать наибольшее значение, которое возникнет, — включая момент разгона и торможения, а не только установившийся режим.

Удерживающая способность растёт с коэффициентом трения в контакте, нормальным усилием от камеры и эффективным радиусом — приблизительно T ≈ μ × N × r. Считайте это соотношением, а не номиналом: материал гильзы, геометрия контакта и состояние поверхности влияют на результат, и только изготовитель может присвоить номинал конкретной модели.

Отсюда два следствия: проскальзывание только на больших рулонах означает, что вы у предела момента — нужно больше сцепления или бóльшая гильза, а не бóльшее давление; проскальзывание при пуске указывает на разгон и состояние гильзы до вала.

У проскальзывания свой путь диагностики в проскальзывании пневматического вала при перемотке: 7 причин и решений. Сцепление и натяжение также связаны: перемотка, неспособная удерживать стабильное натяжение, продолжает давать симптомы проскальзывания при любом установленном вале — см. автоматические регуляторы натяжения и датчики натяжения с подушечным подшипником.

Скорость, баланс и прогиб

На высокоскоростных линиях плёнки геометрия обычно даёт о себе знать раньше, чем момент.

Биение и баланс. Вал с заметным биением даёт рулон, который выглядит нормально на машине и телескопируется на поддоне; на скорости дисбаланс отпечатывается в рулоне в виде периодических полос.

Прогиб. Длинные валы с тяжёлыми рулонами изгибаются под нагрузкой, сильнее всего в середине пролёта — именно там, где плёнка наиболее чувствительна к колебаниям натяжения. Если пролёт и нагрузка велики, обсудите диаметр и материал тела, а не подбор только по гильзе.

Материал тела. Алюминий снижает вес при частой смене рулонов операторами; сталь даёт бóльшую жёсткость при том же сечении. Выбирайте по пролёту, нагрузке и удобству обращения, а не по привычке.

Если вы задаёте параметры с нуля, см. индивидуальный пневматический вал: какие спецификации вам нужны — там перечислены данные, необходимые изготовителю для точного расчёта.

Когда дифференциальный вал — лучший ответ

Если плёнка разрезается на несколько узких полос и наматывается на один вал, один раскрывающийся вал не может удерживать каждую полосу в одинаковом натяжении — полосы, чуть более толстые, натягиваются, а соседние ослабляются. Это проблема управления натяжением, а не вала.

Дифференциальный вал для продольной резки позволяет каждой гильзе проскальзывать с собственным контролируемым моментом, поэтому полосы наматываются с постоянным натяжением, несмотря на небольшие различия в толщине. Логика выбора объяснена в сравнении пневматического и дифференциального валов. Многие предприятия используют оба: пневматические валы на размотке и одноширинной перемотке, дифференциальные — на многостриповой перемотке после продольной резки.

Соответствие вала машине

Предохранительные кулачки (safety chucks). Вал соосен не больше, чем удерживающие его кулачки. Изношенный предохранительный кулачок STO/STW или FLO/FLW позволяет валу сесть не по оси и снова вызывает биение; выбор и монтаж предохранительного кулачка разбирает подробности.

Подача воздуха. Используйте давление из таблички, чертежа или руководства — универсального значения не существует, и его превышение угрожает гильзе задолго до того, как валу. Установите фильтрацию и редуктор на машине, чтобы операторы не могли выкручивать давление, чтобы «исправить» проскальзывание.

Монтаж и обращение. Бóльшая часть повреждений плёночных гильз происходит вне машины: валы на полу, гильзы насаженные молотком, элементы оставлены выдвинутыми. См. как установить пневматический вал и как обслуживать пневматический вал.

Универсальный пневматический вал подходит для многих одноширинных перемоток плёнки; там, где нужны запчасти под бренд, серия XWDGM — обычная отсылка.

Дефекты и на что они указывают

• Гильза смята или растрескалась у отверстия. Контактная нагрузка слишком сосредоточена — кулачок на тонкостенной гильзе или давление выше номинала.
• Рулон телескопируется на хранении. Проворот гильзы из-за пограничного сцепления или биения вала.
• Проскальзывание только на больших диаметрах. Момент у предела по мере роста радиуса.
• Периодические полосы по рулону. Дисбаланс, биение или изношенный предохранительный кулачок.
• Первые метры в брак. Деформация гильзы при загрузке или заусенец на элементе.

Практический чек-лист выбора

Пройдитесь по ним по порядку, и у вас будет всё, что нужно изготовителю:

1. Внутренний диаметр гильзы, толщина стенки, материал и измеренный допуск.
2. Количество гильз по ширине вала и ширина полотна.
3. Максимальный готовый диаметр рулона и вес рулона.
4. Диапазон натяжения полотна и способ его контроля.
5. Скорость линии, а также темпы разгона и торможения.
6. Длина вала, схема опоры и модель предохранительного кулачка.
7. Требования к балансу и биению, если их оправдывают скорость и ширина.
8. Доступная на машине подача воздуха и номинальное давление имеющегося вала.

Затем сравните отобранные варианты с как выбрать пневматический вал для вашей машины. Для продольно-резательной перемотки, а не чистой перемотки, пневматический вал для машин продольной резки охватывает различия.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли использовать один пневматический вал для плёнки и бумаги? Иногда, но ограничение — гильза: вал, настроенный на тяжёлые бумажные гильзы, может концентрировать нагрузку так, что деформирует тонкостенные пластиковые гильзы. Проверьте тип элемента и номинал по самой лёгкой гильзе, с которой вы работаете.

Почему мой рулон плёнки проскальзывает, хотя вал новый? Новый не значит подобранный. Проскальзывание обычно уходит корнями в состояние и допуск гильзы, тип элемента относительно стенки гильзы или превышение требуемым моментом сцепления на больших диаметрах.

Нужен ли мне дифференциальный вал для перемотки плёнки? Только когда на один вал перематывается несколько разрезанных полос; для одного полноширинного рулона обычный пневматический вал правильнее и проще.

Стоит ли повышать давление воздуха, чтобы остановить проскальзывание? Нет — используйте номинал из таблички. Если сцепления недостаточно при номинальном давлении, причина в типе элемента, выборе гильзы или требуемом моменте, а лишнее давление угрожает гильзе.

Как часто следует осматривать пневматический вал плёночной линии? Следуйте руководству по модели и процедуре предприятия, а не фиксированному календарю. Осматривайте чаще в пыльной или влажной среде и после любой аварии с гильзой.

Подберите правильный вал для вашей линии плёнки

XW Machinery производит пневматические раскрывающиеся и дифференциальные валы, а также натяжное и направляющее оборудование к ним для линий плёнки, фольги, ламината, этикетки и гибкой упаковки. Пришлите размеры гильз, веса рулонов, диапазон натяжения и скорость линии — и мы порекомендуем тип элемента, тело и схему кулачков, либо скажем, когда дифференциальный вал будет лучше.

Запросить расчёт или изучите линейку пневматических валов.

Related Categories

• Air Expanding Shafts