Web Gerginlik Kontrol Sistemi Nedir?
Share
Web Gerginlik Kontrol Sistemi Nedir?
Web gerginlik kontrol sistemi, hareketli banda açmadan dilimleme, baskı, kaplama veya laminasyona ve sarmaya kadar uygulanan çekme kuvvetini oluşturan, ölçen ve tutan kapalı döngüdür. Tek bir cihaz değildir; bir tork kaynağı, bir ölçüm noktası, bir kontrol cihazı ve aralarındaki mekanik yoldur — hepsi birlikte malzemenin düz, registerlı ve tekrarlanabilir yoğunlukta sarılmasını sağlar.
Çoğu gerginlik sorunu kontrol cihazı sorunu değildir; mimari sorunudur: tork kaynağı yanlış yerde, bir bölgede birbirine rakip iki hız ustası veya sensör bantla ilgisi olmayan bir kuvveti ölçüyordur. Bu yazı sistemi bir sistem olarak açıklar, böylece arızalı bloğu önce siz bulursunuz.
Gerginlik Torktan Gelir, Kontrol Cihazından Değil
Her gerginlik tartışması aynı denklemle başlar:
T (N·m) = F (N) × R (m)
T makara miline uygulanan tork, F tüm genişlik boyunca toplam bant gerginliği ve R o andaki makara yarıçapıdır. Tersine çevirirsek operatör için önemli olan forma ulaşırız: F = T ÷ R.
Bu ters çevirme, bir hatta görülen çoğu gerginlik belirtisini açıklar. Açma makarası boşaldıkça R düşer, böylece aynı fren torku daha fazla gerginlik üretir ve kontrol cihazı torku çapa orantılı azaltmadıkça bant giderek gerilir. Sarma makarası büyüdükçe R artar, böylece aynı kavrama torku daha az gerginlik üretir ve makara ortada yumuşar — tork artırılmazsa. Kontrol cihazı değişmemiştir; yalnızca yarıçap değişmiştir.
Kontrol cihazı gerginlik üretmez; yalnızca aktüatöre ne kadar akım gideceğine karar verir. Banttaki gerçek kuvvet bir fren, kavrama veya sürücü motordan gelir. Birisi "kontrol cihazı gerginliği tutmuyor" dediğinde dürüst ilk soru aktüatörün ne yaptığıdır.
Dört Yapı Taşı
1. Aktüatör — torkun üretildiği yer. Açmada bu genellikle, ana makarayı geri tutan ve bandın yük altında çekilmesini zorunlu kılan manyetik toz frenidir. Sarmada ise bandı göbeğe çeken manyetik toz kavramasıdır. Tahrik edilen bir nip'te bir motor ve redüktördür. Toz cihazları, torkun bobin akımını neredeyse doğrusal takip etmesi, sürtünme plakası aşınması ve düşük hızda stick-slip olmaması nedeniyle gerginlik görevine hâkimdir.
2. Sensör — gerginliğin ölçüldüğü yer. Bir merdane altındaki yük hücresi bant kuvvetini elektriksel sinyale çevirir. Yastık blok gerginlik sensörleri rulman bloklarının altında oturur ve bir merdanedeki toplam kuvveti okur. Konsol gerginlik yük hücreleri alan dar olduğunda ölü mil üzerine monte edilir. Mili gövdeli web gerginliği sensörü ise özel bir merdaneyi ölçüm elemanına dönüştürür.
3. Kontrol cihazı — kararın verildiği yer. Set değerini ölçülen değerle karşılaştırır ve genellikle saniyede binlerce kez aktüatör akımını ayarlar. Kompakt gerginlik kontrol cihazı yerel ekranlı tek bir dar bant istasyonuna uygun. Tam bir otomatik web gerginliği kontrol cihazı taper gerginlik, çap takibi ve çok bölgeli kapalı döngü sarmayı yönetir.
4. Mekanik yol — gerginliğin kazanıldığı veya kaybedildiği yer. Idler rulmanları, sarım açısı, danser kolları, aşınmış kayışlar ve hizalanmamış merdaneler banttaki kuvveti değiştirir. Mükemmel bir kontrol cihazı sıkışmış bir idleri telafi edemez. Bu blok sorun gidermede en sık atlanandır ve çoğu "rastgele" değişimin nedenidir.
Her Bölge İçin Bir Hız Ustası ve Bir Tork Kaynağı
Bu, stabil bir hattı salınımlı olandan ayıran ve alıcıların nadiren söylediği kuraldır.
Bir gerginlik bölgesi, onu kontrol eden iki nokta arasındaki bant uzunluğudur. Bu sınırlar arasında bir nokta hızı, diğeri torku kontrol etmelidir. Aynı şekilde asla ikisi birden değil.
- Bir bölgede iki hız kontrollü nokta birbirine rakip olur. Her biri bant hızını ayarlamaya çalışır. Yüzde birkaç onda bir uyumsuzluk, bant sert ve hatanın gidecek yeri olmadığı için şiddetli bir gerginlik salınımı olarak görünür.
- İki tork kontrollü nokta hızı tanımsız bırakır. Bantın ne hızla hareket ettiğini hiçbir şey belirlemez; malzeme sürüklenir, debelenir veya durur.
- Bir hız noktası artı bir tork noktası stabilidir. Hız hızı, tork gerginliği belirler ve ikisi hiç kavga etmez.
Tipik bir dilimleyici-sarıcıda bu iki bölge oluşturur. Bölge bir, açma freninden besleme nip'ine kadardır: fren tork kaynağı, besleme nip sürücüsü hız ustasıdır. Bölge iki, besleme nip'inden sarmaya kadardır: besleme nip hâlâ hız ustası, sarma kavraması tork kaynağıdır. Besleme nip paylaşılan sınırdır ve makinedeki tek hız ustasıdır.
Bir hat sabit frekansta salınıyorsa önce bu kuralı kontrol edin. Daha sonra "çekmeye yardım etmek için" eklenen ikinci bir değişken frekanslı sürücü klasik ihlaldir ve hiçbir kontrol cihazı ayarı bunu düzeltemez.
Bir Hattın Gerginlik Üretmesinin Üç Yolu
| Yöntem | Nerede etki eder | Tipik aktüatör | En uygun olduğu yer |
|---|---|---|---|
| Açma karşı gerginliği | Ana makarayı frenler | Manyetik toz freni | Dilimleme, baskı, laminasyon |
| Sarma çekişi | Bitmiş makarayı sürer | Manyetik toz kavraması | Sarma, bobinleme |
| Çekiş veya hız farkı | İki tahrikli nip arasında | İki servo veya vektör sürücü | Kaplama, kurutma fırınları, çok bölgeli hatlar |
Çoğu makine yöntemleri birleştirir. Bir dilimleyici-sarıcı açma karşı gerginliği artı sarma çekişini kullanır. Uzun fırınlı bir kaplayıcı genellikle fırın boyunca çekiş kontrolü ve açmada bir fren kullanır.
Açık Döngü, Kapalı Döngü ve Danser Kontrolü
- Açık döngü aktüatör akımını bir makara çapı hesaplamasından belirler ve gerçek gerginliği hiç ölçmez. Kağıt, karton ve orta hızdaki toleranslı malzemeler için ucuz ve yeterlidir.
- Kapalı döngü gerçek bant kuvvetini ölçer ve sürekli düzeltir. Yaklaşık 25 µm altındaki filmler, alüminyum folyo, lityum elektrot ve separatör ile birkaç newtonun makaranın sevk edilip edilmediğine karar verdiği her hat için fiilen zorunludur.
- Danser kontrolü hem sensör hem birikimci olarak hava silindiri veya ağırlık üzerindeki hareketli bir merdane kullanır. Kısa bozulmaları iyi emer ancak atalet ekler ve dikkatli mekanik kurulum gerektirir.
Neyi Ölçtüğünüz Kadar Nerede Ölçtüğünüz de Önemlidir
İki merdane arasındaki bant rijit değildir; uzun, hafif bir yay gibi davranır. Her metre serbest açıklık uyum ve gecikme ekler. Frenin üç metre aşağısına yerleştirilen bir sensör, yarı metre yakınına göre gerginlik değişimini daha geç görür ve sinyal ulaştığında kontrol cihazı çoktan aşırı düzeltme yapmıştır. Belirti, hiçbir kazanç azaltmanın tam iyileştiremediği yavaş, büyüyen bir salınımdır.
Pratik kurallar: mekanik olarak mümkün olduğunca ilgilendiğiniz işleme yakın ölçün, ölçüm merdanesini rulman sürtünmesi ve yan kayış çekişinden arındırın ve okumaya güvenmeden önce merdane ağırlığını ve sarım geometrisini sıfırlayın.
Satın Almadan Önce Belirlenmesi Gereken Beş Sayı
- Gerginlik aralığı, toplam newton veya genişlik başına N/mm cinsinden, minimum ve maksimum.
- Makara çapı aralığı, açma ve sarmada göbekten doluya. Bu, aktüatörün sağlaması gereken tork turndown'ını belirler.
- Maksimum hat hızı, gerginlikle birlikte aktüatörün ısı olarak dağıtması gereken kayma gücünü belirler.
- Bant malzemesi ve genişliği, tolerans bandının ne kadar sıkı olması gerektiğini belirler.
- Gerginlik bölgesi sayısı, bir kontrol cihazının yeterli olup olmadığını veya her istasyonun kendi cihazına ihtiyacı olduğunu belirler.
SSS
S: Gerginlik kontrol cihazı ile gerginlik kontrol sistemi aynı şey mi? Hayır. Kontrol cihazı karar bloğudur. Sistem ayrıca aktüatör, sensör ve mekanik yolu içerir; dördünün herhangi birindeki arıza aynı belirtiyi verir.
S: Açma makarası boşaldıkça gerginlik neden yükselir? Çünkü yarıçap düşer ve F = T ÷ R. Çap telafisi olmadan aynı fren torku sürekli daha yüksek gerginlik verir.
S: Zaten toz frenim varsa yük hücresine ihtiyacım var mı? Yalnızca kapalı döngü için. Bir fren tek başına açık döngü tork kaynağıdır ve makara çapı değiştikçe sürüklenir.
Sonuç ve Sonraki Adım
Bir web gerginlik kontrol sistemi dört blok ve bir kuraldır. Bloklar torku üreten aktüatör, ölçen sensör, karar veren kontrol cihazı ve kuvveti taşıyan mekanik yoldur. Kural her bölge için bir hız ustası ve bir tork kaynağıdır. Bunları doğru yaparsanız gerginlik arızaları bir öğlede bulabileceğiniz sıradan bileşen arızalarına dönüşür. Yanlış yaparsanız hiçbir kontrol ayarı hattı kurtaramaz.
XW Machinery'ye bant malzemenizi, genişliğinizi, gerginlik aralığınızı, makara çaplarınızı ve hat hızınızı gönderin. Gerginlik bölgelerinizi haritalandıralım, aktüatör ve sensörü boyutlandıralım ve eşleşen bir kontrol cihazı teklif edelim — ücretsiz.
Sonraki Adım: Sayıları Belirleyin
Kavramı bir siparişe dönüştürmek için tork aralığı, kontrol yöntemi, sensör girişi ve haberleşmeyi belirleyin: standart manyetik toz ünitelerinde 6 N.m - 400 N.m, mikro ünitelerde 1 N.m - 5 N.m, 50 ms örnekleme ile kapalı döngü PI kontrol, 30 mV veya 300 mV sensör girişi ve opsiyonel RS485 / Modbus-RTU. Bant Gerginliği Kontrolü: Gerginlik Aralığı ve Kontrol Yöntemleri sayfasına, ardından web gerginlik kontrol sistemleri koleksiyonuna bakın.