一、繞包機機械張力控制機制
(一)張力產生原理
在繞包機中,材料(如電線電纜的絕緣層、屏蔽層等材料)在收卷和放卷過程中會產生張力。以放卷為例,當材料從放卷輥上被牽引出來時,由于放卷輥的慣性以及材料自身的彈性等因素,會形成一定的拉伸力,這就是張力的來源。從力學角度看,張力大小等于材料受到的拉伸力,符合胡克定律(F = kx,在彈性限度內,F 是拉力,k 是勁度系數,x 是材料的伸長量),但在實際情況中由于材料的非理想彈性等復雜因素,會有所不同。
(二)張力控制方式
機械摩擦式張力控制
原理:通過調節摩擦片與放卷或收卷輥之間的摩擦力來控制張力。通常有一個摩擦盤,材料卷放置在摩擦盤上,在轉動過程中,利用剎車裝置或調節裝置來改變摩擦片與摩擦盤之間的正壓力。正壓力越大,摩擦力越大,對材料卷的制動力也就越大,從而使材料在牽引過程中產生的張力增大。
應用場景:這種方式結構簡單,成本較低。適用于對張力精度要求不是特別高的場合,比如一些普通電線的繞包,在低速繞包過程中,只要張力波動范圍在一定限度內不影響產品質量,就可以采用這種方式。
磁粉離合器 / 制動器張力控制
原理:磁粉離合器(用于放卷張力控制)和磁粉制動器(用于收卷張力控制)是基于電磁原理工作的。在離合器或制動器內部有磁粉填充,當線圈通電時,磁粉會形成磁鏈,將輸入軸和輸出軸連接起來(離合器)或者產生制動力(制動器)。通過調節電流大小來改變磁粉的磁場強度,進而精確控制傳遞的扭矩大小,從而實現對張力的精準控制。
應用場景:由于其可以實現高精度的張力控制,廣泛應用于高精度的繞包工藝。例如在高速通信電纜的繞包過程中,需要精確控制屏蔽層等材料的繞包張力,以保證電纜的電氣性能和物理性能的穩定性。因為通信電纜對信號傳輸質量要求很高,繞包張力的微小變化都可能影響電纜的電容、電感等參數。
張力反饋控制系統
原理:它是一個閉環控制系統。在繞包機的關鍵位置(如放卷、收卷處)安裝張力傳感器,張力傳感器能夠實時測量材料的張力值,并將信號反饋給控制器。控制器將反饋信號與設定的張力值進行比較,根據偏差來調節驅動電機的轉速或者制動裝置的制動力。例如,如果檢測到張力大于設定值,控制器會降低放卷電機的轉速或者增加收卷制動器的制動力,使張力回到設定值范圍內。
應用場景:在自動化程度較高的繞包生產線上,這種系統是必不可少的。比如在生產特種電纜,需要多層繞包不同材料,且每層材料的張力都有嚴格要求的情況下,通過張力反饋控制系統可以確保各層材料繞包質量的一致性和穩定性。
二、繞包機機械張力控制的應用
(一)電線電纜行業
在電線電纜生產中,繞包機用于在導體外繞包絕緣層、屏蔽層等。例如在高壓電纜生產中,絕緣層的繞包張力控制至關重要。如果張力過大,可能會導致絕緣層變薄,影響電纜的耐壓性能;如果張力過小,絕緣層可能會出現褶皺,影響電纜的外觀和電氣性能。通過精確的張力控制,可以確保絕緣層厚度均勻,提高電纜的質量和使用壽命。同時,對于屏蔽層的繞包,合適的張力能夠保證屏蔽層緊密貼合在絕緣層上,有效防止外界電磁干擾進入電纜內部,保證信號傳輸的準確性。
(二)線纜行業
在線纜行業,繞包機用于對產品進行包裝材料的纏繞。比如在對圓柱形容器進行塑料薄膜纏繞包裝時,合適的張力控制可以使薄膜緊密貼合在容器表面,不會出現過松導致包裝不牢固或者過緊使薄膜破裂的情況。同時,在食品包裝等領域,通過控制張力可以確保包裝材料在纏繞過程中的穩定性,避免對食品等產品造成損壞,并且能夠使包裝外觀更加美觀整齊。