Plėvelės perdirbimo pramonėje traukos sukimosi mechanizmasnuimti- sukamąją plėvelės mašinąyra pagrindinė dalis, užtikrinanti vienodą plėvelės tempimą. Šis dizainas apjungia mechaniką, medžiagų mokslą, termodinamiką ir t. t. ir leidžia tiksliai valdyti tiek išilginę, tiek skersinę plėvelės deformaciją, naudojant daugiamatę bendradarbiavimo valdymą. Šiame darbe tolygaus tempimo metodas sistemingai analizuojamas iš keturių pagrindinių dimensijų: struktūros sudėties, judesio valdymo, temperatūros kontrolės ir tempimo reguliavimo.
1. Struktūrinė sudėtis: su daugybe ritinėlių suderinta mechaninės pavarų dėžės sistema
Traukos sukimosi mechanizmo šerdį sudaro keli besisukančių ritinėlių rinkiniai, įskaitant pakaitinimo ritinėlį, tempimo ritinį, aušinimo ritinį ir lyginamąjį ritinį. Šie ritinėliai užtikrina tikslų mechaninės transmisijos valdymą dėl skirtingų skersmenų, greičio suderinimo ir erdvinio išdėstymo. Thenuimti- sukamąją plėvelės mašinąremiasi šia kelių ritinėlių{0}}sistema, kad išlaikytų vienodą įtempimo pasiskirstymą visame plėvelės plotyje.
1.1 Graded tempimo ritinėlių sistema
Įprastoje konfigūracijoje naudojamos „mažo skersmens-didelio skersmens“ sukamųjų ritinėlių poros. Pavyzdžiui, pirmojo etapo tempimo ritinėlio skersmuo yra nuo 80 iki 120 mm, o antrojo etapo tempimo ritinėlio skersmuo yra nuo 150 iki 200 mm. Kai plėvelė eina per skirtingo skersmens ritinėlių sistemas, pirmoje pakopoje sukuriama skirtingo greičio jėga. rieda 50m/min, antroji pakopa rieda 80m/min, su išilginiu tempimo santykiu iki 1,6 karto. Ši hierarchinė konstrukcija apsaugo nuo įtempių koncentracijos nuo vienos įtempimo pakopos ir užtikrina vienodą deformacijos gradientą.
1.2 Trijų-matmenų erdvinis išdėstymas
Ritinėlių sistema suskirstyta naudojant „Z“ arba „S“ raštą, o aukščių skirtumas tarp gretimų ritinėlių išlaikomas 50–100 mm. Toks išdėstymas sukuria banguotą plėvelės kelią, prailgina tempimo kelio ilgį. Pavyzdžiui, gaminant trijų -sluoksnių ko{5}} plėvelę galima ištempti plėvelę išilgai LDPE. 0,8 sekundės, sumažina deformacijos laiką 30%, palyginti su linijiniu išdėstymu, ir sumažina vietinio perkaitimo riziką.
1.3 Specializuotas išlyginimo ritinėlių dizainas
Galinėje pakopoje yra lanko -formos lyginamieji ritinėliai su lenktu velenu, kurio įlinkis yra 2–5 mm ir padengtas silikonine guma. Kai plėvelė paliečia ritinio paviršių 15 laipsnių pasvirimo kampu, spiralinės spyruoklės lakštai sukuria 0,5–1,2 N/cm šoninio komponento jėgą, efektyviai pašalindami kraštų susisukimą. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad lanko -formos plėvelės ritinius galima padidinti 92 %, o krašto praradimą galima sumažinti iki mažiau nei 3 %.
2. Judesio valdymas: dinaminė sinchronizuotų greičio santykių reguliavimo sistema
Dinaminis kelių ritinėlių sistemos linijų greičių suderinimas pasiekiamas koordinuotai valdant servovariklius ir dažnio keitiklius. Jo pagrindinės technologijos apima:
2.1 Uždaras{1}}traukimo santykio valdymas
Lazerio greičio jutikliai nuolat stebi linijinį plėvelės greitį ir teikia PLC valdymo sistemai realiu laiku{0}}grįžtamąjį ryšį. Varomojo variklio dažnis automatiškai reguliuojamas, kai greičio svyravimai yra didesni nei ± 0,5%. Pavyzdžiui, PID algoritmas PID algoritmas palaiko tempimo santykį ties 5,2 ± 0,1 gaminant 20- μm storio BOPP plėvelę, užtikrindamas standartinį išilginio tempiamojo stiprio nuokrypį, mažesnį arba lygų 0,8 MPa.
2.2 Diferencialinio greičio tempimo technologija
Skersinis tempimas pasiekiamas dėl skirtumo tarp galutinio kreipiamojo bėgio ir tvirtinimo elemento. Kai tarpas tarp tvirtinimo elementų padidėja nuo 100 mm iki 400 mm, kreipiamojo plotis tuo pačiu susiaurėja, todėl skersinis tempimo santykis yra 4 kartus. „Montedison“ (Italija) sukurtas spyruoklinis -jungiamasis tvirtinimas išlaiko suspaudimo stabilumą, kai spyruoklės jėgos yra 0,3–0,5 N/mm, o skersinis storio pokytis yra + -± 1,5%.
2.3 Sukamasis virpesių mechanizmas
Kai kuriuose{0}}aukštos klasės modeliuose naudojami 360-laipsniai sukamieji išmontavimo įtaisai, kurie keičia jėgos kryptį tempiant plėvelę. „Bayer“ patentuota technologija rodo, kad 60 apsisukimų per minutę gali pagerinti įtempių pasiskirstymą membranoje 40%, ypač optinio lygio plėvelėms. Modernusnuimti- sukamąją plėvelės mašinąkonstrukcijose vis dažniau yra tokių sukamųjų virpesių savybių, kad būtų pagerinta plėvelės kokybė.
3. Temperatūros valdymas: gradiento šildymo sistema su deformacijos kontrole
Temperatūros vienodumas tiesiogiai veikia plėvelės kristališkumą ir tempimo savybes. Traukos sukimosi mechanizmas užtikrina tikslų šilumos valdymą per trijų{1}}pakopų temperatūros lauko valdymo sistemą:
3.1 Pakaitinimo sekcijos infraraudonųjų spindulių šildymas
Buvo naudojami trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių šildytuvai, kurių bangos ilgis buvo 2–10 mikronų, o galios tankis – 80–120 W/cm2. Atspindinčios plokštės per 0,5 sekundės padidina šilumos atspindžio efektyvumą iki 95%, o plėvelės paviršiaus temperatūrą iki 120–140 laipsnių. Eksperimentai rodo, kad šis šildymo būdas sumažina pakaitinimo sekcijos storio kitimą iki ±0,8 mikrono.
3.2 Šiluminis 3.2 Karšto oro cirkuliacija prailginime
Zigzago formos karšto zigzago{0}}formos karšto oro kanalai yra išdėstyti aplink tempimo volelį, o karšto oro vamzdžio išleidimo anga yra plėvelės judėjimo krypties laipsniu. Reguliuojant oro greitį esant 0.8 -1.2 m/s, galima suformuoti 0,5–1,0 mm storio šiluminį ribinį sluoksnį. Toray (Japonija) bandymų duomenys rodo, kad ši konstrukcija veiksmingai apsaugo nuo kristalų defektų, atsirandančių dėl vietinio perkaitimo, išlaikant standartinį membranos temperatūros nuokrypį, mažesnį arba lygų 1,5 laipsnio ruože.
3.3 Greitas aušinimas aušinimo segmento formai stabilizuoti
Plėvelės paviršiaus temperatūrą galima sumažinti iki mažiau nei 60 laipsnių per 0,3 sekundės, cirkuliuojant vandens chromavimo aušinimo voleliu 15 laipsnių C temperatūroje. Aušinimo volelis yra šiek tiek greitesnis už traukos greitį (1:1,02), kad susitraukus plėvelei nesusidarytų raukšlių. Brückner (Vokietija) atvejo tyrimas rodo, kad ši greito aušinimo technika sumažina terminį susitraukimą iki mažiau nei 0,3%.
4. Įtempimo reguliavimas: stabili valdymo sistema su dinamine kompensacija
Įtempimo svyravimai yra pagrindinė netolygaus plėvelės tempimo priežastis. Traukos sukimosi mechanizmas pasiekia dinaminę pusiausvyrą per daugiapakopį įtempimo reguliavimą:
4.1 Pirminis reguliavimas naudojant magnetinius dalelių stabdžius
Atlaisvinimo įtaise sumontuoti magnetiniai dalelių stabdžiai, reguliuojantys stabdžių sukimo momentą reguliuodami srovę. Plėvelės įtempimui viršijus nustatytą vertę, sistema automatiškai sumažina stabdžių srovę, apribodama įtempimo svyravimus iki ±0,2 N/m. Hyosung (Pietų Korėja) taikymas rodo, kad ši technika gali sumažinti standartinį plėvelės lūžio pailgėjimo nuokrypį iki 3,2%.
4.2 Ultragarsinių įtampos jutiklių stebėjimas realiuoju laiku
Ruože sumontuoti ultragarsiniai įtempimo jutikliai veikia 1000 kartų per sekundę mėginių ėmimo dažniu. Kai aptinkamas staigus įtempimo pokytis, sistema per 20 milisekundžių sureguliuoja pavaros variklio greitį. Pavyzdžiui, kai įtampa padidėja 0,5 N/m, PLC sumažina servo variklio greitį 0,3 %, kad atkurtų stabilią įtampą.
4.3 Pagalbinis valdymas naudojant statinius pašalinimo įrenginius
Aušinimo sekcijoje buvo įrengtas dvipusis ±7 kV elektrostatinis eliminatorius, kuris neutralizavo plėvelės paviršiaus krūvį ir sumažino statinę įtampą nuo ±5 kV iki ±0,5 kV. 3M (JAV) bandymai rodo, kad elektrostatinis pašalinimas pagerina apvijų tvarkingumą 85% ir sumažina įtampos nevienalytiškumą, kurį sukelia elektrostatinis sukibimas.
V. Taikymo atvejis: dviašės orientacijos BOPET plėvelės
Viena įmonė naudojo patobulintą traukos sukimosi mechanizmą, kad pagamintų 12 μm BOPET plėvelę, valdydama pagrindinius parametrus taip:
Išilginis tempimas: 130 laipsnių įkaitinant, 145 laipsnių tempiant ir 3,8 karto didesnis tempimo santykis.
Skersinis tempimas: 125 laipsnių iš anksto pašildytas, 140 laipsnių tempimas, 4,2 x tempimo santykis
Įtempimo valdymas: atleidimas N/m, tempimo sekcijos įtempimas N/m, ritės įtempimas 22N/m.
Gamybos duomenys parodė, kad standartinio nuokrypio išilginis tempiamasis stipris sumažėjo nuo 1,2 MPa iki 0,7 MPa, šoninio storio kitimas sumažėjo nuo 3,2 μm iki 1,8 μm, o gaminio kvalifikavimo koeficientas padidėjo iki 98,5%. Šiame pavyzdyje patikrinamas daugiamatės valdymo sistemos veiksmingumas{6}} važiuoklės sukimosi mechanizme. Thenuimti- sukamąją plėvelės mašinąNaudojant šiuo atveju, buvo pasiektas išskirtinis efektyvumas siekiant vienodos dviašės orientacijos.
Išvada
Taikant struktūrinį optimizavimą, judesio valdymą, temperatūros valdymą ir įtempimo reguliavimą, sukuriama vienodos tempimo plėvelės technologijos sistema. Kaip irnuimti- sukamąją plėvelės mašinąir toliau vystosi, būsimos iteracijos bus plėtojamos didelio tikslumo, efektyvumo ir intelektualumo kryptimi, suteikiant pagrindinę techninę pagalbą gaminant aukščiausios klasės{0}}filmus.
