Kiletöötlustööstuses on veojõu pöörlemismehhanismvälja vedada-pöörleva kilemasinaon põhiosa, mis tagab kile ühtlase venimise. Disain ühendab mehaanika, materjaliteaduse, termodünaamika ja nii edasi ning võimaldab täpselt juhtida nii piki- kui ka põikisuunalist kile ühtlast deformatsiooni läbi mitmemõõtmelise koostööjuhtimise. Käesolevas artiklis analüüsitakse ühtlase venitamise meetodit süstemaatiliselt neljast võtmemõõtmest: struktuuri koostis, liikumise juhtimine, temperatuuri juhtimine ja pinge reguleerimine.
1. Konstruktsiooni koostis: mitme-rulliga koordineeritud mehaaniline jõuülekandesüsteem
Veojõu pöörleva mehhanismi südamik koosneb mitmest pöörlevate rullide komplektist, sealhulgas eelsoojendusrull, venitusrull, jahutusrull ja tasandusrull. Need rullid saavutavad täpse mehaanilise jõuülekande juhtimise erinevate läbimõõtude, kiiruse sobitamise ja ruumilise paigutuse kaudu. Thevälja vedada-pöörleva kilemasinatugineb sellele mitme{0}}rullisüsteemile, et säilitada ühtlane pingejaotus kogu kile laiuse ulatuses.
1.1 astmeline venitusrullisüsteem
Tüüpilises konfiguratsioonis kasutatakse "väikese läbimõõduga-suure läbimõõduga" pöörlevaid rullipaare. Näiteks esimese astme venitusrulli läbimõõt on vahemikus 80–120 mm ja teise astme venitusrulli läbimõõt on vahemikus 150–200 mm. Kui kile läbib erineva läbimõõduga rullisüsteeme, genereeritakse esimese astme venitusjõud erineva kiirusega. rullub kiirusega 50 m/min, teine aste veereb kiirusega 80 m/min, pikisuunalise venitussuhtega kuni 1,6 korda. Selline hierarhiline konstruktsioon takistab pingete koondumist ühest pingeastmest ja tagab ühtlase deformatsioonigradiendi.
1.2 Kolme-dimensiooniline ruumipaigutus
Rullisüsteem on ajatatud Z või S mustriga ja kõrvuti asetsevate rullikute kõrguste erinevus on 50–100 mm. Selline paigutus loob kile teekonnale lainelise tee, pikendades venitustee pikkust. Näiteks kolme -kihi ko-kile valmistamisel võimaldab ekstrudeeritud kile laineliselt LDPE teekonnas. 0,8 sekundit, vähendab deformatsiooniaega 30% võrreldes lineaarse paigutusega ja vähendab kohaliku ülekuumenemise ohtu.
1.3 Lamestamisrullide erikujundus
Klemmaste on varustatud kaarekujuliste{0}}lamestusrullidega, mille võll on kõverdatud 2–5 mm läbipainega ja on kaetud silikoonkummiga. Kui kile puudutab rulli pinda 15-kraadise kaldenurga all, tekitavad spiraalsed vedrulehed külgmise komponendi jõu 0,5–1,2 N/cm, kõrvaldades tõhusalt servade kõverdumise. Eksperimentaalsed andmed näitavad, et kaarekujulisi tasanduskilerulle saab suurendada 92% ja servakadu saab vähendada alla 3%.
2. Liikumisjuhtimine: sünkroniseeritud kiiruse suhete dünaamiline reguleerimissüsteem
Multi{0}}rullisüsteemi liinikiiruste dünaamiline sobitamine saavutatakse servomootorite ja sagedusmuundurite vahelise koordineeritud juhtimisega. Selle põhitehnoloogiate hulka kuuluvad:
2.1 Suletud-tõmbesuhte juhtimine
Laserkiiruse andurid jälgivad pidevalt filmi lineaarset kiirust ja annavad reaalajas -tagasisidet PLC juhtimissüsteemile. Ajami mootori sagedust reguleeritakse automaatselt, kui kiiruse kõikumine on suurem kui ± 0,5%. Näiteks PID-algoritm PID-algoritm säilitab 20-μm paksuse BOPP-kile tootmisel tõmbesuhte 5,2 ± 0,1, tagades pikisuunalise tõmbetugevuse standardhälbe, mis on väiksem või võrdne 0,8 MPa.
2.2 Diferentsiaalkiiruse venitustehnoloogia
Põiksuunaline venitus saavutatakse lõpliku juhtrööpa ja kinnitusdetaili vahega. Kui kinnituste vahe suureneb 100 mm-lt 400 mm-le, kitseneb samal ajal juhiku laius, mille tulemuseks on 4-kordne põikivenitussuhe. Montedisoni (Itaalia) välja töötatud vedruga ühendatud kinnitusseade säilitab kinnitusstabiilsuse vedrujõududega 0,3–0,5 N/mm ja põiki paksuse variatsiooniga + -± 1,5%.
2.3 Pöördvõnkemehhanism
Mõned tipptasemel{0}}mudelid kasutavad 360-kraadise pöörleva demonteerimisseadmeid, mis muudavad kilet venitades jõu suunda. Bayeri patenteeritud tehnoloogia näitab, et 60 pööret minutis võib membraanis pingejaotuse ühtlust parandada 40%, eriti optilise kvaliteediga kilede puhul. Kaasaegnevälja vedada-pöörleva kilemasinakujundused sisaldavad üha enam selliseid pöörlevaid võnkefunktsioone, et parandada filmi kvaliteeti.
3. Temperatuuri juhtimine: deformatsioonikontrolliga gradientküttesüsteem
Temperatuuri ühtlus mõjutab otseselt kile kristallilisust ja venitusvõimet. Veojõu pöörlemismehhanism saavutab täpse soojusjuhtimise kolmeastmelise -etapilise temperatuurivälja juhtimissüsteemi kaudu:
3.1 Eelsoojendussektsiooni infrapunaküte
Kasutati lühilainelisi infrapunasoojendeid, mille lainepikkus oli 2–10 mikronit ja võimsustihedus 80–120 W/cm2. Peegeldavad paneelid tõstavad 0,5 sekundiga soojuse peegelduse efektiivsust 95%-ni ja kile pinna temperatuuri 120–140 kraadini. Katsed näitavad, et see kuumutusmeetod vähendab eelsoojendussektsiooni paksuse varieerumist ±0,8 mikronini.
3.2 Termiline 3.2 Kuuma õhu tsirkulatsioon pikenduses
Venitusrulli ümber on paigutatud siksakilised kuumad siksak{0}}kujulised kuumaõhukanalid ja kuumaõhutoru väljalaskeava on kile liikumissuunaga seotud. 0,5–1,0 mm paksuse termilise piirkihi saab moodustada, reguleerides õhukiirust 0.8 -1.2 m/s. Toray (Jaapan) testimisandmed näitavad, et see konstruktsioon takistab tõhusalt lokaalsest ülekuumenemisest põhjustatud kristallide defekte, säilitades membraani temperatuuri standardhälbe, mis on väiksem kui 1,5 kraadi või sellega võrdne.
3.3 Kiire jahutamine jahutussegmendi kuju stabiliseerimiseks
Kile pinnatemperatuuri saab 0,3 sekundiga alandada alla 60 kraadi, tsirkuleerides vesikroomitud jahutusrulli temperatuuril 15 kraadi C. Jahutusrull on veidi kiirem kui veokiirus (1:1,02), et vältida kortsude teket kile kokkutõmbumisel. Brückneri (Saksamaa) juhtumiuuring näitab, et see kiire jahutustehnika vähendab termilise kokkutõmbumise alla 0,3%.
4. Pinge reguleerimine: stabiilne juhtimissüsteem dünaamilise kompensatsiooniga
Pingete kõikumine on kile ebaühtlase tõmbetugevuse peamine põhjus. Veojõu pöörlemismehhanism saavutab dünaamilise tasakaalu mitmeastmelise pingereguleerimise kaudu:
4.1 Esmane reguleerimine osakeste magnetpiduritega
Vabastusseadmesse on paigaldatud osakeste magnetpidurid, mis juhivad pidurdusmomenti voolu reguleerimise teel. Kui kile pinge ületab seatud väärtuse, vähendab süsteem automaatselt pidurivoolu, piirates pinge kõikumisi ±0,2 N/m. Hyosungi (Lõuna-Korea) rakendus näitab, et selle tehnika abil on võimalik vähendada kile murdude pikenemise standardhälvet 3,2%-ni.
4.2 Ultraheli pingeandurite jälgimine reaalajas-
Venitusse paigaldatud ultraheli pingeandurid töötavad diskreetimissagedusega 1000 korda sekundis. Kui pinge järsk muutus on tuvastatud, reguleerib süsteem ajami mootori kiirust 20 millisekundiga. Näiteks kui pinge suureneb 0,5 N/m, vähendab PLC servomootori kiirust 0,3%, et taastada stabiilne pinge.
4.3 Lisajuhtimine staatiliste kõrvaldamisseadmete kaudu
Jahutussektsioon oli varustatud kahepoolse elektrostaatilise eliminaatoriga ±7 kV, mis neutraliseeris kilepinna laengu ja vähendas staatilist pinget ±5 kV-lt ±0,5 kV-le. 3M (USA) testid näitavad, et elektrostaatiline eliminatsioon parandab mähise puhtust 85% ja vähendab elektrostaatilisest adhesioonist põhjustatud pinge heterogeensust.
V. Kasutusjuhtum: Biaxial Orientation BOPET-kiled
Üks ettevõte kasutas 12 μm BOPET-kile tootmiseks täiustatud veojõu pöörlemismehhanismi, kontrollides põhiparameetreid järgmiselt:
Pikisuunaline venitus: 130 kraadi eelsoojendusel, 145 kraadi venitamisel ja 3,8-kordne tõmbesuhe.
Põikvenitamine: 125 kraadi -eelsoojendatud, 140 kraadi tõmbetugevus, 4,2-kordne tõmbesuhe
Pinge juhtimine: vabastus N/m, venitussektsiooni pinge N/m, pooli pinge 22N/m.
Tootmisandmed näitasid, et standardhälbe pikisuunaline tõmbetugevus vähenes 1,2 MPa-lt 0,7 MPa-le, külgmise paksuse varieerumine vähenes 3,2 μm-lt 1,8 μm-ni ja toote kvalifitseerimise määr tõusis 98,5% -ni. See näide kinnitab mitmemõõtmelise juhtimissüsteemi tõhusust teliku pöörlemismehhanismis. Thevälja vedada-pöörleva kilemasinaantud juhul näitas erakordset jõudlust ühtlase kaheteljelise orientatsiooni saavutamisel.
Järeldus
Konstruktsiooni optimeerimise, liikumisjuhtimise, temperatuuri reguleerimise ja pinge reguleerimise abil luuakse ühtse tõmbekile tehnoloogiasüsteem. Naguvälja vedada-pöörleva kilemasinaareneb edasi, arenevad tulevased iteratsioonid suure täpsuse, tõhususe ja intelligentsuse suunas, pakkudes võtmetähtsusega tehnilist tuge kõrgekvaliteediliste{0}}filmide tootmiseks.
