Yn y diwydiant prosesu ffilm, mae'r mecanwaith cylchdroi tyniant otynnu-oddi ar y peiriant ffilm cylchdroyw'r rhan graidd i sicrhau ymestyn ffilm unffurf. Mae'r dyluniad yn cyfuno mecaneg, gwyddor materol, thermodynameg, ac yn y blaen, ac yn gwireddu rheolaeth gywir o gyfeiriadau hydredol a thrawsffurf anffurfiad unffurf y ffilm trwy reolaeth gydweithredol aml-dimensiwn. Yn y papur hwn, dadansoddir y dull o ymestyn unffurf yn systematig o bedwar dimensiwn allweddol: cyfansoddiad strwythur, rheoli cynnig, rheoli tymheredd a rheoleiddio tensiwn.
1. Cyfansoddiad Strwythurol: System Darlledu Mecanyddol aml-rolio
Mae craidd y mecanwaith cylchdroi tyniant yn cynnwys sawl set o roliau cylchdroi, gan gynnwys rholio cynhesu, rholio ymestyn, rholio oeri a rholiau gwastad. Mae'r rholeri hyn yn cyflawni rheolaeth drosglwyddo fecanyddol fanwl gywir trwy wahanol ddiamedrau, cyfateb cyflymder, a gosodiad gofodol. Mae'rtynnu-oddi ar y peiriant ffilm cylchdroyn dibynnu ar y system aml-rholer hon i gynnal dosbarthiad tensiwn unffurf ar draws lled y ffilm.
1.1 System Rholio Ymestyn Graddedig
Mae ffurfweddiad nodweddiadol yn defnyddio parau rholio cylchdro "diamedr bach-diamedr mawr". Er enghraifft, mae diamedr y rholer ymestyn cam cyntaf rhwng 80 a 120 mm, ac mae diamedr y rholer ymestyn ail gam rhwng 150-200 mm. Pan fydd y ffilm yn mynd trwy systemau rholio o wahanol ddiamedrau, mae'r cyflymder ymestyn hydredol a gynhyrchir gan y cyfnod treigl cyntaf yn cael ei gynhyrchu gan y cyflymder ymestyn llinellol cyntaf. 50m/min, mae'r ail gam yn rholio ar 80m/min, gyda'r gymhareb ymestyn hydredol o hyd at 1.6 gwaith Mae'r dyluniad hierarchaidd hwn yn atal crynodiad straen o un cam o densiwn ac yn sicrhau graddiant anffurfiad unffurf.
1.2 Cynllun Gofodol Tri Dimensiwn
Mae'r system rolio wedi'i gwasgaru gyda phatrwm `` Z "neu "S", a chedwir y gwahaniaeth uchder rhwng rholeri cyfagos ar 50 - 100 mm. Mae'r gosodiad hwn yn creu llwybr tonnog ar gyfer taith y ffilm, gan ymestyn hyd y llwybr ymestyn. yn lleihau'r amser dadffurfio 30% o'i gymharu â gosodiad llinellol, ac yn lleihau'r risg o orboethi lleol.
1.3 Dyluniad Arbennig o Roliau Gwastadu
Mae'r cam terfynol yn cynnwys rholiau fflatio siâp bwa gyda siafft grwm â gwyriad o 2-5 mm ac wedi'i gorchuddio â rwber silicon. Pan fydd y ffilm yn cyffwrdd ag arwyneb y gofrestr ar ongl gogwydd o 15 gradd, mae'r taflenni sbring helical yn cynhyrchu grym cydran ochrol o 0.5-1.2 N / cm, gan ddileu cyrlio ymyl i bob pwrpas. Mae data arbrofol yn dangos y gellir cynyddu rholiau ffilm gwastad siâp bwa 92% a gellir lleihau'r golled ymyl i lai na 3%.
2. Rheoli Cynnig: System Reoleiddio Dynamig o Gymarebau Cyflymder Cydamserol
Cyflawnir paru cyflymder llinell yn ddeinamig o system aml-rhol trwy reolaeth gydlynol rhwng servo motors a thrawsnewidyddion amledd. Mae ei dechnolegau craidd yn cynnwys:
2.1 Wedi cau-Rheoli Dolen y Gymhareb Drawiad
Mae synwyryddion cyflymder laser yn monitro cyflymder llinellol y ffilm yn barhaus ac yn rhoi adborth amser real i system reoli PLC. Mae amlder y modur gyrru yn cael ei addasu'n awtomatig pan fo'r amrywiadau cyflymder yn fwy na ± 0.5%. Er enghraifft, mae'r algorithm PID algorithm PID yn cynnal y gymhareb tynnol ar 5.2 ± 0.1 ar gyfer cynhyrchu ffilm BOPP 20- μm-trwchus, gan sicrhau gwyriad safonol cryfder tynnol hydredol Llai na neu hafal i 0.8 MPa.
2.2 Technoleg Ymestyn Cyflymder Gwahaniaethol
Cyflawnir ymestyn ardraws gan y gwahaniaeth rhwng y canllaw eithaf a'r gosodiad. Pan fydd y bwlch rhwng gosodiadau yn ehangu o 100 mm i 400 mm, mae lled y canllaw yn culhau ar yr un pryd, gan arwain at gymhareb ymestyn traws o 4 gwaith. Mae'r gosodiad sy'n gysylltiedig â'r gwanwyn-a ddatblygwyd gan Montedison (yr Eidal) yn cynnal sefydlogrwydd clampio gyda grymoedd sbring o 0.3–0.5 N/mm ac amrywiad trwch traws o + -± 1.5%.
2.3 Mecanwaith Osgiliad Rotari
Mae rhai modelau pen uchel yn defnyddio dyfeisiau dadosod cylchdro 360{-gradd sy'n newid cyfeiriad y grym wrth iddynt ymestyn y ffilm. Mae technoleg patent Bayer yn dangos y gall 60 troelliad y funud wella unffurfiaeth dosbarthiad straen o fewn y bilen 40%, yn enwedig ar gyfer ffilmiau gradd optegol. Moderntynnu-oddi ar y peiriant ffilm cylchdromae dyluniadau'n ymgorffori nodweddion osciliad cylchdro o'r fath yn gynyddol i wella ansawdd ffilm.
3. Rheoli tymheredd: system wresogi graddiant gyda Rheoli Anffurfiannau
Mae unffurfiaeth tymheredd yn effeithio'n uniongyrchol ar grisialu'r ffilm a pherfformiad ymestynnol. Mae'r mecanwaith cylchdroi tyniant yn cyflawni rheolaeth thermol gywir trwy system rheoli maes tymheredd tri cham:
3.1 Gwresogi Isgoch yr Adran Cynhesu
Defnyddiwyd gwresogyddion isgoch tonnau byr gyda thonfeddi o 2-10 micron a dwysedd pŵer o 80–120 W/cm2. Mae paneli adlewyrchol yn cynyddu effeithlonrwydd adlewyrchiad gwres i 95% a thymheredd arwyneb y ffilm i 120-140 gradd mewn 0.5 eiliad. Mae arbrofion yn dangos bod y dull gwresogi hwn yn lleihau amrywiad trwch yr adran gynhesu i ± 0.8 micron.
3.2 Thermol 3.2 Cylchrediad Aer Poeth yn yr estyniad
Mae dwythellau aer poeth siâp igam ogam yn cael eu trefnu o amgylch y rholer ymestyn, ac mae allfa'r bibell aer poeth i raddau i gyfeiriad mudiant y ffilm. Gellir ffurfio haen ffin thermol o 0.5-1.0 mm o drwch trwy reoli'r cyflymder aer ar 0.8 -1.2 m / s. Mae data profi Toray (Japan) yn dangos bod y dyluniad hwn yn effeithiol yn atal diffygion grisial a achosir gan orboethi lleol trwy gynnal gwyriad safonol o dymheredd y bilen Llai na neu'n hafal i 1.5 gradd yn y darn.
3.3 Oeri cyflym i sefydlogi siâp y segment oeri
Gellir lleihau tymheredd wyneb y ffilm i lai na 60 gradd mewn 0.3 eiliad trwy gylchredeg rholer oeri platio cromiwm dŵr ar 15 gradd C. Mae'r rholer oeri ychydig yn gyflymach na'r cyflymder tyniant (1:1.02) i atal crychau rhag ffurfio fel crebachiad y ffilm. Mae astudiaeth achos Brückner (yr Almaen) yn dangos bod y dechneg oeri cyflym hon yn lleihau crebachu thermol i lai na 0.3%.
4. Rheoleiddio tensiwn: system reoli sefydlog gydag iawndal deinamig
Amrywiadau tensiwn yw prif achos tynnol ffilm anwastad. Mae'r mecanwaith cylchdroi tyniant yn cyflawni cydbwysedd deinamig trwy reoleiddio tensiwn aml-gam:
4.1 Rheoleiddio sylfaenol trwy Braciau Gronynnau Magnetig
Mae breciau gronynnau magnetig yn cael eu gosod yn y ddyfais llacio ac yn rheoli'r trorym brêc trwy addasu'r cerrynt. Pan fydd tensiwn ffilm yn fwy na'r gwerth gosodedig, mae'r system yn lleihau'r cerrynt brêc yn awtomatig, gan gyfyngu ar amrywiadau tensiwn i ± 0.2 N/m. Mae cais Hyosung (De Korea) yn dangos y gall y dechneg leihau gwyriad safonol elongation torri asgwrn ffilm i 3.2%.
4.2 Monitro-amser real o Synwyryddion Tensiwn Ultrasonic
Mae synwyryddion tensiwn uwchsonig sydd wedi'u gosod yn y darn yn gweithredu ar amlder samplu o 1,000 gwaith yr eiliad. Unwaith y canfyddir newid sydyn mewn tensiwn, mae'r system yn addasu cyflymder y modur gyrru mewn 20 milieiliad. Er enghraifft, pan fydd tensiwn yn cynyddu 0.5 N / m, mae PLC yn lleihau cyflymder modur servo 0.3% i adfer tensiwn sefydlog.
4.3 Rheolaeth Ategol trwy Ddyfeisiadau Dileu Statig
Roedd gan yr adran oeri eliminator electrostatig dwy ochr o ±7 kV, a oedd yn niwtraleiddio'r wefr ar wyneb y ffilm ac yn lleihau foltedd statig o ±5 kV i ±0.5 kV. Mae profion gan 3M (UDA) yn dangos bod dileu electrostatig yn gwella taclusrwydd troellog 85% ac yn lleihau heterogeneity tensiwn a achosir gan adlyniad electrostatig.
V. Achos Cais: Cyfeiriadedd Biaxial Ffilmiau BOPET
Defnyddiodd un cwmni fecanwaith cylchdroi tyniant gwell i gynhyrchu ffilm BOPET 12-μm, gan reoli paramedrau allweddol fel a ganlyn:
Ymestyn hydredol: 130 gradd mewn cynhesu, 145 gradd mewn ymestyn a 3.8 gwaith y gymhareb tynnol.
Ymestyn ardraws: 125 gradd wedi'i gynhesu ymlaen llaw, tynnol 140 gradd, cymhareb tynnol 4.2x
Rheoli tensiwn: rhyddhau N/m, tensiwn adran ymestyn N/m, tensiwn coil 22N/m.
Dangosodd data cynhyrchu fod cryfder tynnol hydredol gwyriad safonol wedi gostwng o 1.2 MPa i 0.7 MPa, gostyngodd amrywiad trwch ochrol o 3.2 μm i 1.8 μm, a chynyddodd y gyfradd cymhwyster cynnyrch i 98.5%. Mae'r enghraifft hon yn gwirio effeithiolrwydd system reoli aml-dimensiwn mewn mecanwaith cylchdroi gêr glanio. Mae'rtynnu-oddi ar y peiriant ffilm cylchdroa ddefnyddiwyd yn yr achos hwn yn dangos perfformiad eithriadol o ran cyflawni cyfeiriadedd biaxial unffurf.
Casgliad
Trwy optimeiddio strwythurol, rheoli symudiadau, rheoli tymheredd a rheoleiddio tensiwn, mae'r system dechnoleg o ffilm tynnol unffurf yn cael ei hadeiladu. Gan fod ytynnu-oddi ar y peiriant ffilm cylchdroyn parhau i esblygu, bydd iteriadau'r dyfodol yn datblygu i gyfeiriad cywirdeb, effeithlonrwydd a deallusrwydd uchel, gan ddarparu cymorth technegol allweddol ar gyfer gweithgynhyrchu ffilmiau pen uchel.
