卷材处理中的张力控制 – 关键组件

卷材处理中的张力控制——关键部件
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什么是张力控制？

应用于材料加工的术语“张力控制”是指对通过机器加工区域拉动的卷材的张力进行动态控制。张力是通过张紧装置在卷材的一端（如在回卷或中间区域）拉动（通常是从动压区、叠辊或卷绕机）或通过增加另一端的阻力（使用制动器、离合器或再生驱动器，如在松弛区）。

开环系统

在开环控制系统中，卷筒纸张力由张力传感器等设备测量，然后可在仪表或其他类型的显示器上读取。机器操作员查看仪表上测量的张力，然后手动调整张力装置，使实际卷筒纸张力接近所需值。

闭环系统

在闭环系统中，过程的特定区域中的过程变量（在我们的例子中是幅面张力）每秒测量多次。控制器对张紧装置的输出以恒定的循环速率进行调整，以响应控制器将测量的张力值与所需参考值（设定点）进行比较时产生的误差信号。

基于传感器/称重传感器的系统和浮动控制系统有什么区别？
在浮辊系统中，控制器向浮辊发出信号（有移动的幅材穿过它）响应位置变化而移动。尽管初始位置变化是幅材张力变化的结果，但控制器不会像基于传感器的系统那样直接测量张力或对力变化做出反应。
如果张力增加，浮动装置会改变位置，移动一个传感器，通常是一个电位计，并向控制器发出信号以减少或增加扭矩，以使浮动装置返回到其原始位置。如果张力减小，则会发生相反的顺序。舞者实际上是位置控制器，而不是张力控制器。该系统的主要优势是其卷材积累能力，这是张力传感器方案所缺乏的。舞者系统可能更能容忍由不圆的滚动或频繁启动和停止造成的速度变化，但舞者有某些缺点。与张力传感器系统相比，它们的设计、建造和安装成本很高。它们很难正确设计，并且容易因质量、阻尼和摩擦而导致错误。它们无法读出张力或补偿过程中微小但显着的张力瞬变。
在张力传感器系统中，专门设计的力传感器（张力传感器）测量转换过程中的实际幅材张力。传感器通常成对使用，在普通惰轮轴的两端安装一个传感器。
在卷筒纸处理系统的张力控制中有哪些常见零件/组件会失效？加工商是否应该考虑储备这些零件以防止因故障而损失生产力？
由于大多数这些产品的静态特性，考虑到它们用螺栓固定在机器框架上并且通常在其生命周期中经历的物理创伤最小，我们在现场很少看到真正的产品故障。寿命较短的部件是处于摩擦和磨损点的部件。例如，在活动轴安装换能器的情况下，换能器中的轴承会随着惰轮轴旋转，可能会随着时间的推移而磨损，并且需要在几年后更换。此外，气动制动器上的摩擦垫是消耗品，需要根据应用的需求水平定期更换。
除了更换制动摩擦垫外，我们没有向客户推荐的组件库存，除了在极少数需要紧急故障更换的情况下可能还有一两个备用传感器。

假设您有看似工作正常的旧张力控制设备。什么时候应该考虑更换它？

这对我们来说是一个令人困惑的问题。虽然我们喜欢销售新产品，但我们对客户的使命是为他们提供设备和整体解决方案，使他们无需更换即可使用多年。转换器或打印机升级运行良好的旧张力控制系统的唯一真正驱动因素是他们的个人喜好。升级的两个原因是：1) 较新的张力控制和指示电子设备具有可能吸引人的高级功能集，例如带有触摸屏的更易于使用的图形界面；和 2) 购买新设备时附带的任何类型的保修。
与消费电子设备一样，随着微处理器体积越来越小，功能越来越强大，单个工业电子设备可以实现的功能和优势的数量越来越多也增加了。当具有更先进技术、更大功能集和更小占地面积的新型张力控制器以合理的价格投放市场时，用户通常可以在成本/收益的基础上证明旧控制器的报废是合理的。
事实是，如果旧设备运行良好，我们的许多客户都乐于坚持使用它们。我们在北美的机器上安装了数以千计的张力控制器、指示器和传感器，这些机器在工业生产中稳定工作了两年甚至三十年。