A filmfeldolgozó iparban a vontatási forgó mechanizmusleszáll{0}}a forgófólia géprőla központi rész, amely biztosítja a film egyenletes nyújtását. A konstrukció egyesíti a mechanikát, az anyagtudományt, a termodinamikát és így tovább, és pontos szabályozást valósít meg mind a hosszanti, mind a keresztirányú irányban, a fólia egyenletes alakváltozásának több-dimenziós együttműködési vezérlésével. Ebben a cikkben az egyenletes nyújtás módszerét szisztematikusan elemezzük négy kulcsdimenzióból: szerkezetösszetétel, mozgásszabályozás, hőmérséklet szabályozás és feszültségszabályozás.
1. Szerkezeti összetétel: Több-görgős mechanikus erőátviteli rendszer
A vontatási forgómechanizmus magja több forgóhenger-készletből áll, beleértve az előmelegítő hengert, a feszítőhengert, a hűtőhengert és a simítóhengereket. Ezek a görgők precíz mechanikus erőátviteli vezérlést tesznek lehetővé a különböző átmérők, sebesség-illesztés és térbeli elrendezés révén. Aleszáll{0}}a forgófólia géprőlerre a több{0}}görgős rendszerre támaszkodik, hogy egyenletes feszültségeloszlást tartson fenn a film szélességében.
1.1 fokozatos nyújtóhenger rendszer
A tipikus konfiguráció "kis átmérőjű-nagy átmérőjű" forgó tekercspárokat használ. Például az első szakasz nyújtóhengerének átmérője 80 és 120 mm között van, a második szakasz nyújtóhengerének átmérője pedig 150-200 mm. Ha a fólia különböző átmérőjű hengerrendszeren halad át, az első szakaszon különböző sebességű nyújtási erő jön létre. 50 m/perc sebességgel gördül, a második fokozat 80 m/perc sebességgel gördül, a hosszirányú nyújtási arány akár 1,6-szoros. Ez a hierarchikus kialakítás megakadályozza a feszültségkoncentrációt egyetlen feszültségi fokozatból, és egyenletes alakváltozási gradienst biztosít.
1.2 Három-dimenziós térbeli elrendezés
A görgőrendszer lépcsőzetesen van elhelyezve ``Z "vagy "S" mintával, és a szomszédos görgők közötti magasságkülönbség 50-100 mm között van. Ez az elrendezés hullámos utat hoz létre a fólia útján, meghosszabbítva a nyújtási út hosszát. Például három-rétegű co{5}}rétegű fólia gyártása során lehetővé teszi a feszített fólia hosszirányú hullámos LDPE irányú extrudálását. 0,8 másodperc, 30%-kal csökkenti az alakváltozási időt a lineáris elrendezéshez képest, és minimálisra csökkenti a helyi túlmelegedés kockázatát.
1.3 Lapítóhengerek speciális tervezése
A végasztal íj-alakú, 2–5 mm-es elhajlású, ívelt tengelyű, szilikongumival bevont lapítóhengerekkel van felszerelve. Amikor a fólia 15 fokos dőlésszögben érinti a tekercs felületét, a csavarrugós lapok 0,5–1,2 N/cm oldalirányú komponenserőt hoznak létre, hatékonyan kiküszöbölve az élek hullámosodását. Kísérleti adatok azt mutatják, hogy az íj{8}alakú simító fóliatekercsek 92%-kal növelhetők, és az élveszteség 3% alá csökkenthető.
2. Mozgásvezérlés: A szinkronizált sebességarányok dinamikus szabályozó rendszere
A többhengeres rendszer vonalsebességeinek dinamikus egyeztetése a szervomotorok és a frekvenciaváltók közötti összehangolt vezérléssel érhető el. Alapvető technológiái a következők:
2.1. A húzási arány zárt hurkú vezérlése
A lézeres sebességérzékelők folyamatosan figyelik a film lineáris sebességét, és valós idejű{0}}visszajelzést adnak a PLC-vezérlőrendszernek. A hajtómotor frekvenciája automatikusan beáll, ha a fordulatszám ingadozása nagyobb, mint ± 0,5%. Például a PID algoritmus A PID algoritmus 5,2 ± 0,1 húzási arányt tart fenn 20- μm vastag BOPP fólia előállításához, biztosítva a hosszirányú szakítószilárdság szórását, amely legfeljebb 0,8 MPa.
2.2 Differenciális sebesség nyújtás technológia
A keresztirányú nyújtás a végső vezetősín és a rögzítés közötti különbséggel érhető el. Ha a szerelvények közötti rés 100 mm-ről 400 mm-re nő, a vezetőszélesség ezzel egyidejűleg szűkül, ami 4-szeres keresztirányú nyújtási arányt eredményez. A Montedison (Olaszország) által kifejlesztett rugós{5}}rögzítés megtartja a befogási stabilitást 0,3–0,5 N/mm rugóerővel és + -± 1,5%-os keresztirányú vastagságváltozással.
2.3 Forgó oszcillációs mechanizmus
Egyes csúcskategóriás{0}}modellek 360-fokos forgatható szétszerelő eszközöket használnak, amelyek megváltoztatják az erő irányát, miközben megnyújtják a fóliát. A Bayer szabadalmaztatott technológiája azt mutatja, hogy a percenkénti 60 pörgetés 40%-kal javítja a membránon belüli feszültségeloszlás egyenletességét, különösen az optikai minőségű filmek esetében. Modernleszáll{0}}a forgófólia géprőla konstrukciók egyre gyakrabban tartalmaznak ilyen forgó oszcillációs jellemzőket a film minőségének javítása érdekében.
3. Hőmérséklet szabályozás: gradiens fűtési rendszer deformációszabályozással
A hőmérséklet egyenletessége közvetlenül befolyásolja a film kristályosságát és nyújtási teljesítményét. A vontatási forgó mechanizmus pontos hőkezelést tesz lehetővé egy három-lépcsős hőmérséklet-mezőszabályzó rendszeren keresztül:
3.1 Az előmelegítő rész infravörös fűtése
2-10 mikron hullámhosszú, 80-120 W/cm2 teljesítménysűrűségű rövidhullámú infrafűtőket alkalmaztak. A fényvisszaverő panelek 0,5 másodperc alatt 95%-ra növelik a hővisszaverés hatásfokát, a filmfelület hőmérsékletét pedig 120-140 fokra. A kísérletek azt mutatják, hogy ez a melegítési módszer az előmelegítő szakasz vastagságának változását ±0,8 mikronra csökkenti.
3.2 Termikus 3.2 Forró levegő keringtetés a hosszabbítóban
A feszítőgörgő körül cikkcakkos, forró cikcakk{0}}formájú forrólevegő-csatornák vannak elrendezve, és a meleglevegő-cső kimenete a fólia mozgási irányának megfelelő fokban van. A légsebesség 0.8 -1.2 m/s-os szabályozásával 0,5-1,0 mm vastagságú termikus határréteg alakítható ki. A Toray (Japán) vizsgálati adatai azt mutatják, hogy ez a kialakítás hatékonyan megelőzi a lokális túlmelegedés okozta kristályhibákat azáltal, hogy a membránhőmérséklet szórását 1,5 foknál kisebb vagy azzal egyenlő tartományban tartja.
3.3 Gyors hűtés a hűtőszegmens alakjának stabilizálására
A fólia felületi hőmérséklete 0,3 másodperc alatt 60 fok alá csökkenthető egy krómozott hűtőhenger keringtetésével 15 C-on. A hűtőhenger valamivel gyorsabb, mint a vontatási sebesség (1:1,02), hogy megakadályozza a ráncok kialakulását a film összehúzódása során. Brückner (Németország) esettanulmánya azt mutatja, hogy ez a gyors hűtési technika 0,3% alá csökkenti a hőzsugorodást.
4. Feszültségszabályozás: stabil vezérlőrendszer dinamikus kompenzációval
A fólia egyenetlen szakítószilárdságának fő oka a feszültségingadozás. A vontatási forgó mechanizmus dinamikus egyensúlyt ér el a többlépcsős feszültségszabályozás révén:
4.1 Elsődleges szabályozás mágneses részecskefékeken keresztül
Mágneses részecskefékek vannak beépítve a lazító szerkezetbe, és az áram szabályozásával szabályozzák a féknyomatékot. Ha a fólia feszültsége meghaladja a beállított értéket, a rendszer automatikusan csökkenti a fékáramot, és ±0,2 N/m-re korlátozza a feszültségingadozást. A Hyosung (Dél-Korea) alkalmazása azt mutatja, hogy a technika 3,2%-ra tudja csökkenteni a film törési nyúlásának szórását.
4.2 Ultrahangos feszültségérzékelők valós idejű-figyelése
A szakaszba telepített ultrahangos feszültségérzékelők másodpercenként 1000 mintavételi frekvenciával működnek. Amint a feszültség hirtelen változását észleli, a rendszer 20 ezredmásodperc alatt beállítja a hajtómotor fordulatszámát. Például, ha a feszültség 0,5 N/m-rel nő, a PLC 0,3%-kal csökkenti a szervomotor fordulatszámát a stabil feszültség helyreállítása érdekében.
4.3 Kiegészítő vezérlés statikus eltávolító eszközökön keresztül
A hűtőszakaszt kétoldalas ±7 kV elektrosztatikus eliminátorral láttuk el, amely semlegesítette a filmfelület töltését és ±5 kV-ról ±0,5 kV-ra csökkentette a statikus feszültséget. A 3M (USA) tesztjei azt mutatják, hogy az elektrosztatikus elimináció 85%-kal javítja a tekercselés tisztaságát és csökkenti az elektrosztatikus adhézió okozta feszültség heterogenitását.
V. Alkalmazási eset: Biaxiális orientációjú BOPET fóliák
Az egyik vállalat egy továbbfejlesztett vontatási forgató mechanizmust használt a 12 μm-es BOPET fólia előállításához, a legfontosabb paraméterek szabályozásával a következők szerint:
Hosszirányú nyújtás: 130 fok előmelegítésnél, 145 fok nyújtás és 3,8-szoros húzási arány.
Keresztirányú nyújtás: 125 fokos elő-melegítés, 140 fokos szakító, 4,2-szeres húzási arány
Feszességszabályozás: kioldás N/m, feszített szakasz feszessége N/m, tekercsfeszesség 22N/m.
A gyártási adatok azt mutatták, hogy a szórás hosszirányú szakítószilárdsága 1,2 MPa-ról 0,7 MPa-ra, az oldalvastagság változása 3,2 μm-ről 1,8 μm-re csökkent, a termékminősítési arány pedig 98,5%-ra nőtt. Ez a példa a többdimenziós vezérlőrendszer hatékonyságát igazolja a futómű forgató mechanizmusában. Aleszáll{0}}a forgófólia géprőlaz ebben az esetben használt, kivételes teljesítményt mutatott az egyenletes biaxiális orientáció elérésében.
Következtetés
Szerkezeti optimalizálással, mozgásszabályozással, hőmérsékletszabályozással és feszültségszabályozással létrejön az egységes szakítószilárdságú fólia technológiai rendszere. Ahogy aleszáll{0}}a forgófólia géprőlfolyamatosan fejlődik, a jövőbeli iterációk a nagy pontosság, hatékonyság és intelligencia irányába fognak fejlődni, kulcsfontosságú műszaki támogatást nyújtva a csúcskategóriás filmek gyártásához{0}}.
