專利名稱：薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及薄膜生產(chǎn)設備，具體為一種薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置。
背景技術：
薄膜生產(chǎn)加工的收卷放卷工序中膜卷的直徑是在不斷地變化的，膜卷直徑的變化會引起膜卷卷材張力改變。如果薄膜卷材張力過小，導致膜卷松弛起皺，卷入大量空氣，卷材橫向走偏不平整。如果薄膜卷材張力過大，則導致卷材拉伸過度，薄膜表面會出現(xiàn)縱向張力線，在膜卷的表面上會出現(xiàn)隆起的筋條，甚至會使薄膜變形斷裂。因此，在薄膜收、放卷過程中，為保證生產(chǎn)效率和薄膜的表面質(zhì)量，必須始終保持張力恒定。在實際生產(chǎn)中，卷取薄膜的膜卷表面線速度是隨膜卷直徑的增大而動態(tài)變化的，同時前方設備輸送來的薄膜的速度也會隨生產(chǎn)速度的變化而改變，這些都會造成薄膜上的張力不斷地變化。為了使薄膜的張力保持恒定，就必須根據(jù)膜卷張力的大小自動調(diào)整收卷卷筒的轉(zhuǎn)速。目前較常采用浮動輥裝置檢測張力、控制卷筒的轉(zhuǎn)速。前方工序輸送的薄膜經(jīng)過導向輥被卷筒卷取，浮動輥設置于2個導向輥之間，浮動輥低于導向輥，浮動輥兩端可轉(zhuǎn)動地各連接有轉(zhuǎn)臂，左右轉(zhuǎn)臂中部與氣缸的活塞桿相接。轉(zhuǎn)臂的另一側接有位置檢測機構，位置檢測機構的信號與卷筒電機控制機構連接。薄膜從前導向輥向下，繞過浮動輥下方，再向上經(jīng)后導向輥卷取到卷筒上。開始時薄膜作用在浮動輥上的拉力與浮動輥自身的重力及氣缸的推力相平衡，浮動輥處于平衡位置。隨著膜卷直徑的加大，薄膜的線速度增大，作用于薄膜的拉力增大，浮動輥向上擺動。浮動輥向上擺動帶動轉(zhuǎn)臂擺動，其所接的位置檢測機構動作，信號送至卷筒電機控制機構，降低卷筒轉(zhuǎn)速，薄膜張力恢復到給定值，浮動輥回到平衡位置。但是現(xiàn)有的浮動輥裝置靈敏度不高，卷材張力改變達20N (牛頓)以上才能調(diào)節(jié)卷筒速度。仍不能完全保證膜卷的質(zhì)量。另外，此種浮動輥裝置只能對應一種薄膜張力進行調(diào)節(jié)控制。當生產(chǎn)不同規(guī)格的薄膜時、薄膜張力不同，浮動輥裝置無法調(diào)節(jié)適應。為了提高浮動輥裝置的控制精度申請?zhí)枮镃N200710031010.1的中國發(fā)明專利申請“流延膜機收卷機構的新型浮動輥裝置”公開的方案采用擺動臂、2個支軸及同步輪、同步帶的結構。但此方案結構復雜，調(diào)節(jié)困難，不易實施使用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是設計一種薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，包括導向輥、浮動輥、轉(zhuǎn)臂、氣缸、位置檢測機構動作及卷筒電機控制機構，在轉(zhuǎn)臂的遠端還有配重塊，可平衡薄膜的張力與浮動輥重力、氣缸作用力，適應不同規(guī)格薄膜的張力給定值。本實用新型設計的薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，包括導向輥、浮動輥、轉(zhuǎn)臂、氣缸、位置檢測機構及卷筒電機控制機構，浮動輥設置于2個導向輥之間，浮動輥低于導向輥，薄膜從前導向輥向下，繞過浮動輥下方，再向上經(jīng)后導向輥卷取到卷筒上、形成膜卷。[0009]浮動輥兩端各固定連接一個轉(zhuǎn)臂，左、右2個轉(zhuǎn)臂的中部各與一個氣缸的活塞桿相鉸接，氣缸的缸筒連接于設備的墻板。轉(zhuǎn)臂接有位置檢測機構，位置檢測機構的信號與卷筒電機控制機構連接。薄膜從前導向輥向下，繞過浮動輥下方，再向上經(jīng)后導向輥卷取到卷筒上。本實用新型設計的浮動輥裝置還配置有旋轉(zhuǎn)桿和配重塊，旋轉(zhuǎn)桿兩端可轉(zhuǎn)動地安裝于設備的墻板，轉(zhuǎn)臂與旋轉(zhuǎn)桿固定連接，氣缸活塞桿與轉(zhuǎn)臂的連接點處于旋轉(zhuǎn)桿與浮動輥之間。配重塊安裝于轉(zhuǎn)臂相對于浮動輥的遠端。位置檢測機構為角度編碼器，經(jīng)聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)桿連接，角度編碼器的信號線與卷筒電機控制機構連接。開始時薄膜作用在浮動輥上的拉力、浮動輥的重力、氣缸的推力及配重塊的重力相平衡，浮動輥處于平衡位置。對于不同的薄膜，張力不同，調(diào)節(jié)配重塊即可使浮動輥處于設定的平衡位置。隨著膜卷直徑的加大，薄膜的線速度增大，作用于薄膜的拉力增大，浮動輥向上擺動。浮動輥向上擺動帶動兩側轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)桿帶動角度編碼器同步旋轉(zhuǎn)，角度編碼器測得轉(zhuǎn)動角度信號送至卷筒電機控制機構調(diào)節(jié)卷筒電機速度，卷筒電機的轉(zhuǎn)速下降，薄膜的張力恢復到給定值，浮動輥又回到原來的平衡位置。為提高裝置的靈敏度，所述氣缸為低摩擦氣缸，氣源壓力變化值低至0.005Mpa也能使氣缸活塞產(chǎn)生動作，可精確控制0.0lN的輸出力。薄膜張力有0.0lN的微小變化，氣缸活塞就能動作，使轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動，角度編碼器檢測轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動即可及時調(diào)整卷筒電機速度，使收卷運行更趨于穩(wěn)定。所述氣缸的進氣端安裝有調(diào)壓閥，以調(diào)節(jié)氣缸壓力。初始狀態(tài)調(diào)節(jié)浮動輥的平衡位置時，可以調(diào)節(jié)配重塊，也可以調(diào)節(jié)氣缸壓力、即轉(zhuǎn)臂受到的氣缸推力，使浮動輥達到所需平衡位置。為便于操作和控制，所述調(diào)壓閥為電氣比例閥，電氣比例閥的控制信號線與卷筒傳動電機控制機構連接。通過改變控制此閥的電流值或電壓值，使氣缸進氣壓力相應發(fā)生變化，實現(xiàn)氣缸壓力的無級調(diào)節(jié)，實現(xiàn)遠程控制和程序控制。2個轉(zhuǎn)臂與氣缸活塞桿鉸接，氣缸可繞活塞桿頂端連接點轉(zhuǎn)動，缸筒尾部與氣缸座鉸接，氣缸座固定于墻板，缸筒可沿氣缸座轉(zhuǎn)動。以浮動輥中心線至旋轉(zhuǎn)桿中心線的距離為L，轉(zhuǎn)臂上氣缸活塞桿連接點與旋轉(zhuǎn)桿中心線的距離為1/2L至2/3L，配重塊中心和旋轉(zhuǎn)桿中心的距離為2/5L至6/5L。配重塊為不同重量的I 6個，便于初始狀態(tài)調(diào)節(jié)時選擇使用。轉(zhuǎn)臂遠端有沿轉(zhuǎn)臂縱向的凹槽，螺栓經(jīng)凹槽連接轉(zhuǎn)臂與配重塊，用此凹槽可調(diào)節(jié)配重塊中心與旋轉(zhuǎn)桿的距離，即調(diào)節(jié)配重塊的力臂，用于在初始狀態(tài)調(diào)節(jié)配重塊使浮動輥處于設定的平衡位置，又可防止配重塊從轉(zhuǎn)臂上意外脫落。所述卷筒電機控制機構包括可編程邏輯控制器(PLC)和調(diào)速器，角度編碼器的信號接入可編程邏輯控制器的輸入端，可編程邏輯控制器的輸出接入調(diào)速器，調(diào)速器連接卷筒電機。PLC對角度信號進行處理，與原平衡點角度電壓信號相比較，得出偏差值，經(jīng)積分運算后，得到卷筒電機轉(zhuǎn)速調(diào)整值，PLC輸出的電機轉(zhuǎn)速調(diào)整值接入調(diào)速器，調(diào)速器調(diào)節(jié)卷筒電機轉(zhuǎn)速。在整個薄膜被卷筒卷取過程中，隨著膜卷直徑的增大，浮動輥上下擺動，使角度編碼器產(chǎn)生實時反饋信號，卷筒電機轉(zhuǎn)速不斷被調(diào)整，間接控制卷筒卷取的薄膜張力保持恒定，浮動輥維持在初始狀態(tài)所調(diào)節(jié)的平衡位置。[0020]所述卷筒電機為變頻電機或伺服電機，相應的調(diào)速器為變頻器或伺服控制器。所述2個轉(zhuǎn)臂之一在浮動輥連接處的上方和下方各有一個限位座，限位座固定于墻板，以限定轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動的幅度，保護浮動輥、角度編碼器等部件。限位座朝向轉(zhuǎn)臂的面上裝有減振墊。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置的優(yōu)點為:1、通過改變氣缸壓力和配重塊的重量、位置，適應薄膜張力值可由2N至200N，可用于不同規(guī)格的塑料薄膜產(chǎn)品，也可用于印刷行業(yè)的紙張卷取，或者紡織行業(yè)的布匹卷取；2、采用低摩擦氣缸，動作的靈敏度達±0.01N，即薄膜張力值改變?yōu)椤?.01N時就可以得到調(diào)整，保證了膜卷收取平穩(wěn)，提高了生產(chǎn)效率和薄膜的表面質(zhì)量；3、初始的浮動輥平衡位置可通過調(diào)節(jié)氣缸壓力、配重塊重量和位置實現(xiàn)，方便快捷；4、結構簡單、安裝方便，適合于多種規(guī)格薄膜收卷設備使用。

圖1為本薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置實施例結構示意圖；圖2為圖1的側視圖1、角度編碼器，11、防護罩，2、彈性聯(lián)軸器，3、配重塊，4、轉(zhuǎn)臂，5、旋轉(zhuǎn)桿，6、氣缸，61、活塞桿，62、缸筒，63、氣缸座，7、浮動輥，71、芯軸，8、限位座，9、墻板，10、薄膜。
具體實施方式
本薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置實施例如圖1和2所示，浮動輥7為空心輥筒，浮動輥兩端各嵌有一個滾動軸承，軸承通過孔用卡圈固定在浮動輥兩端，芯軸71上有臺階，穿過軸承內(nèi)孔通過軸用卡圈與輥筒固定為一體，芯軸71的兩端固定于左、右轉(zhuǎn)臂4相應的孔內(nèi)。浮動輥7低于導向輥，薄膜10從前導向輥向下，繞過浮動輥7下方，再向上經(jīng)后導向輥卷取到卷筒上、形成膜卷。旋轉(zhuǎn)桿5兩端有臺階，旋轉(zhuǎn)桿5左端穿過左側的轉(zhuǎn)臂4相對的孔并與左側轉(zhuǎn)臂4固定連接；旋轉(zhuǎn)桿5右端穿過右側的轉(zhuǎn)臂4相應的孔并與右側轉(zhuǎn)臂4固定連接；旋轉(zhuǎn)桿兩端再通過軸承座和軸承安裝在兩側的墻板9上。浮動輥7通過芯軸71與旋轉(zhuǎn)桿5及左、右轉(zhuǎn)臂4組成一矩形框架，此矩形框架可繞旋轉(zhuǎn)桿5上下擺動。旋轉(zhuǎn)桿5左端穿過墻板9通過彈性聯(lián)軸器2與角度編碼器I相連，角度編碼器I固定墻板9上，角度編碼器I外裝有防護罩11。角度編碼器I的信號線與卷筒電機控制機構連接。左、右轉(zhuǎn)臂4相對浮動輥7的遠端側面開有沿轉(zhuǎn)臂4縱向的凹槽，配重塊3穿在轉(zhuǎn)臂4上通過螺栓固定于轉(zhuǎn)臂凹槽，配重塊3在轉(zhuǎn)臂4上可縱向移動、調(diào)節(jié)配重塊3中心與旋轉(zhuǎn)桿5的距離。本例有3個不同重量的配重塊供選用。本例左側的轉(zhuǎn)臂4在與浮動輥的連接處的上方和下方各有一個限位座8，限位座8固定于墻板9。限位座8朝向轉(zhuǎn)臂4的面上裝有減振墊。左、右轉(zhuǎn)臂4的中部各與一個氣缸6的活塞桿61相鉸接。所述氣缸6為低摩擦氣缸。如圖2所示，氣缸活塞桿61可沿連接點轉(zhuǎn)動。低摩擦氣缸6的缸筒62尾部與氣缸座鉸接，氣缸座63固定于墻板9，缸筒可沿氣缸座轉(zhuǎn)動。所述氣缸6的進氣端安裝有電氣比例閥。電氣比例閥的控制信號線與卷筒電機控制機構連接。本例以浮動輥7中心線至旋轉(zhuǎn)桿5中心線的距離為L，轉(zhuǎn)臂4上氣缸活塞桿61連接點與旋轉(zhuǎn)桿5中心線的距離為1/2L，配重塊中心和旋轉(zhuǎn)桿中心的距離為L。所述卷筒電機控制機構包括可編程邏輯控制器(PLC)和調(diào)速器，角度編碼器的信號接入可編程邏輯控制器的輸入端，可編程邏輯控制器的輸出接入調(diào)速器，調(diào)速器連接卷筒電機。本例卷筒電機為變頻電機，調(diào)速器為變頻器。初始狀態(tài)，調(diào)節(jié)氣缸6的電氣比例閥、配重塊3，使薄膜10作用在浮動輥7上的拉力、浮動輥7的重力、氣缸6的推力及配重塊3的重力相平衡，浮動輥7處于平衡位置。隨著膜卷直徑的加大，薄膜10的線速度增大，作用于薄膜10的拉力增大，浮動輥7向上擺動。浮動輥7向上擺動帶動兩側轉(zhuǎn)臂4轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)桿5帶動角度編碼器I同步旋轉(zhuǎn)，角度編碼器I測得轉(zhuǎn)動角度信號送至卷筒電機控制機構調(diào)節(jié)卷筒電機速度，卷筒電機的轉(zhuǎn)速下降，薄膜10的張力恢復到給定值，浮動輥7又回到原來的平衡位置。在薄膜生產(chǎn)線的收卷段應用本例浮動輥裝置，在薄膜卷取過程中卷筒速度不斷根據(jù)薄膜張力調(diào)整，膜卷卷取過程平穩(wěn)，且膜卷表面平順、兩端平齊，薄膜質(zhì)量得到保證。且在生產(chǎn)薄膜品種改變時，本裝置可方便地調(diào)節(jié)適應不同薄膜的張力。上述實施例，僅為對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進一步詳細說明的具體個例，本實用新型并非限定于此。凡在本實用新型的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，包括導向輥、浮動輥、轉(zhuǎn)臂、氣缸、位置檢測機構及卷筒電機控制機構，浮動棍設置于2個導向棍之間,浮動棍低于導向棍,薄膜從前導向棍向下，繞過浮動輥下方，再向上經(jīng)后導向輥卷取到卷筒上形成膜卷；浮動輥兩端各固定連接一個轉(zhuǎn)臂，左、右2個轉(zhuǎn)臂的中部各與一個氣缸的活塞桿相鉸接，氣缸的缸筒連接于設備的墻板，轉(zhuǎn)臂接有位置檢測機構，位置檢測機構的信號與卷筒電機控制機構連接；其特征在于: 還配置有旋轉(zhuǎn)桿(5)和配重塊(3)，旋轉(zhuǎn)桿(5)兩端可轉(zhuǎn)動地安裝于墻板(9)，轉(zhuǎn)臂(4)與旋轉(zhuǎn)桿(5)固定連接，氣缸活塞桿(61)與轉(zhuǎn)臂(4)的連接點處于旋轉(zhuǎn)桿(5)與浮動輥(7)之間；配重塊(3)安裝于轉(zhuǎn)臂(4)相對于浮動輥(7)的遠端，位置檢測機構為角度編碼器(O,角度編碼器(I)經(jīng)聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)桿(5 )連接，角度編碼器(I)的信號線與卷筒電機控制機構連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，其特征在于: 所述氣缸(6)為低摩擦氣缸。
3.根據(jù)權利要求1所述的薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，其特征在于: 所述氣缸(6)的進氣端安裝有調(diào)壓閥。
4.根據(jù)權利要求3所述的薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，其特征在于: 所述調(diào)壓閥為電氣比例閥，該電氣比例閥的控制信號線與卷筒電機控制機構連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，其特征在于: 所述浮動輥(7)中 心線至旋轉(zhuǎn)桿(5)中心線的距離為L，轉(zhuǎn)臂(4)上氣缸活塞桿(61)連接點與旋轉(zhuǎn)桿(5)中心線的距離為1/2L至2/3L。
6.根據(jù)權利要求5所述的薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，其特征在于: 所述配重塊(3)中心和旋轉(zhuǎn)桿(5)中心的距離為2/5L至6/5L。
7.根據(jù)權利要求1所述的薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，其特征在于: 所述配重塊(3)為不同重量的I 6個。
8.根據(jù)權利要求1所述的薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，其特征在于: 所述轉(zhuǎn)臂(4)遠端有沿轉(zhuǎn)臂(4)縱向的凹槽，螺栓經(jīng)凹槽連接轉(zhuǎn)臂(4)與配重塊(3)。
9.根據(jù)權利要求1所述的薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，其特征在于: 所述卷筒電機控制機構包括可編程邏輯控制器和調(diào)速器，角度編碼器(I)的信號接入可編程邏輯控制器的輸入端，可編程邏輯控制器的輸出接入調(diào)速器，調(diào)速器連接卷筒電機。
10.根據(jù)權利要求1所述的薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，其特征在于: 所述2個轉(zhuǎn)臂(4)之一在與浮動輥(7)連接處的上方和下方各有一個限位座(8)，限位座(8)固定于墻板(9)。
專利摘要本實用新型為薄膜生產(chǎn)設備的浮動輥裝置，浮動輥兩端各可轉(zhuǎn)動地連接一個轉(zhuǎn)臂，左、右2個轉(zhuǎn)臂的中部各與一個氣缸的活塞桿相鉸接，氣缸缸筒連接于墻板。2轉(zhuǎn)臂與旋轉(zhuǎn)桿固定連接，旋轉(zhuǎn)桿兩端可轉(zhuǎn)動地安裝于墻板。旋轉(zhuǎn)桿一端接有位置檢測機構角度編碼器，編碼器信號線與卷筒傳動電機控制機構連接。薄膜從前導向輥向下，繞過浮動輥下方，再向上經(jīng)后導向輥卷取到卷筒上。配重塊安裝于轉(zhuǎn)臂相對于浮動輥的遠端。薄膜作用在浮動輥上的拉力、浮動輥的重力、氣缸的推力及配重塊的重力相平衡，浮動輥處于平衡位置。本裝置適應薄膜張力值可由2N至200N，可用于不同規(guī)格的塑料薄膜，也可用于紙張，或布匹；采用低摩擦氣缸，靈敏度達±0.01N。
文檔編號B65H23/26GK203158889SQ201320139650
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權日2013年3月26日
發(fā)明者馮勇剛, 韋有共, 馬云華, 李雪明, 童幫毅 申請人:桂林電器科學研究院有限公司