全自動(dòng)卷取機(jī)

Automatic wind up machine

劉鑫傳，劉東輝

（大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司，遼寧　大連　116039）

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全自動(dòng)卷取機(jī)

Automatic wind up machine

劉鑫傳，劉東輝

（大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司，遼寧大連116039）

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本文通過(guò)卷曲形式、恒張力控制、偏擺、設(shè)備及人身安全等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及卷取機(jī)線速度、自動(dòng)切割裝置、卷取輥裝置等設(shè)計(jì)要點(diǎn)，介紹了本公司自主研發(fā)設(shè)計(jì)的全自動(dòng)卷取機(jī)的先進(jìn)性。

全自動(dòng)卷取機(jī)；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；恒張力控制；擺偏

此臺(tái)全自動(dòng)卷取機(jī)是我公司經(jīng)過(guò)吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)與自主研究開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)而成，本裝置具備先進(jìn)卷取機(jī)的各項(xiàng)功能，接近當(dāng)代國(guó)際一流技術(shù)水平。本裝置集恒張力控制、自動(dòng)糾偏、錯(cuò)位收卷、牽引、展平、卷取、自動(dòng)上卷、自動(dòng)切割、液壓卸卷、自動(dòng)計(jì)長(zhǎng)等多項(xiàng)功能于一體，并附有輔助中心卷取裝置和安全保護(hù)裝置（如圖1）。

本卷取機(jī)可為吹膜機(jī)組配套，也可作為通用部件為任何薄膜機(jī)組配套，是薄膜生產(chǎn)中十分重要、關(guān)鍵的部分。收卷是否平整、端面是否整齊，直接影響到下道工序的質(zhì)量，也是衡量整個(gè)機(jī)組技術(shù)水準(zhǔn)的一個(gè)重要考核指標(biāo)。

1　主要參數(shù)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介：

下?tīng)恳姍C(jī)功率2.2 kW

卷取電機(jī)功率2.2 kW

轉(zhuǎn)位電機(jī)功率0.18 kW

中心輔助電機(jī)功率1.5 kW

牽引輥工作范圍Φ200×860

卷取輥工作范圍Φ345×860

氣漲軸工作范圍Φ106×940

卷取線速度3.33～33.3 m/min

最大滿卷直徑Φ1 500 mm

收卷偏擺最大振幅±7 mm

2　結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1卷取形式

表面摩擦卷取帶中心輔助卷取。中心輔助卷取的設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)難摩擦卷的材料（表面非常光滑）的卷取，設(shè)置中心輔助卷取裝置的目的：在收卷一開(kāi)始，通過(guò)離合器，使動(dòng)力直接傳遞給氣脹軸。使氣漲軸靠自身的力矩卷取薄膜，提高入卷的質(zhì)量，在以后的卷取中，氣漲軸不僅自身具由轉(zhuǎn)動(dòng)的扭矩，而且還有摩擦輥的動(dòng)力協(xié)助，其收卷的可靠性和質(zhì)量是完全有保證的。中心輔助卷取裝置的設(shè)計(jì)使卷取機(jī)適應(yīng)任何薄膜的卷取。

圖1　全自動(dòng)卷取機(jī)

2.2恒張力控制

整條吹膜線以上牽引為主速度，為保證恒張力控制，上、下?tīng)恳g有一張力軸承，針對(duì)不同薄膜設(shè)定不同張力后，張力軸承檢測(cè)張力大小模擬量輸出給下?tīng)恳姍C(jī)變頻器，控制電機(jī)升降速。下?tīng)恳姍C(jī)與卷取電機(jī)之間有一張力浮動(dòng)輥裝置，氣缸與直線傳感器相配合，調(diào)整氣缸的減壓閥設(shè)定壓力，保證薄膜的張力，若張力發(fā)生變化，浮動(dòng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)，直線傳感器檢測(cè)到變化給卷取電機(jī)變頻器信號(hào)，控制卷取電機(jī)升降速。中心輔助卷取電機(jī)轉(zhuǎn)速由角位移傳感器控制，由于隨著膜卷的漲大，中心輔助電機(jī)轉(zhuǎn)速變小、力矩變大，通過(guò)一套伺服控制系統(tǒng)達(dá)到力矩的精確控制。

2.3具有偏擺功能

由于本機(jī)為生產(chǎn)重包裝樹(shù)脂配套，決定薄膜為筒狀直接折疊卷取，不分剖（ 若分剖僅需自動(dòng)糾偏，不需要錯(cuò)位收卷），由于薄膜很厚（0.16～0.20 mm），若整齊折疊收卷邊緣很厚，容易壓傷邊緣。所以要求薄膜錯(cuò)位收卷，本機(jī)配備的糾偏器可實(shí)現(xiàn)此功能，振幅在0～7 mm內(nèi)無(wú)級(jí)可調(diào)，周期可在1～5 min內(nèi)無(wú)級(jí)可調(diào)。充分滿足錯(cuò)位收卷或整齊收卷的需要。

2.4大部分動(dòng)作可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

除卷前人工將氣漲軸放入電動(dòng)葫蘆的掛鉤內(nèi)，再電動(dòng)控制電動(dòng)葫蘆將氣漲軸放入上卷臂內(nèi)。卷到要求直徑（長(zhǎng)度）后手動(dòng)控制液壓卸卷。其它的動(dòng)作都可依靠氣動(dòng)或電動(dòng)實(shí)現(xiàn)，如：自動(dòng)換卷、自動(dòng)切割、自動(dòng)糾偏、自動(dòng)計(jì)長(zhǎng)。

2.5卷取機(jī)的設(shè)計(jì)充分考慮了設(shè)備和人身的安全

為保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行正常與安全，原則上當(dāng)一個(gè)動(dòng)作結(jié)束得到確認(rèn)后，下一個(gè)動(dòng)作才開(kāi)始運(yùn)行。為防止卸卷臂卸卷后忘記返回，而膜卷卷好退出，引發(fā)事故，設(shè)有電機(jī)連鎖：接近開(kāi)關(guān)與機(jī)械擋板。卸卷臂不返回，接近開(kāi)關(guān)不得信號(hào)，不允許膜卷退出；一旦接近開(kāi)關(guān)損壞，膜卷推出，有機(jī)械擋板作用，將膜卷限制在軌道上，不能落下，避免引發(fā)事故。電機(jī)安裝在墻板外側(cè)，為了安全與美觀，墻板安有罩子，可將電氣控制元件與氣動(dòng)控制元件放在罩子內(nèi)。設(shè)備安有急停開(kāi)關(guān)，一旦發(fā)生沖突事件，可緊急停車(chē)。

2.6電氣控制系統(tǒng)

采用奧地利貝加萊工業(yè)電子有限公司電控系統(tǒng)，采用人機(jī)界面，重要參數(shù)可在觸摸屏上顯示，如：卷取速度、設(shè)定長(zhǎng)度、卷取長(zhǎng)度、各處張力大小等。發(fā)生故障時(shí)，不僅報(bào)警而且顯示發(fā)生故障的時(shí)間、位置及內(nèi)容，本電控達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

3　設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1卷取機(jī)線速度

本臺(tái)卷取機(jī)線速度3.33～33.3 m/min，滿足不同制品的需求，為保證精確變速，電機(jī)全部采用變頻電機(jī)，保證變速的精確性與穩(wěn)定性。

3.2自動(dòng)切割裝置

切刀由氣動(dòng)無(wú)桿氣缸驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)切割，速度可達(dá)1 m/s，切割方便快速。

3.3下?tīng)恳b置

下?tīng)恳射撦伜湍z輥組成，鋼輥由電機(jī)帶動(dòng)，提供牽引力，膠輥由氣缸驅(qū)動(dòng)，壓在鋼輥上，提供必要的摩擦力，為使薄膜卷取后溫度不高于室溫5℃，鋼輥采用內(nèi)冷卻結(jié)構(gòu)，工作時(shí)可通冷卻水，進(jìn)一步冷卻薄膜，滿足薄膜溫度要求。

3.4卷取輥裝置

作為主卷取的表面摩擦卷取，卷取膠輥開(kāi)螺線槽，實(shí)現(xiàn)薄膜的展平，增大摩擦力，避免上卷打滑，并設(shè)計(jì)一轉(zhuǎn)位輥裝置。轉(zhuǎn)位輥由轉(zhuǎn)位電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由接近開(kāi)關(guān)設(shè)定兩個(gè)停止位，原始位和切割位，正常工作時(shí)轉(zhuǎn)位輥位于原始位，當(dāng)計(jì)長(zhǎng)結(jié)束后，蜂鳴器工作，提示操作人員準(zhǔn)備卸卷。同時(shí)轉(zhuǎn)位電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)位輥運(yùn)行到切割位，接近開(kāi)關(guān)工作，轉(zhuǎn)位電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)位輥停在切割位，轉(zhuǎn)位輥將薄膜挑起利于切割。上卷裝置將備用氣漲軸送至切割位后，轉(zhuǎn)位壓輥、上卷臂卷取輥將氣漲軸夾住。切刀工作，壓桿將卷好的膜卷推至卸卷臂，手動(dòng)控制液壓卸卷，薄膜在轉(zhuǎn)位壓輥、上卷臂卷取輥處進(jìn)行預(yù)卷取，待壓桿返回后，轉(zhuǎn)位電機(jī)再次運(yùn)行，上卷臂氣缸運(yùn)行，帶動(dòng)氣漲軸進(jìn)入壓桿進(jìn)行正常卷取。

3.5關(guān)鍵配套件

本臺(tái)卷取機(jī)關(guān)鍵件采用進(jìn)口控制元件，確保8 000 h/年的工作運(yùn)行時(shí)間。為保證設(shè)備的先進(jìn)性，可靠性，關(guān)鍵件采用進(jìn)口件優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，如電機(jī)減速機(jī)采用德國(guó)NORD產(chǎn)品，氣動(dòng)元件采用德國(guó)FESTO產(chǎn)品，張力軸承采用美國(guó)DOVER產(chǎn)品，糾偏器采用德國(guó)E+L，完全使用吹膜設(shè)備連續(xù)工作的特點(diǎn)。

（XS-05）

國(guó)內(nèi)首個(gè)輪胎花紋專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)營(yíng)

2014年11月17日，記者從橡膠谷集團(tuán)有限公司了解到，該公司與國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社開(kāi)發(fā)的國(guó)內(nèi)首個(gè)輪胎花紋數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，開(kāi)啟了橡膠行業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用先河。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)崿F(xiàn)外觀、設(shè)計(jì)，特別是在輪胎領(lǐng)域的外觀設(shè)計(jì)的檢索。輕點(diǎn)鼠標(biāo)，便可知企業(yè)生產(chǎn)的輪胎花紋是否侵權(quán)。目前，我國(guó)已經(jīng)成為世界輪胎第一生產(chǎn)大國(guó)，但隨之而來(lái)的輪胎花紋外觀專(zhuān)利侵權(quán)問(wèn)題也日益嚴(yán)重。國(guó)外著名輪胎公司控告我國(guó)輪胎花紋外觀專(zhuān)利侵權(quán)的案件已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮，國(guó)際上輪胎的大公司、跨國(guó)企業(yè)已經(jīng)將外觀專(zhuān)利作為打壓競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的常用手段，對(duì)我國(guó)輪胎企業(yè)頻頻發(fā)難。輪胎花紋外觀設(shè)計(jì)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)是一項(xiàng)用于輪胎花紋外觀專(zhuān)利的查新、侵權(quán)檢索，規(guī)避潛在專(zhuān)利侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)的專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)。該庫(kù)包含中國(guó)、日本、韓國(guó)、美國(guó)、歐洲共同體共計(jì)8萬(wàn)件輪胎花紋方面的外觀專(zhuān)利，共計(jì)52萬(wàn)張圖片，并會(huì)定期更新，最新公開(kāi)、最新授權(quán)的專(zhuān)利都體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。橡膠谷知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司總經(jīng)理封紅雨向記者介紹，整個(gè)輪胎花紋數(shù)據(jù)庫(kù)利用了兩個(gè)核心技術(shù)，一個(gè)是搜索引擎，一個(gè)是圖象對(duì)比。這兩個(gè)技術(shù)不僅僅提供外觀設(shè)計(jì)的檢索，而且通過(guò)后端大數(shù)據(jù)的運(yùn)算，智能化的將系統(tǒng)認(rèn)為相似度最高的圖片展現(xiàn)在最前面的位置上，還能夠通過(guò)大數(shù)據(jù)的計(jì)算，提供相似度的數(shù)據(jù)。例如侵權(quán)到底是八成、九成？還是一成、兩成？相似度在80～90還是在20～30？通過(guò)智能化的運(yùn)算，后臺(tái)大數(shù)據(jù)的積累，系統(tǒng)自動(dòng)推薦出數(shù)據(jù)，并進(jìn)行智能化的篩選，有效地保證輪胎花紋的設(shè)計(jì)者和相應(yīng)的律師評(píng)測(cè)研發(fā)的成果在國(guó)外是不是有可能構(gòu)成侵權(quán)。據(jù)了解，數(shù)據(jù)庫(kù)收錄了國(guó)際上主要國(guó)家的輪胎的數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)更新，企業(yè)可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)了解業(yè)態(tài)的發(fā)展?fàn)顩r，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索，了解最新的專(zhuān)利公開(kāi)公告的情況，特別是在輪胎的花紋領(lǐng)域，有哪些新的專(zhuān)利被公開(kāi)了，被授權(quán)了。既可以避免侵權(quán)，也可以了解輪胎領(lǐng)域最新的新技術(shù)的進(jìn)展，企業(yè)還可以以這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)確定自己的研發(fā)方向。

摘編自《中國(guó)化工報(bào)》

（XS-02）

TQ330.66

1009-797X（2015）01-0035-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.01.007

劉鑫傳（1981-），男，2004年畢業(yè)于沈陽(yáng)化工學(xué)院，主要從事橡膠塑料機(jī)械的研發(fā)設(shè)計(jì)工作。

2014-04-03