寬幅包裝材料印刷生產(chǎn)線的張力控制通常由浮輥組件和氣一電控制系統(tǒng)組成,設(shè)計(jì)一套性能優(yōu)良的張力控制單元,浮輥組件的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是極其重要的一環(huán),在印刷生產(chǎn)線中的作用可謂舉足輕重。浮輥組件作為控制張力的核心部件,在系統(tǒng)中承擔(dān)吸收引起張力波動(dòng)的干擾力的重任,故又形象地稱之為“機(jī)械過濾器”,其動(dòng)力學(xué)性能的優(yōu)劣直接影響其過濾、吸收作用的強(qiáng)弱。換句話說,如果浮輥組件中各零件的質(zhì)量、尺寸、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不匹配,將影響整個(gè)張力控制系統(tǒng)的正常工作。
優(yōu)化設(shè)計(jì)方案
圖1是一種常見的張力控制單元簡(jiǎn)圖。圖中所示的三個(gè)氣缸,下方那個(gè)用來平衡浮輥組件的重力,上方兩個(gè)用來控制正常生產(chǎn)所需的張力,例如:0—2000N。在正常穩(wěn)速生產(chǎn)中,對(duì)于性能良好的張力控制系統(tǒng)而言,其浮輥擺臂處于水平位置,擺臂的擺動(dòng)幅度極其微小。
下面我們用運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的原理來闡述設(shè)計(jì)浮輥組件時(shí)應(yīng)遵循的原則。為便于討論,對(duì)將要涉及的一些參變量賦予相應(yīng)的符號(hào):
假設(shè)干擾力從靠近轉(zhuǎn)軸A 的“包材 (為方便敘述,我們稱在印刷線上被印刷的材料為“包材 ,下同)輸入,則其力學(xué)模型如下圖2所示
根據(jù)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)原理,有如下推論
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