張力裝置的結構形式及其張力的大小

2019-12-26

李偉
（佛山市瑞澈科技有限公司）

　　我們知道，在板帶縱剪機組中，張力裝置是一臺重要的必不可少的關鍵設備。它直接影響到卷取的質量，合適的、穩定的張力能夠使得帶材卷的很齊，松緊適宜。剪切后的帶條由于厚差的原因，而產生卷取松緊不一，這時必須通過張力裝置把分條后帶條的松緊差排除到張力裝置前的活套中去，從而保證各條張力恒定。那么如何克服由于厚差產生的帶條長短不一呢。
　　一般有如下幾種方式：
　　1、古老填充式：就是根據帶條的張力不同，用厚紙板或鋁箔填入帶條較松的那一卷內，使得整根卷軸上的帶條保持相對張力一致。
　　2、滑差卷取式：在卷取軸上套上滑差環，通過滑差環的差數滑動，使得松的帶條保持轉動而緊的帶條出現打滑狀態，從而克服掉剪切后的長度差值。
　　3、多卷取形式：設備設有二根以上的卷取軸，每個卷取單獨控制張力。保證各帶條有效卷取。
　　4、托輥形式：在卷取前設置幾根托輥，將長的帶條置于其上，當長度增大時，托輥向上移動，使各帶條保持張力一致。
　　5、活套形式：目前主流形式，將長的帶條導向活套中，以保證全部帶條張力一致。
　　根據不同的材料要求，張力裝置也有不同的形式存在。張力墊、氈圈張力輥、主動張力輥、張力皮帶、輥式張力皮帶、滑差式張力輥、真空輥、電磁張力以及它們之間的組合。而無論那一種形式的張力裝置都是按照以下的三種基本方式運轉：
　　a、滑動摩擦。b、簡單的滾動摩擦。c、靜摩擦特性的滾動摩擦。
　　下面我們分別來討論各種張力裝置的結構形式及其可產生張力。
　　首先我們來看滑動摩擦的形式：
　　Z典型的是張力墊，也是Z簡單，Z經濟張力裝置，如下圖示。

　　上圖是張力墊的兩種典型方式，種是傳統機械式的，這種穩定，效果好，且經濟耐用。另一種是液壓壓下的，這種較復雜些，要求加工精度高，上壓板平整與否取決加工精度及兩端同步性，較難控制。
　　其工作原理是，帶條經過上下兩塊壓板，壓板表面一般覆有毛氈。通過夾緊力，使帶條與毛氈間產生摩擦力，將多余長的帶條排除到活套坑內。舊時只是上下機械擠壓，由于夾緊力一定，用多個窄的木板條，使得不同厚度的帶條形成統一一致的張力。改進后，在下壓板內加入比例調解的氣囊，可自動調解各帶條的張力。
　　由于是直接作用于帶條的表面而產生張力。這種方法更適用于對表面要求不高，較硬的金屬材料。
　　這種張力裝置的張力計算也比較簡單：

F=μN

　　F------張力
　　μ-------摩擦因數
　　N-------正壓力
　　式中可以看出，張力的大小，取決于正壓力的大小，摩擦因數根據材料是固定的，毛氈與鋼的摩擦因數是0.22。正壓力可以無限加大，那是不是張力也可以無限加大呢。不是的，對于這種張力方式，正壓力太大，容易引起材料表面的劃傷，更大的壓力容易引起毛氈的燃燒。因此建議張力墊形式的張力裝置Z大張力不易超過2000Kg。那如果有更大張力要求還要使用這種張力方式，可采用疊加的方式，形成張力墊組合，總張力為：
　　FA=F1+F2+F3......。
　　經改進后，演變為氈輥的方式形成張力，如下圖示：

　　這時的輥子是不旋轉的，包覆在輥子外面的氈圈可逆向旋轉。這就形成了張力，同時還可將表面的臟物擠壓出材料的表面，而減少對材料表面的損傷。這種的張力大小基本等同于上述張力墊。
　　而更高級的，就是張力皮帶了，如下圖所示：

　　這種結構把材料與滑動面通過皮帶隔離開來，從而讓材料在運行的過程中沒有相對滑動，這很好地保護了材料表面。它的基本原理是，原來的張力壓板被上下兩個支承箱代替，支承箱內通冷卻水，來降低由于摩擦而才生的發熱，支承箱上環繞等寬度的多條皮帶，皮帶外表面與內表面采用不同材質，與金屬接觸面的摩擦因數不同，外表面與材料表面之間的摩擦因數要大于內表面與支承箱之間的摩擦因數。由于是同一個壓力作用，內外接觸面產生了不同的摩擦力。外表面與材料間沒有相對運動為靜摩擦，內表面與支承箱間產生相對滑動克服長度差。那么它的張力是多少呢：

F=F1-F2=μ1N-μ2N=（μ1-μ2）N

　　由上式看，兩個摩擦因數差值越大，可產生的張力越大。
　　由于皮帶寬度是一定的，那么不同寬度的帶條會有不同的效果，Z理想是帶條與皮帶寬度等寬。但這種在生產中幾乎不可能。通常我們剪切的帶條，要么比皮帶寬，要么窄。這時就會有一部分帶條會在兩個皮帶之間。因為相鄰兩個皮帶有可能是有相對運動的，這時帶條可能與其中的一條皮帶間就會有相對運動，這對于軟態表面要求高的材料是致命的。這點要引起注意。
　　本文我們主要討論了，滑動摩擦形式的幾種張力模式及其張力的算法，下回討論其余的張力模式。也歡迎參與討論，批評和指正。