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張力檢測(cè)器的設(shè)置方法和故障排除法
張力檢測(cè)器的安裝方法
圖15 張力檢測(cè)器選型軟件
如果在選型計(jì)算中，不存在張力檢測(cè)器的安裝狀況及材料角度等問(wèn)題的話，那么基本上可以自行安裝。但是，檢測(cè)輥及材料與地面垂直時(shí)，不能使用。
在機(jī)械上安裝張力檢測(cè)器的方法有兩種。一種是把臺(tái)架的底面安裝在機(jī)械上，它是使用枕塊狀軸承的張力檢測(cè)器最常見(jiàn)的安裝方法。另一種是利用臺(tái)架側(cè)面螺栓孔安裝在墻面上。無(wú)論采用哪種方法，當(dāng)使用兩個(gè)檢測(cè)器時(shí)，都需要注意包括檢測(cè)器在內(nèi)的檢測(cè)輥水平度。此外，還要注意檢測(cè)輥和其前后導(dǎo)輥間的平行度（如圖16所示）。
圖16 張力檢測(cè)器的安裝示意圖
把軸承座安裝在張力檢測(cè)器上的方法也有兩種，一種是利用軸承座固定用螺栓孔把軸承座固定在底座上，另一種是利用選裝板固定軸承座的方法。位于檢測(cè)器底座上的軸承座固定用螺栓孔的間隔以 UCP 型的特定型號(hào)為基準(zhǔn)，不能用于其他軸承座。這時(shí)，可以利用選裝板簡(jiǎn)單地安裝軸承座（如圖17所示）。
圖17 軸承座的固定方法
把軸承座固定在張力檢測(cè)器的底座上時(shí)，為了決定張力檢測(cè)器和檢測(cè)輥的位置關(guān)系，需要使張力檢測(cè)器底座側(cè)面上的中心點(diǎn)和檢測(cè)輥中心連線與臺(tái)架的底面垂直。
軸承座的選定
最近，采用糾偏控制裝置（LPC、EPC ……）的機(jī)械也有所增加，通常會(huì)固定糾偏控制裝置的位置傳感器進(jìn)行使用，所以材料寬度發(fā)生變化時(shí)，作用于左右張力檢測(cè)器的張力逐漸失去平衡。在此狀態(tài)下，由于左右張力檢測(cè)器的位移量不同，導(dǎo)致檢測(cè)輥產(chǎn)生傾斜（如圖18所示）。
圖18 材料行進(jìn)路線偏移
此外，有時(shí)還會(huì)遇到膠片等材料左右厚度不均，以及機(jī)械精度問(wèn)題，造成檢測(cè)輥?zhàn)笥沂芰Σ痪＿@時(shí)，左右張力檢測(cè)器的位移量也不同（如圖19所示）。
圖19 自動(dòng)調(diào)心式軸承座的功效
為了消除這些因素，使用兩臺(tái)張力檢測(cè)器時(shí)，建議一定要使用自動(dòng)調(diào)心式軸承座。通過(guò)使用自動(dòng)調(diào)心式軸承座，即使檢測(cè)輥發(fā)生傾斜，也會(huì)釋放檢測(cè)輥傾斜所引起軸承部扭轉(zhuǎn)方向的力，只向張力檢測(cè)器傳遞張力，從而減少?gòu)埩z測(cè)的機(jī)械性誤差。
對(duì)于不能單側(cè)拉伸的布等材料而言，雖然會(huì)降低張力檢測(cè)精度，可以只用單側(cè)1臺(tái)檢測(cè)器檢測(cè)張力。這時(shí)，未設(shè)置張力檢測(cè)器的輥，其端部雖然設(shè)置了與張力檢測(cè)器相同高度的臺(tái)階，但是張力作用時(shí)位移的只有張力檢測(cè)器側(cè)。由于此時(shí)檢測(cè)輥也會(huì)發(fā)生傾斜，所以必須采用自動(dòng)調(diào)心式軸承座。
檢測(cè)輥的伸縮
金屬會(huì)因溫度變化而發(fā)生伸縮。輥往往是用棒狀或筒狀金屬制成，因此也會(huì)因溫度而發(fā)生伸縮。特別是在機(jī)械架和輥的材質(zhì)不同時(shí)，因熱膨脹系數(shù)不同，所以在輥的長(zhǎng)度方向會(huì)產(chǎn)生力的作用。
張力檢測(cè)輥同樣也會(huì)因輥的伸縮而在長(zhǎng)度方向上產(chǎn)生力，如果不釋放該力，則張力檢測(cè)器將檢測(cè)出該輥伸縮引起的力。因此，張力檢測(cè)機(jī)構(gòu)需要設(shè)置一個(gè)機(jī)構(gòu)以吸收這種因輥的溫度變化而引起的長(zhǎng)度變化（如圖20所示）。
圖20 由于檢測(cè)輥伸縮的影響
在固定軸承座和檢測(cè)輥的軸時(shí)，使用軸承座軸承部法蘭盤上的軸固定用螺栓，如果事先松開(kāi)左右軸承座中單邊的軸固定用螺栓，那么即使檢測(cè)輥的長(zhǎng)度因溫度變化而發(fā)生變化時(shí)，在軸固定用螺栓松開(kāi)的一側(cè)，檢測(cè)輥的軸可以橫向滑動(dòng)，因此可以釋放因檢測(cè)輥長(zhǎng)度變化而產(chǎn)生的力。
檢測(cè)輥失衡
如果輥相對(duì)旋轉(zhuǎn)方向失去平衡，則會(huì)產(chǎn)生與輥旋轉(zhuǎn)同步進(jìn)行的周期性機(jī)械噪音。由于張力檢測(cè)輥由彈簧支撐，所以其機(jī)械共振頻率比其他的自由輥低，容易受到輥失衡的影響。嚴(yán)重失衡時(shí)，將會(huì)引起機(jī)械振動(dòng)，希望大家注意所有輥的旋轉(zhuǎn)平衡問(wèn)題。
輥失衡問(wèn)題可以采用手動(dòng)測(cè)試方法來(lái)判斷，用手旋轉(zhuǎn)輥，觀察其啟動(dòng)是否平滑，以及輥停下來(lái)的瞬間，是否沒(méi)有擺動(dòng)而緩慢地停止下來(lái)。如果輥在停下來(lái)的瞬間，像擺那樣總是停在一側(cè)的話，可以說(shuō)輥的安裝及平衡存在問(wèn)題。對(duì)于這種機(jī)械，無(wú)論在電子控制方面花多少錢都不能控制張力的變動(dòng)。
軸承的機(jī)械損耗
如果在輥軸承上的摩擦較嚴(yán)重的話，則會(huì)導(dǎo)致輥輸入側(cè)和輸出側(cè)的張力不一。因而，張力計(jì)算的結(jié)果和實(shí)際值也會(huì)有偏差。雖然僅僅這種情況不會(huì)有多大問(wèn)題，但是軸承摩擦較大，也意味著靜摩擦和動(dòng)摩擦之差、機(jī)械運(yùn)行中的摩擦變化很大。
靜摩擦和動(dòng)摩擦之差將表現(xiàn)為張力檢測(cè)器調(diào)零和跨度調(diào)整時(shí)及運(yùn)行時(shí)的張力之差。調(diào)零和跨度調(diào)整時(shí)，由于輥沒(méi)有旋轉(zhuǎn)，輥摩擦處于靜摩擦領(lǐng)域，運(yùn)行中的輥處于連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以處于動(dòng)摩擦領(lǐng)域。與動(dòng)摩擦相比，靜摩擦較大的話，則不能檢測(cè)準(zhǔn)確的張力值（如圖21所示）。
圖21 機(jī)械損耗對(duì)張力的影響
機(jī)械運(yùn)行中。如果輥的摩擦變動(dòng)較大，將會(huì)引起張力的變動(dòng)。摩擦變動(dòng)較大時(shí)，如果張力較小的話，那么輥的轉(zhuǎn)速也會(huì)變化，這樣又會(huì)進(jìn)一步增加張力的變動(dòng)。
因此，只要不是特殊情況，進(jìn)行張力控制的機(jī)械驅(qū)動(dòng)部分的軸承最好不要使用接觸密封片而是選用摩擦較少的密封片。此外，根據(jù)使用溫度條件，建議選用軟潤(rùn)滑油。
空氣卷入檢測(cè)輥中的影響
材料行進(jìn)中,材料周圍的空氣也會(huì)隨材料一起移動(dòng)。材料通過(guò)輥上面時(shí)，輥和材料之間會(huì)發(fā)生卷入空氣的現(xiàn)象。在張力檢測(cè)機(jī)構(gòu)中，在檢測(cè)輥上卷繞材料，但是由于材料離心力的作用，也容易卷入空氣。一般情況下，材料速度越快、張力越低，越容易巻入空氣。如果材料和檢測(cè)輥之間存在空氣，將不能得到準(zhǔn)確的張力值。此外，如果卷入空氣，材料和輥或接觸或分離，因此會(huì)引起較大的張力變動(dòng)，所以對(duì)于速度快和張力小的機(jī)械，需要采取空氣卷入輥中的對(duì)策（如圖22所示）。
圖22 空氣被卷入檢測(cè)輥中
在預(yù)防空氣卷入對(duì)策中，眾所周知有在輥上開(kāi)槽的方法。輥上的槽因其種類不同，還具有使材料行進(jìn)穩(wěn)定的作用和拉直材料皺紋的效果，請(qǐng)根據(jù)各自的目的加以選用。
配線長(zhǎng)度的影響
三菱電機(jī)的張力檢測(cè)器所附帶的連接配線標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為 7ｍ。若加長(zhǎng)的話，則會(huì)發(fā)生配線電壓下降和對(duì)配線產(chǎn)生的電子干擾（噪音）問(wèn)題（如圖23所示）。
圖23 影響張力檢測(cè)器配線的電子干擾
如果電壓下降是因?yàn)榕渚�長(zhǎng)度，則通過(guò)選擇可提高輸出電壓的張力檢測(cè)器，即可解決這個(gè)問(wèn)題。
為了解決對(duì)配線的電子干擾問(wèn)題，應(yīng)盡量使電源、電機(jī)及變頻器等電線與張力檢測(cè)器分開(kāi)配線。另一個(gè)辦法是盡量將張力檢測(cè)器配線的屏蔽線連接到接地電阻較低的地線上。此外，接地時(shí)，張力檢測(cè)器的屏蔽線、張力控制裝置及張力表的接地線雖然可以共同連接，但需要與電機(jī)及變頻器等的接地線分開(kāi)。
當(dāng)使用條件及電子環(huán)境條件較好時(shí)，雖有配線長(zhǎng)度約 100ｍ 的實(shí)績(jī)。但是，一般應(yīng)控制在在 50ｍ 以下。
結(jié)語(yǔ)
本文介紹了有關(guān)張力檢測(cè)器使用的基礎(chǔ)知識(shí)。這里所介紹的內(nèi)容只不過(guò)是一般傳感器的說(shuō)明和張力檢測(cè)機(jī)構(gòu)所發(fā)生的一些物理現(xiàn)象。此外，機(jī)械中所發(fā)生的各種現(xiàn)象是所有物理現(xiàn)象的組合。
自德國(guó)人古滕貝格發(fā)明了活字印刷機(jī)以來(lái)，已經(jīng)過(guò)了數(shù)百年，但是將紙及膠卷在輥上進(jìn)行印刷的方法還不到一百年。從這點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，張力控制技術(shù)還是一個(gè)新的技術(shù)。如今，雖然在各種產(chǎn)品的制造過(guò)程中都使用了張力控制技術(shù)，單從技術(shù)領(lǐng)域來(lái)看，可以說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)還是一個(gè)亟待充分研究、挖掘的特殊技術(shù)。但是，該技術(shù)性要素均為物理現(xiàn)象的組合，現(xiàn)實(shí)中機(jī)械所出現(xiàn)的現(xiàn)象也都是物理現(xiàn)象的組合。
不用說(shuō)，最好的故障對(duì)策是預(yù)測(cè)故障發(fā)生，在制造機(jī)械前采取預(yù)防對(duì)策。這樣的話，則可以使機(jī)械所出現(xiàn)的物理現(xiàn)象防范于未然。本文解說(shuō)了三菱電機(jī)客戶的一些常見(jiàn)問(wèn)題，希望閱讀后，能夠?qū)p少機(jī)械所發(fā)生的故障有所幫助。 | 
