鞏德鑫，蔡 燕

（天津工業(yè)大學(xué)，天津 300380）

1 熱定型機(jī)

熱定型機(jī)是織物的生產(chǎn)制造過(guò)程中不可或缺的設(shè)備，其主要作用是在合適的溫度下對(duì)生產(chǎn)原材料進(jìn)行熱處理，通過(guò)施加一定的張力來(lái)提高織網(wǎng)的拉伸度和其表面的平整性，達(dá)到聚酯網(wǎng)的尺寸定型。熱定型機(jī)的電氣控制一般由控制織物平穩(wěn)通過(guò)加熱區(qū)的主傳動(dòng)部分、織物的加熱部分、施加縱向張力的拉伸部分、施加橫向張力的拉幅部分4個(gè)部分組成。熱定型機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作需要各個(gè)電機(jī)之間的相互協(xié)同配合，其機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 熱定型系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)圖

2 溫度控制系統(tǒng)

在溫度控制系統(tǒng)中，電加熱管、送風(fēng)機(jī)與鼓風(fēng)機(jī)配合使用，為熱風(fēng)箱在不同階段提供不同的溫度。由于溫度控制效果直接影響織物的最后定型效果，因此采用溫度傳感器、溫度調(diào)節(jié)器和電力調(diào)整器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)：溫度傳感器將實(shí)時(shí)檢測(cè)到的烘箱體內(nèi)的溫度發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)將實(shí)際溫度與給定的定型溫度相對(duì)比，再將溫度的差值發(fā)送給溫度調(diào)節(jié)器，由其控制溫度變化，如圖2所示。

由于織物在不同溫度下所需的熱定型時(shí)間不同，且織物內(nèi)部應(yīng)力也會(huì)隨溫度改變而改變，所以為了保持織物所受張力不變，需要對(duì)織物的速度及拉力進(jìn)行控制，由張力控制系統(tǒng)對(duì)織物的張力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3 拉伸張力控制系統(tǒng)

熱定型機(jī)拉伸部分采用兩臺(tái)電機(jī)進(jìn)行同步拉伸控制，前后拉伸架上都有一臺(tái)電機(jī)，控制拉伸架前后移動(dòng)。圖3為拉伸部分示意圖。在拉伸的過(guò)程中，如果前后電機(jī)不同步，則前后移動(dòng)支架就會(huì)發(fā)生較大的位移偏差，聚酯網(wǎng)的紋路被拉斜造成網(wǎng)面張力不均勻，導(dǎo)致聚酯網(wǎng)質(zhì)量下降，使用壽命縮短。為此必須對(duì)兩臺(tái)拉伸電機(jī)進(jìn)行同步控制。在拉伸張力控制系統(tǒng)中，張力的大小是通過(guò)主動(dòng)輥放卷線速度和拉伸輥收卷線速度之間的差值實(shí)現(xiàn)的。圖4為拉伸張力控制原理圖。

圖3 拉伸部分簡(jiǎn)易示意圖

圖4 拉伸張力控制原理圖

圖5 拉幅部分結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)溫度和張力的耦合關(guān)系，確定該溫度下對(duì)應(yīng)的張力，將其與安裝在拉伸輥上的張力傳感器所測(cè)量的實(shí)際張力進(jìn)行對(duì)比，再通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)收卷線速度，直到實(shí)際張力與給定張力一致，之后確保收卷線速度和放卷線速度恒定且保持同步。但是，由于在收、放卷的過(guò)程中卷徑是在不斷變化的，所以為了使線速度保持恒定，電機(jī)的運(yùn)行速度要隨之變化。根據(jù)計(jì)算得到不斷變化的卷徑，再根據(jù)卷徑計(jì)算出每一時(shí)刻的電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)拉伸恒張力的控制。

由于織物在拉伸過(guò)程中，橫向上織物寬度也會(huì)隨之發(fā)生相應(yīng)變化，因此還需要對(duì)織物進(jìn)行拉幅控制。圖5所示為拉幅部分結(jié)構(gòu)圖，通過(guò)拉幅電機(jī)帶動(dòng)針板移動(dòng)來(lái)調(diào)整兩個(gè)拉幅架之間的張力。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文重點(diǎn)介紹了變頻調(diào)速在張力系統(tǒng)中的應(yīng)用，多電機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了織物的嚴(yán)格定型。這對(duì)研制多電機(jī)同步控制系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能的同步電氣控制系統(tǒng)，具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。