一种退纸辊可变速比复卷机及其控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种退纸辊可变速比复卷机及其控制系统，目的在于解决现有电机和退纸辊之间的减速箱减速比是固定不变，导致现有电机必须选择选择专用的大范围励磁可调直流电机，成倍的增加电机成本的问题。本实用新型专利技术的技术方案为：一种退纸辊可变速比复卷机及其控制系统，包括退纸辊，驱动电机，在退纸辊和驱动电机之间设置有可变速比减速箱，所述可变速比减速箱通过连接法兰分别与退纸辊和驱动电机连接，所述可变速比减速箱包括换挡机构。所述换挡机构可切换可变速比减速箱的变速比。本实用新型专利技术可降低退纸辊电机功率一半以上，使设备的运行成本或耗电损耗降低达到节能目的。备的运行成本或耗电损耗降低达到节能目的。备的运行成本或耗电损耗降低达到节能目的。

【技术实现步骤摘要】
一种退纸辊可变速比复卷机及其控制系统


[0001]本技术属于印刷工业机械领域，具体涉及一种退纸辊可变速比复卷机及其控制系统。

技术介绍

[0002]目前国内外的复卷机退纸辊电机和退纸辊的连接方式都采用了电机加固定速比减速箱的结构。而这种结构一旦确定下来电机和退纸辊之间的减速箱减速比是固定不变的，而复卷机的实际工作状态是复卷的起始时刻，退纸卷具有最大直径而复卷将要结束的时退纸卷具有最小的直径。最小退纸卷直径和最大退纸卷直径比相差比较大，通常在1：5以上。而复卷机在整个工作过程中在工作车速一定的情况下是一个恒功率的变速和变直径过程，以往个别设计选择专用的大范围励磁可调直流电机，实现大范围恒功率调速。但是这样设计的缺点是成倍的增加电机成本，而且由于电机的专用性，也对维护和使用带来不便，因此目前已经鲜有这样的设计。
[0003]目前通常的做法是按照现有常规的可弱磁调速电机，根据其弱磁调速范围配以固定减速比减速箱，通过牺牲一定功率的办法来满足工作车速和转矩的需求。而这种方案设计的最大问题就是必须在张力功率的基础上增大电机功率。通常需要增减正常值的一倍以上，否则难以满足车速和转矩的同时需求。这样设计的结果即增加了设备无用的成本同时又给运行带来了损耗导致效率下降的问题，与节能降耗的大趋势不符。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是要提供一种退纸辊可变速比复卷机及其控制系统，将固定速比减速箱变更为可变速比减速箱，同时增加手动和自动控制机构以及系统，形成一个新型的复卷机退纸卷连接结构及其控制方法。本技术旨在解决目前存在的复卷机或相似卷绕类工作机械在满足张力需求和工作车速之间难以同时解决的矛盾。
[0005]为了达到上述目的，本技术具体技术方案如下：
[0006]一种退纸辊可变速比复卷机，包括退纸辊1，驱动电机6，在退纸辊1和驱动电机6之间设置有可变速比减速箱3，所述可变速比减速箱3通过连接法兰分别与退纸辊1和驱动电机6连接，所述可变速比减速箱3包括换挡机构4。
[0007]所述换挡机构为转换把手及自动转换机构，转换把手设置在可变速比减速箱3的上方或一侧，所述转换把手与自动转换机构连接，所述自动转换机构通过电信号进行控制。
[0008]所述换挡机构包括第一减速箱、第二减速箱和滑动连接器，所述第一减速箱和第二减速箱上轴之间和下轴之间分别通过连接在一起的滑动连接器连通， 且上轴和下轴不能同时连通。
[0009]上述退纸辊可变速比复卷机的控制系统，包括PLC控制系统及位置检测传感器，所述位置检测传感器检测退纸卷的直径值到达档位转换直径区域时，通过换挡机构的位置检测传感器判断是否转速已经最大，是则自动降低工作车速，否则继续运转直至停机后自动
转换档位至低减速比位置。
[0010]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0011]本技术可以在现有设计的基础上降低退纸辊电机功率一半以上，而增加的可变速比减速箱所增加的成本远低于由于降低电机功率而使整个控制系统降低功率所节省的费用，同时这种方案可以使设备的运行成本或耗电损耗降低达到节能目的。因此，对于使用复卷机系统或类似恒功率卷绕装置的场合均可以采用本设计结构和方案进行节能和低成本设计。如果广泛采用本技术的设计方案，可以为企业和社会节约大量的资源和电能消耗，具有重大的社会意义和经济价值。
附图说明
[0012]图1为本技术的结构原理示意图。
[0013]图2为本技术另一种实施方式的结构示意图。
[0014]图3为本技术控制系统示意图。
[0015]图中，1
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退纸辊，2
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连接法兰，3
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可变速比减速箱，4
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换挡机构，6
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驱动电机，7
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滑动连接器，10
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旋转把手。
具体实施方式
[0016]下面将结合具体实施例对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式包括但不限于以下实施例表示的范围。
[0017]为了说明本技术与传统固定速比复卷机在功率配置和工作过程的区别和变化，现假设某复卷机的主要参数为：退纸辊最大直径D
MAX
=2.8米，最小直径D
MIN
=0.5米，工作线速度为1500米/分，复卷工作张力为1公斤/厘米，复卷机纸幅宽度为4.4米。
[0018]按此参数可知，复卷机的张力功率为P=FV=1500*440*9.8/60=108kw,即配置110kw电机即可满足张力需求，而直径变化比为2.8/0.5=5.6。目前通用的弱磁调速直流电机可选110kw，转速500/1500电机。然而如果据此选择电机时，会面临一个转矩需求和转速需求无法同时满足的问题。例如减速箱减速比选为1.5，按1500米/分线速度时，电机最小直径转速为:n=1.5*1500/(3.14*0.5)=1433rpm，可以满足要求。但最大直径转矩的需求不能满足，如当最大直径为2.8米时，转矩需求为M=440*1.4=616kgm,折算至电机轴转矩为Mn=616/1.5=410.7kgm,而电机额定转矩Me=110000/500=220kgm,显然选1.5速比减速箱满足工作速度但是不满足转矩要求。目前的做法就是增大电机功率，当选200kw电机时，计算得额定转矩为400kgm,基本满足要求，略有不足（相差10.7kgm）这就是通常的电机选型设计。
[0019]参见图1，为本技术的结构原理示意图。根据以上数据采用变减速比设计。选择减速比1和减速比3两档减速比减速箱进行设计：首先是转矩需求，当减速比为3时，电机轴的转矩需求Mn=616/3=205.3kgm，而110kw电机额定转矩为220，完全满足要求；转速核算：当退纸卷直径减小至1米时转速达到最高1433，此时切换档位为1减速比，此时转矩需求为M=440*0.5=220kgm刚好满足需求，显然转速需求同样满足。因此，通过停机换挡简单的结构设计就可以实现降低功率配置，同时满足转速和转矩需求的目的。而通过直径检测和换挡机构的连锁控制，可以使这种同时满足转矩需求和速度需求的矛盾问题得到解决。实际上转矩和工作车速要求都不是十分严格的只要保证最极限情况下的指标要求，例如最大直径
转矩要求能够满足其他直径必然满足；同理只要最小直径转速满足要求，则其他直径时转速必然满足要求。这样切换的直径点也是可以上下浮动调整的，因此不会增加控制和操作方面的复杂性。
[0020]参见图2，为本技术另一种实施方式的结构示意图，是双减速箱配置的结构设计方案，采用现有产品减少定制化过程，同样是实现换挡切换的目的，其工作原理如下：
[0021]图2中的9及左右箭头表示该部件是将滑动连接器7、8连接在一起可以同时向左或向右滑动。图2所处的位置就是连接器组件处在左端的位置，其作用就是将减速箱3、4的上边轴连接在一起，下边轴是断开的，此时电机6通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种退纸辊可变速比复卷机，其特征在于：包括退纸辊（1），驱动电机（6），在退纸辊（1）和驱动电机（6）之间设置有可变速比减速箱（3），所述可变速比减速箱（3）通过连接法兰分别与退纸辊（1）和驱动电机（6）连接，所述可变速比减速箱（3）包括换挡机构（4）。2.根据权利要求1所述的一种退纸辊可变速比复卷机，其特征在于：所述换挡机构为转换把手及自动转换机构，转换把手设置在可变速比减速箱（3）的上方或一侧，所述转换把手与自动转换机构连接，所述自动转换机构通过电信号进行控制。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟彦京，刘玉，马汇海，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：