一种液压驱动张力自平衡式活套机构及其张力自平衡方法技术

本发明专利技术提供一种液压驱动张力自平衡式活套机构及其张力自平衡方法，克服了通过张力传感器反馈信号、外加机械运动机构驱动浮动辊组运动的活套机构所存在的张力不稳定现象，提高了充套、放套及常态运行时生产线的张力稳定性，并有效减少因张力不稳定造成的基材变形、起皱、跑偏甚至断裂的现象。机架安装固定在固定平台上；浮动平台位于固定平台上方，浮动平台升降式设置在机架上；固定辊组安装在固定平台上；浮动辊组安装在浮动平台上；入口导向辊和出口导向辊均安装在机架上；入口驱动装置设置在机架入口处的旁边，出口驱动装置设置在机架出口处的旁边；油缸安装在固定平台上，油缸的活塞杆与浮动平台连接；液压系统与油缸连接。接。接。

【技术实现步骤摘要】
一种液压驱动张力自平衡式活套机构及其张力自平衡方法


[0001]本专利技术涉及一种液压驱动张力自平衡式活套机构及其张力自平衡方法，适用于基材为卷料的箔、板材、带材的连续表面处理、连续物理处理、连续化学处理等生产线。

技术介绍

[0002]对卷料基材进行表面处理的生产线很多，如：锂电池正负极材料制备、钢板彩涂、钢板镀锌、电化铝箔、卷料印刷、地板革涂覆等；同样，对卷料基材进行物理处理的生产线也很多，如：拉矫整形、切边、纵剪分条、超声波清洗、复卷、热烘等；还有对卷料进行连续化学处理的生产线，如：酸洗、氧化、磷化、钝化、化学镀等。以上各类生产线有如下共性：1.处理的基材为卷料；2.对卷料基材的处理的工艺过程是连续的；3.生产过程是接近恒张力的。因为卷料的长度是有限的，在放卷段当一卷卷料放卷结束时必须进行换卷、搭接等操作，此过程是需要局部停机以停止卷料基材在该区段的运行的；同样，在收卷段当一卷卷料满卷时，也需要局部停机进行换卷操作；还有卷料基材在不同工艺段处于连续状态与步进状态同时存在的生产线。但局部区段的停机不能影响前后区段卷料基材的连续运行，所以，在卷料基材连续运行的生产线中要实现局部停机或步进式运行，必不可少地要设置具有储料功能的活套机构，以保证局部停机时在需要连续处理的工艺段上卷料基材的连续运行，并维持系统的张力。通常有放卷端活套机构、收卷端活套机构、中间段活套机构，如专利号为CN201320486045.5的中国专利所示。
[0003]现有活套机构，是机械驱动浮动平台运动，使浮动辊组与固定辊组间的距离发生改变，从而实现卷料基材的充套、放套。其控制原理是基于张力传感器反馈、浮动平台机械驱动机构做出相应运动，来实现的。本质上是外加机械运动的系统：根据张力传感器的信号，通过在卷料基材上硬性外加刚性运动的方式，构建卷料基材在活套机构内及活套机构前、后段的张力平衡，事实上是一个外加力系统。由于其外加力系统的属性，必然存在下列问题：1.在放套过程、充套过程，浮动平台驱动单元与活套机构入口驱动单元、活套机构出口驱动单元间瞬时的运动不同步，不可避免地对卷料基材运行造成冲击，并使系统张力不稳定；2.驱动浮动平台运动的机械系统本身在启动和停止阶段都有一定的运动不平稳性，且其运动是刚性的，这样会造成系统张力的不稳定；3.由于进行张力调节的浮动平台驱动单元的机械动作是基于张力传感器的反馈信号，这就不可避免地存在动作响应迟滞，出现欠调或过调现象，影响张力的稳定性；张力的不稳定，对生产线的生产是有害的，会使卷料基材的前、后道工艺过程不稳定，造成工艺处理缺陷（涂层厚度偏差、均匀度偏差等），还会引起材料的变形、起皱、跑偏，影响产品质量，严重的情况下甚至会拉断卷料基材，造成产品报废的同时，还会造成生产线停线，尤其对卷料基材为箔或抗拉强度低的材料，更容易出现这种严重后果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的液压驱动张力自平衡式活套机构及其张力自平衡方法，克服了通过张力传感器反馈信号、外加机械运动机构驱动浮动辊组运动的活套机构所存在的张力不稳定现象，提高了充套、放套及常态运行时生产线的张力稳定性，使产品质量得以提高，并有效减少因张力不稳定造成的基材变形、起皱、跑偏甚至断裂的现象。
[0005]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种液压驱动张力自平衡式活套机构，包括入口驱动装置、机架、入口导向辊、固定辊组、浮动辊组、浮动平台、固定平台、出口导向辊、出口驱动装置；机架安装固定在固定平台上，机架上设置有入口和出口；浮动平台位于固定平台上方，浮动平台升降式设置在机架上；固定辊组安装在固定平台上；浮动辊组安装在浮动平台上；入口导向辊和出口导向辊均转动安装在机架上，入口导向辊位于机架的入口处，出口导向辊位于机架的出口处；入口驱动装置设置在机架入口处的旁边，出口驱动装置设置在机架出口处的旁边；其特征在于：还包括油缸和液压系统；油缸安装在固定平台上，油缸的活塞杆与浮动平台连接；液压系统包括低位油箱、高位油箱、第一油腔进油管路、第一油腔溢流管路、第一油腔油口管路、第二油腔油口管路、高位油箱补油管路和卸荷管路；第一油腔进油管路的一端与低位油箱连接，另一端与第一油腔油口管路连接；第一油腔进油管路上沿油路方向依次设置有变量泵、第一二位二通阀、调速阀、第一单向阀和蓄能器；第一油腔溢流管路的一端与第一油腔油口管路连接，另一端与低位油箱连接，沿油路方向依次设有第二二位二通阀、节流阀和背压阀；第一油腔油口管路与油缸的第一油腔连接；第二油腔油口管路一端与油缸的第二油腔连接，另一端与高位油箱连接，在油路上并联设置有过滤器及第二单向阀；高位油箱补油管路的一端与第一油腔进油管路连接，连接点在变量泵与第一二位二通阀之间，高位油箱补油管路的另一端与高位油箱连接；在高位油箱补油管路上设置有第三二位二通阀；卸荷管路一端与第一油腔进油管路连接，连接点在变量泵与第一二位二通阀之间，卸荷管路的另一端与低位油箱连接，在卸荷管路上设有第四二位二通阀。
[0006]本专利技术所述的液压系统还包括系统溢流管路，系统溢流管路的一端与第一油腔进油管路连接，连接点设置在变量泵与第一二位二通阀之间，系统溢流管路的另一端与低位油箱连接；在系统溢流管路上设有溢流阀。
[0007]本专利技术所述的机架包括钢结构框架和导轨，导轨垂直于固定平台安装在钢结构框架上；所述的浮动平台与导轨移动连接。
[0008]本专利技术所述的油缸上设置有位移传感器。
[0009]本专利技术还包括行程开关，行程开关安装固定在机架上，位于浮动平台的上极限位。
[0010]本专利技术所述的第一油腔进油管路上设置有压力传感器。
[0011]一种液压驱动张力自平衡式活套机构的张力自平衡方法，其特征在于：包括如下过程：设：入口驱动装置的入口点为A点，出口驱动装置的出口点为B点；入口驱动装置加载在卷料基材沿行走方向上的驱动力为F
A
，使其获得的速度为v
A
；出口驱动装置加载在卷料基材沿行走方向上的力为F
B
，使其获得的速度为v
B
；卷料基材与入口导向辊的切点为C点，卷料基材与出口导向辊的切点为D点；浮动辊组及浮动平台7的重力的合力为W，液压系统驱动
油缸的活塞杆作用在浮动平台上的向上推力为F
缸
；蓄能器作用在浮动平台上的向上推力为F
蓄
；高位油箱中的油液作用在油缸的活塞杆上的向下拉力为F
液
；节流阀阻止浮动平台向下运动的阻力为F
节
；调速阀的阻力为F
调
；一、常规运行状态：浮动平台处于上限位，第二二位二通阀、第一二位二通阀的电磁铁均不得电，第一油腔溢流管路断开；第一油腔进油管路与变量泵提供的压力油断开，第四二位二通阀的电磁铁得电，使卸荷管路导通，变量泵卸荷；此时处于蓄能器的保压状态，活套机构内张力F = F
B
+W+F
液
‑
F
蓄
‑
F
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压驱动张力自平衡式活套机构，包括入口驱动装置、机架、入口导向辊、固定辊组、浮动辊组、浮动平台、固定平台、出口导向辊、出口驱动装置；机架安装固定在固定平台上，机架上设置有入口和出口；浮动平台位于固定平台上方，浮动平台升降式设置在机架上；固定辊组安装在固定平台上；浮动辊组安装在浮动平台上；入口导向辊和出口导向辊均转动安装在机架上，入口导向辊位于机架的入口处，出口导向辊位于机架的出口处；入口驱动装置设置在机架入口处的旁边，出口驱动装置设置在机架出口处的旁边；其特征在于：还包括油缸和液压系统；油缸安装在固定平台上，油缸的活塞杆与浮动平台连接；液压系统包括低位油箱、高位油箱、第一油腔进油管路、第一油腔溢流管路、第一油腔油口管路、第二油腔油口管路、高位油箱补油管路和卸荷管路；第一油腔进油管路的一端与低位油箱连接，另一端与第一油腔油口管路连接；第一油腔进油管路上沿油路方向依次设置有变量泵、第一二位二通阀、调速阀、第一单向阀和蓄能器；第一油腔溢流管路的一端与第一油腔油口管路连接，另一端与低位油箱连接，沿油路方向依次设有第二二位二通阀、节流阀和背压阀；第一油腔油口管路与油缸的第一油腔连接；第二油腔油口管路一端与油缸的第二油腔连接，另一端与高位油箱连接，在油路上并联设置有过滤器及第二单向阀；高位油箱补油管路的一端与第一油腔进油管路连接，连接点在变量泵与第一二位二通阀之间，高位油箱补油管路的另一端与高位油箱连接；在高位油箱补油管路上设置有第三二位二通阀；卸荷管路一端与第一油腔进油管路连接，连接点在变量泵与第一二位二通阀之间，卸荷管路的另一端与低位油箱连接，在卸荷管路上设有第四二位二通阀。2.根据权利要求1所述的液压驱动张力自平衡式活套机构，其特征在于：所述的高位油箱中设置有空气滤清器、排油阀和液位计。3.根据权利要求1所述的液压驱动张力自平衡式活套机构，其特征在于：所述的液压系统还包括系统溢流管路，系统溢流管路的一端与第一油腔进油管路连接，连接点设置在变量泵与第一二位二通阀之间，系统溢流管路的另一端与低位油箱连接；在系统溢流管路上设有溢流阀。4.根据权利要求1所述的液压驱动张力自平衡式活套机构，其特征在于：所述的机架包括钢结构框架和导轨，导轨垂直于固定平台安装在钢结构框架上；所述的浮动平台与导轨移动连接。5.根据权利要求1所述的液压驱动张力自平衡式活套机构，其特征在于：所述的油缸上设置有位移传感器。6.根据权利要求1所述的液压驱动张力自平衡式活套机构，其特征在于：还包括行程开关，行程开关安装固定在机架上，位于浮动平台的上限位。7.根据权利要求1所述的液压驱动张力自平衡式活套机构，其特征在于：所述的第一油腔进油管路上设置有压力传感器。8.一种权利要求1
‑
7任一权利要求所述的液压驱动张力自平衡式活套机构的张力自平衡方法，其特征在于：包括如下过程：设：入口驱动装置的入口点为A点，出口驱动装置的出口点为B点；入口驱动装置加载在卷料基材沿行走方向上的驱动力为F
A
，使其获得的速度为v
A
；出口驱动装置加载在卷料基材沿行走方向上的力为F
B
，使其获得的速度为v
B
；卷料基材与入口导向辊的切点为C点，卷料基材与出口导向辊的切点为D点；浮动辊组及浮动平台7的重力的合力为W，液压系统驱动油缸
的活塞杆作用在浮动平台上的向上推力为F
缸
；蓄能器作用在浮动平台上的向上推力为F
蓄
；高位油箱中的油液作用在油缸的活塞杆上的向下拉力为F
液
；节流阀阻止浮动平台向下运动的阻力为F
节
；调速阀的阻力为F
调
；一、常规运行状态：浮动平台处于上限位，第二二位二通阀、第一二位二通阀的电磁铁均不得电，第一油腔溢流管路断开；第一油腔进油管路与变量泵提供的压力油断开，第四二位二通阀的电磁铁得电，使卸荷管路导通，变量泵卸荷；此时处于蓄能器的保压状态，活套机构内张力F = F
B
+W+F
液
‑
F
蓄
ꢀ‑
F
A
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕浩，谢利群，陆锋，来文江，倪宝银，王美玉，
申请(专利权)人：中国联合工程有限公司，
类型：发明
国别省市：