电空转换器在卷筒纸张力控制系统的应用

瓦楞纸板生产中，保持瓦楞原纸适当、恒定的张力控制是保证瓦楞纸板质量的关键因素。在

早期的瓦楞纸扳生产线中，控制纸卷张力大小的方法采用机械方式。操作工人根据原纸纸卷的卷径变化分阶段人工调整机械抱闹刹车器的松紧，从而保持一定的张力控制。机械方式结构简单、成本低廉、操作调整、维护方便：但是张力控制不稳定、而且不灵敏，控制精度不够。特别是在瓦楞纸板线的速度越来越快，纸卷张力的要求也越来越高的情况下，已经无法满足瓦楞纸扳线的要求。因此机械式的张力控制方式在瓦楞纸板生产线中已经淘汰，取而

代之的是气动刹车控制方式。与磁粉离合器的刹车控制方式相比，气动刹车器具有成本低、使用灵活、方便，不存在剩磁的优势， 因此在瓦楞纸板行业中广泛应用。我们知道瓦楞纸板生产线中原纸纸卷是一个放料的过程，而且是一个跟随单面机的瓦楞辊速度从动的过程，因此纸卷的运行速度与单面机、双面机驱动部速度相关联，会出现突然地加速或减速，速度变动很大，因此需要原纸的张力控制具有非常稳定可靠性、灵敏性。应用于瓦楞纸板生产线的原纸张力控制系统一般为闭环张力控制系统。能对瓦线生产中的原纸张力进行自动检测和适时控制，从而消除在瓦楞纸板生产过程中因原纸张力变化而产生的断纸现象，大大提高了生产效率和原材料的利用率，除低生产成本。

系统结构如图

我们知道，张力与力矩的关系：

 

M =F x R

式中：

F——张力，单位N（牛顿）

R— 原纸纸卷半径M （米）

M——力矩N·M （牛·米）

 

 

 

要保持张力的恒定，原纸卷径是不断在减小的，所以要求力矩也相应减小。其基本工作原理是：根据原纸的材质、机器运行时原纸张力要求，在张力控制器上设定所需要的张力数值，荷重传感器将检测到的原纸的张力值反馈到张力控制器，张力控制器进行计算，输出相应的

电压给电／空转换器，电／空转换器控制输出压力大小相对应的空气给气动刹车器，

气动刹车器执行对瓦楞原纸的张力控制。随着纸卷卷经不断的减小，刹车器的力

矩也不断减小。在瓦楞纸板生产线中使用的气动刹车

器有两种：

■空压卡钳碟盘式式刹车器

■ 高性能空压刹车器

空压卡钳式气动刹车器空压卡钳式气动刹车器是通过压缩空气来施加压力顶紧卡钳，卡钳上的摩擦片与碟式接触执行力矩控制的，通过弹簧来缓解、释放。其外型及结构如图2、

外壳一般为鼓型铸铝结构，两片对接一起，内部结构由一块耐油、耐水的*密封橡胶垫形成空腔，压缩空气输入后推动顶杆来加紧卡钳。卡钳上的两片摩擦刹车片与碟盘接触控制纸卷的力矩，来控制原纸的张力。

其特点是：

■更换刹车摩擦片容易简单、用一把钳子就可以更换

■ 刹车盘zui大厚度可大200mm，但是一般应用的厚度为10mm为标准

■ 刹车片无石棉，耐摩擦

■ 力矩公式：刹车力矩kgm=刹车力（kg）X有效盘半径（m ）；扭力调整范围广，空气压力调整0．4kgf~6kgf／cm 容易调整

■频繁使用耐久性高，性能稳定：圆盘表面大部分直接与周围空气接触，热散容易，制动后圆盘表面温升不高，性能安定一所需压缩空气量少，灵敏度高

■结构简单，使用中不需要调整，维修简单；磨察片的磨损，气压自动补偿，无需调整摩片间隙使用寿命较长

■耐水、耐尘埃、耐高温

■价格较便宜

维护保养

空压卡钳式气动刹车器结构比较简

单，也没有特别需要维护的地方，在使用

中注意以下几点：

■注意观察刹车器的刹车片的磨损情况。当刹车片使用磨损很薄了，就要及时更换。避免刹车器的铁与碟盘进行直接接触，而且能够避免鼓型内部橡胶垫的破裂。

■ 注意观察连接到刹车器的气管，特别是与刹车器的接头处不能有轻微的漏气现象，漏气严重影响刹车器的张力控制，应及时更换。

■ 复位弹簧不能有变形等情况发生，使用一段时间后如果弹力变小应进行更换。空压碟式制动力的计算考虑一般空压碟式制动力的构造有增加制动力的机构，所增加的出力倍数应计算在内，制动扭矩为：

T=2iJAprl~

式中：

T—— 制动扭矩力（kgfm ）

u—— 摩擦系数0．3

A—— 气压缸受力面积（cm ）

P— —气压作用力（kg／cm ）

R—— 圆盘有效制动半径（m ）：

B— — 增压比=气压缸出力点与支点

的距离／摩擦力作用中心与支点中心距离另外，制动停止时间以及制动产生的能耗也是设计使用要考虑的因素。高性能张力气动刹车器空压卡钳式气动刹车器因为价格较低而性能却非常不错，因此在国内以及中国台湾中档瓦楞纸板生产线上使用很普遍；但是进口的欧美瓦楞纸生产线中使用的是一种高性能张力气动刹车器，以适应更高速度下稳定的原纸张力控制。其外形及结构.