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張力檢測器的設(shè)置方法和故障排除法
張力檢測器的安裝方法
圖15 張力檢測器選型軟件
如果在選型計算中，不存在張力檢測器的安裝狀況及材料角度等問題的話，那么基本上可以自行安裝。但是，檢測輥及材料與地面垂直時，不能使用。
在機械上安裝張力檢測器的方法有兩種。一種是把臺架的底面安裝在機械上，它是使用枕塊狀軸承的張力檢測器最常見的安裝方法。另一種是利用臺架側(cè)面螺栓孔安裝在墻面上。無論采用哪種方法，當(dāng)使用兩個檢測器時，都需要注意包括檢測器在內(nèi)的檢測輥水平度。此外，還要注意檢測輥和其前后導(dǎo)輥間的平行度（如圖16所示）。
圖16 張力檢測器的安裝示意圖
把軸承座安裝在張力檢測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 型的特定型號為基準(zhǔn)，不能用于其他軸承座。這時，可以利用選裝板簡單地安裝軸承座（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器的底座上時，為了決定張力檢測器和檢測輥的位置關(guān)系，需要使張力檢測器底座側(cè)面上的中心點和檢測輥中心連線與臺架的底面垂直。
軸承座的選定
最近，采用糾偏控制裝置（LPC、EPC ……）的機械也有所增加，通常會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，作用于左右張力檢測器的張力逐漸失去平衡。在此狀態(tài)下，由于左右張力檢測器的位移量不同，導(dǎo)致檢測輥產(chǎn)生傾斜（如圖18所示）。
圖18 材料行進(jìn)路線偏移
此外，有時還會遇到膠片等材料左右厚度不均，以及機械精度問題，造成檢測輥左右受力不均。這時，左右張力檢測器的位移量也不同（如圖19所示）。
圖19 自動調(diào)心式軸承座的功效
為了消除這些因素，使用兩臺張力檢測器時，建議一定要使用自動調(diào)心式軸承座。通過使用自動調(diào)心式軸承座，即使檢測輥發(fā)生傾斜，也會釋放檢測輥傾斜所引起軸承部扭轉(zhuǎn)方向的力，只向張力檢測器傳遞張力，從而減少張力檢測的機械性誤差。
對于不能單側(cè)拉伸的布等材料而言，雖然會降低張力檢測精度，可以只用單側(cè)1臺檢測器檢測張力。這時，未設(shè)置張力檢測器的輥，其端部雖然設(shè)置了與張力檢測器相同高度的臺階，但是張力作用時位移的只有張力檢測器側(cè)。由于此時檢測輥也會發(fā)生傾斜，所以必須采用自動調(diào)心式軸承座。
檢測輥的伸縮
金屬會因溫度變化而發(fā)生伸縮。輥往往是用棒狀或筒狀金屬制成，因此也會因溫度而發(fā)生伸縮。特別是在機械架和輥的材質(zhì)不同時，因熱膨脹系數(shù)不同，所以在輥的長度方向會產(chǎn)生力的作用。
張力檢測輥同樣也會因輥的伸縮而在長度方向上產(chǎn)生力，如果不釋放該力，則張力檢測器將檢測出該輥伸縮引起的力。因此，張力檢測機構(gòu)需要設(shè)置一個機構(gòu)以吸收這種因輥的溫度變化而引起的長度變化（如圖20所示）。
圖20 由于檢測輥伸縮的影響
在固定軸承座和檢測輥的軸時，使用軸承座軸承部法蘭盤上的軸固定用螺栓，如果事先松開左右軸承座中單邊的軸固定用螺栓，那么即使檢測輥的長度因溫度變化而發(fā)生變化時，在軸固定用螺栓松開的一側(cè)，檢測輥的軸可以橫向滑動，因此可以釋放因檢測輥長度變化而產(chǎn)生的力。
檢測輥失衡
如果輥相對旋轉(zhuǎn)方向失去平衡，則會產(chǎn)生與輥旋轉(zhuǎn)同步進(jìn)行的周期性機械噪音。由于張力檢測輥由彈簧支撐，所以其機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，將會引起機械振動，希望大家注意所有輥的旋轉(zhuǎn)平衡問題。
輥失衡問題可以采用手動測試方法來判斷，用手旋轉(zhuǎn)輥，觀察其啟動是否平滑，以及輥停下來的瞬間，是否沒有擺動而緩慢地停止下來。如果輥在停下來的瞬間，像擺那樣總是停在一側(cè)的話，可以說輥的安裝及平衡存在問題。對于這種機械，無論在電子控制方面花多少錢都不能控制張力的變動。
軸承的機械損耗
如果在輥軸承上的摩擦較嚴(yán)重的話，則會導(dǎo)致輥輸入側(cè)和輸出側(cè)的張力不一。因而，張力計算的結(jié)果和實際值也會有偏差。雖然僅僅這種情況不會有多大問題，但是軸承摩擦較大，也意味著靜摩擦和動摩擦之差、機械運行中的摩擦變化很大。
靜摩擦和動摩擦之差將表現(xiàn)為張力檢測器調(diào)零和跨度調(diào)整時及運行時的張力之差。調(diào)零和跨度調(diào)整時，由于輥沒有旋轉(zhuǎn)，輥摩擦處于靜摩擦領(lǐng)域，運行中的輥處于連續(xù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以處于動摩擦領(lǐng)域。與動摩擦相比，靜摩擦較大的話，則不能檢測準(zhǔn)確的張力值（如圖21所示）。
圖21 機械損耗對張力的影響
機械運行中。如果輥的摩擦變動較大，將會引起張力的變動。摩擦變動較大時，如果張力較小的話，那么輥的轉(zhuǎn)速也會變化，這樣又會進(jìn)一步增加張力的變動。
因此，只要不是特殊情況，進(jìn)行張力控制的機械驅(qū)動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，建議選用軟潤滑油。
空氣卷入檢測輥中的影響
材料行進(jìn)中,材料周圍的空氣也會隨材料一起移動。材料通過輥上面時，輥和材料之間會發(fā)生卷入空氣的現(xiàn)象。在張力檢測機構(gòu)中，在檢測輥上卷繞材料，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，因此會引起較大的張力變動，所以對于速度快和張力小的機械，需要采取空氣卷入輥中的對策（如圖22所示）。
圖22 空氣被卷入檢測輥中
在預(yù)防空氣卷入對策中，眾所周知有在輥上開槽的方法。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，請根據(jù)各自的目的加以選用。
配線長度的影響
三菱電機的張力檢測器所附帶的連接配線標(biāo)準(zhǔn)長度為 7ｍ。若加長的話，則會發(fā)生配線電壓下降和對配線產(chǎn)生的電子干擾（噪音）問題（如圖23所示）。
圖23 影響張力檢測器配線的電子干擾
如果電壓下降是因為配線長度，則通過選擇可提高輸出電壓的張力檢測器，即可解決這個問題。
為了解決對配線的電子干擾問題，應(yīng)盡量使電源、電機及變頻器等電線與張力檢測器分開配線。另一個辦法是盡量將張力檢測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，張力檢測器的屏蔽線、張力控制裝置及張力表的接地線雖然可以共同連接，但需要與電機及變頻器等的接地線分開。
當(dāng)使用條件及電子環(huán)境條件較好時，雖有配線長度約 100ｍ 的實績。但是，一般應(yīng)控制在在 50ｍ 以下。
結(jié)語
本文介紹了有關(guān)張力檢測器使用的基礎(chǔ)知識。這里所介紹的內(nèi)容只不過是一般傳感器的說明和張力檢測機構(gòu)所發(fā)生的一些物理現(xiàn)象。此外，機械中所發(fā)生的各種現(xiàn)象是所有物理現(xiàn)象的組合。
自德國人古滕貝格發(fā)明了活字印刷機以來，已經(jīng)過了數(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。從這點上來說，張力控制技術(shù)還是一個新的技術(shù)。如今，雖然在各種產(chǎn)品的制造過程中都使用了張力控制技術(shù)，單從技術(shù)領(lǐng)域來看，可以說這項技術(shù)還是一個亟待充分研究、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)實中機械所出現(xiàn)的現(xiàn)象也都是物理現(xiàn)象的組合。
不用說，最好的故障對策是預(yù)測故障發(fā)生，在制造機械前采取預(yù)防對策。這樣的話，則可以使機械所出現(xiàn)的物理現(xiàn)象防范于未然。本文解說了三菱電機客戶的一些常見問題，希望閱讀后，能夠?qū)p少機械所發(fā)生的故障有所幫助。 | 
