凹印设备摆辊的双张力控制改造

刘健

凹印是我国软包装印刷的主要方式，而凹印设备张力控制系统的标准张力范围通常会存在一定的局限性，一般可以满足BOPP、PET等薄膜材料的张力要求，但对于PE等易拉伸变形的薄膜材料，在印刷生产中就有可能无法稳定控制张力，从而造成废品率的增加，影响企业效益。对此，一些软包装企业在不影响正常生产的情况下，对现有凹印设备的张力控制系统进行了一些改造，以使其能够满足多种材料的张力控制要求。下面，笔者介绍一种对凹印设备张力控制系统中的摆辊进行改造，以使其实现双张力控制的方法，供业内人士参考。

改造方案设计

对摆辊进行改造，使其实现双张力控制的方案具体为：在原有摆辊结构上增加一根导向辊、一根摆辊，更换一对摆臂。经过改造之后的摆辊可根据料膜不同的走料方式来实现两种不同的张力模式，一种张力模式是改造之前的标准张力范围，另一种张力模式是低张力范围。改造前摆辊结构示意图如图1，改造后摆辊结构示意图如图2。

当需要标准张力范围时，只需使料膜按图1中所示的走料方式即可；当需要低张力范围时，则需要使料膜按图2所示的走料方式绕过导向辊。通过对摆辊结构进行改造之后，在实际印刷生产中，就可以根据薄膜材料的张力要求，灵活改变料膜走料方式即可实现双张力控制。这种改造方案对凹印设备其他部位的影响极小，而且也不会影响到凹印设备精度。

验证改造方案

为了验证以上改造方案的可实施性，笔者对两种张力模式进行了计算分析：如图1和图2所示，气缸的推力F由气压所决定，在气压不变的情况下推力F不会改变；气缸的力臂为L，经过改造后，气缸的位置不变，力臂L也不变。为方便计算，假设两种模式下料膜的力臂相等，即Na=Nb。根据力矩的平衡原理可分别得出图1和图2中两种走料方式下料膜的张力fa和fb的计算公式：

由公式（1）和公式（2）可以验证结论：相比图1的走料方式来说，图2中料膜走料路线多绕过导向辊两次，依据力矩平衡原理，使得料膜的张力得以减小一半，由此可见，摆辊的双张力控制改造方案具有可实施性。

改造方案注意事项

改造方案得以验证后，实施中还有一些问题需要注意：一定不要让摆辊的极限位置超出规定范围，否则会造成张力失控；摆辊所使用单圈电位器的有效检测范围只有330°，因此一般将单圈电位器的转动范围控制在300°以内，摆辊和单圈电位器之间的传动比最好为1：10；在安装摆臂过程中，最好将其摆动幅度控制在30°以内，并根据这个要求来安装好摆辊的限位支架位置。