玻璃布浸渍加工锥度收卷中的内张力分布及其参数确定(九江学院,九江,332005)吴德会王晓红摘要:介绍了玻璃布浸渍加工中收卷张力控制系统的工作原理,并从弹性理论出发,讨论了收卷过程中的内张力变化规律及其影响因素。为解决玻璃布收卷过程中易产生折皱的问题,确定了锥度张力收卷后布卷的内张力分布公式,通过这些公式可对不同锥度系数下的收卷情况进行估计。最后给出了不同卷装条件下锥度系数的确定方法。关键词:玻璃纤维,织物,浸渍,锥度张力,收卷,张力分布,参数确定:TS19515文献标识码:A:1004-7093(2006)10-0018-05树脂的粘合性,需要进行浸渍偶联剂、干燥等后处理工序。如图1所示,浸渍干燥加工过程中,玻璃布由牵引辊从放卷辊上引出,通过浸液槽进行浸渍(偶联剂),再进入高温干燥箱(烘箱)进行烘干,烘干后玻璃布经过牵引辊进入张力控制系统,然后进行收卷。收卷系统如图1右侧所示,由张力传感器(TE)、光电编码器(PG)、张力控制器(TC)、变频器(VVVF)、变频电机及收卷辊构成。采用直接式张力控制原理,先通过光电编码器及变频器输出推测出当前卷径,并利用固化在张力控制器内的收卷张力模型计算出此时应控制的张力设定值;再由张力传感器直接对玻璃布实际张力进行检测,其输出信号作为张力反馈量,产生张力控制闭环,使收卷0前言玻璃纤维织物(玻璃布)纺织后对其进行浸渍干燥处理是保证其品质的重要的工序,与其他许多具有放卷、收卷的工序一样,该工序从空卷装到满卷装的收卷过程中,必须对布材的收卷张力值进行控制。然而,收卷后筒内布材实际所处的张力状态并不等于收卷时控制的张力值[1,2],而随收卷进程不断减小。为应对这种变化,收卷中比较普遍采用锥度张力收卷方式。在实际应用中,特别是当卷装外内半径比值较大时,选取恰当的锥度系数至关重要本文利用弹性力学对锥度张力收卷的布筒内张力变化进行了分析,讨论了卷装半径、锥度系数对布卷产生折皱程度的影响,最后给出了不同卷装半径条件下锥度系数的确定方法。[3,4]张力获得高性能的控制效果。张力控制器采用锥度张力收卷模型,收卷卷径为R时,模型控制的张力f设定值为:f=f0[1-α(1-R0/R)]式中:α———锥度系数,0≤α≤1;R0———卷芯半径;f0———初始张力。目前玻璃布卷装大小已由原来每卷300～500m发展到每卷2000～4000m,随着卷装半径增大,芯轴及层间的滑移、内芯折皱不均匀等问题尤为1浸渍干燥工序的收卷张力控制(1)为保证作为增强材料的玻璃布质量,提高其与收稿日期:2005-08-25作者简介:吴德会,男,1975年生,副教授。主要从事自动控制技术的研究。—18—2006年第10期产业用纺织品专论图1玻璃布浸渍干燥工序张力控制过程出。为避免收卷过程出现上述问题,必须分析相关系数与卷装半径之间的联系,并在此基础上对参数进行锥度选取,以保证卷装质量。生形变。则对于图2所示的力学问题,可由弹性力学求得作用于Rj的径向压力P对布筒内Ri处织[6]物造成的环向应力影响σ′i,j为:2收卷布筒内张力分布计算由于在实际的后处理收卷过程中作用在织物上的张力一般不会超过其弹性极限的10%,因此可利用弹性力学原理[5]对布卷的内应力分布进行分析。我们不仿设收卷辊辊芯半径为R0,满卷装后共需收卷n层玻璃布,平均玻璃布厚度为h,则可记Ri=R0+ih,(i=1,2,,n)为收卷第i层后布卷的外半径,由此Rn则表示为满卷装的最大外半径。为不造成混淆,特别说明三个相关的作用力:一是收卷张力(外张力)Ti,指布筒收卷到第i层时作用在布材上的张力;二是内张力(i<j≤n),Ti,j,指当收卷第j层时,在其内部第i层织物上所承受的张力;三是环向应力σi,j,它表示在收卷第j层玻璃布时,其内部第i层位置上所承受的环向应力Ti,j=σi,jh。值,很明显,有用式(3)可求出收卷第j层织物时,收卷张力Tj对布卷内部第i层内应力分布的影响。由于作用在玻璃布上的张力在其弹性极限的范围内,根据弹性叠加原理,在收卷完第n层玻璃布之后,作用在第i层玻璃布上的内应力σ′i,n可理解为卷制张力Ti及第i以上各层对其产生的应力在玻璃布收卷过程中,每收卷一层玻璃布,都会对前面已收卷各层织物产生内压力,导致其内部各层内张力下降,如图2所示。设当前已收卷织物j层,布筒的半径达到Rj,若此时在外层玻璃布表面上作用某一对内的均匀径...