真空輥涂（有時被稱為真空鼓或吸輥）和真空皮帶在轉(zhuǎn)換運(yùn)用中已越來越受歡迎。此設(shè)備基本作用是張力控制及/或卷材計量。但為什么人們愿意用真空輥替代“S”輥和壓輥呢？

要回答以上問題，我們需要解釋什么是真空輥筒及皮帶。然后我們將列出這些真空設(shè)備的用處、及典型的運(yùn)用及概括設(shè)計。

 

描述和操作

如圖1和圖2所示，真空輥通常是一個帶多孔驅(qū)動空心鋼輥。真空被注入到輥中，通過所需纏繞角度將卷材拉離輥面。也可利用輥筒中定邊器調(diào)整真空位置使其與卷材寬度一致

也可使用用鋼輥中多孔鼓。使用此方法需特別注意需要高真空，而且多孔材料久而久之容易被臟東西堵住

 

圖3顯示是非常類似的真空皮帶。在這種情況下，通常使用多孔皮帶。皮帶回路運(yùn)行兩輥，每個都是被驅(qū)動，真空皮帶可允許極低的張力控制，甚至是沒有纏繞角度也可以。也包括內(nèi)部協(xié)同調(diào)整卷材寬度。

通過產(chǎn)生卷材對輥或皮帶力度，真空張力輥及皮帶提供卷材張力控制，與卷材張力差獨(dú)立（張力進(jìn)和張力出），以下探討是基于真空輥，但通常也適用于真空皮帶

當(dāng)真空運(yùn)用到輥筒時候?qū)�發(fā)生兩個事情，纏繞角度下真空在真空及大氣間產(chǎn)生壓力差，此壓力差迫使卷材壓在輥筒并獨(dú)立于卷材張力差

第二，回轉(zhuǎn)輥筒及移動卷材的邊界層空氣可通過真空排除，這就使得卷材通過纏繞角度可緊密接觸輥筒

隨著輥筒及卷材速度加快，除掉空氣變得尤其重要。當(dāng)真空開始纏繞輥筒時，真空比卷材更能移除邊界空氣

為防止卷材在輥筒上打滑，摩擦力應(yīng)該比所需張力差更大。真空輥筒的摩擦力是表面正向力產(chǎn)物及摩擦系數(shù)。

卷材對輥筒的正交力產(chǎn)生兩個力.一個是卷材張力產(chǎn)生的合力，另一個是壓力差所產(chǎn)生的力。第二個力目前為止是大多數(shù)真空輥的最大力，也是真空輥比其他張力控制設(shè)備達(dá)到更大張力差的主要原因

三個主要的變量影響壓力差所產(chǎn)生的摩擦力度

• 摩擦系數(shù)十分重要。當(dāng)邊界層空氣被很好排除時候，較粗糙輥面產(chǎn)生此摩擦。卷材和輥間的空氣越少，摩擦系數(shù)越大
• 真空也非常重要，并應(yīng)根據(jù)實(shí)用程度擴(kuò)大。但也應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，因為還有在卷材和真空界面可以達(dá)到多少真空的問題。真空水平，例如摩擦力，取決于移除了多少邊界空氣
• 卷材及輥筒的接觸面也是另一個明顯因素。更大的接觸面意味著需要更多既定卷材幅寬的真空輥?zhàn)チΑＲ虼耍�在決定壓力差所產(chǎn)生摩擦力上，纏繞角度和輥直徑非常重要。

真空輥的供應(yīng)商建議合適的輥面或包覆，輥直徑、真空度、及孔型以達(dá)到在既定卷材幅寬及纏繞角度下所需的張力差。孔尺寸及位置有助于決定邊界層空氣的排除力度，從而產(chǎn)生更優(yōu)接觸面。有時候還需使用凹槽為邊界層空氣提供排氣路徑

 

特性

真空輥和皮帶有許多特點(diǎn)，對轉(zhuǎn)換行業(yè)來說有潛在益處。其優(yōu)點(diǎn)取決于運(yùn)用，我們后續(xù)將探討。以下是真空輥的一系列特點(diǎn)

• 單面接觸—真空輥一個非常受歡迎的特點(diǎn)是僅單面接觸涂布即能控制涂布張力
  • 不需使用壓輥，因此可避免發(fā)生人身傷害
  • 真空輥還可以輸送濕涂布，可以上膠，但是不能烘干或固化，且無須接觸上膠面
  • 由于涂料沒有直接接觸真空輥筒，當(dāng)涂料烘干或固化后，真空輥可保護(hù)涂料不受損害或污染
• 張力差較大—和其他技術(shù)不同，真空輥及皮帶可以維持張力進(jìn)出較大的張力差
  • 轉(zhuǎn)換生產(chǎn)線中，當(dāng)真空輥存在兩個連續(xù)的步驟中，可以保證兩個張力水平可能存在較大差距的步驟仍處于****張力水平
• 張力可能會極低，這是因為來自于壓力差的自持力并非取決于張力，
  • 生產(chǎn)線可以達(dá)到極低張力
  • 可以實(shí)現(xiàn)高精密涂布計量
  • 較少滑落意味著可以更精確控制速度
  • 可以實(shí)現(xiàn)累積卷材
  • 當(dāng)卷材出現(xiàn)破裂時，可以保證卷材仍處于原來位置
• 小纏繞角度—與S形纏繞相比，在既定張力差值下，真空輥要求纏繞角度非常小。對于皮帶而言，纏繞角度也可以非常小。可以改進(jìn)生產(chǎn)線布線以達(dá)到更大利用空間
• 邊界層空氣排除——高速運(yùn)行時，卷材纏繞時所帶進(jìn)輥筒的邊界層空氣可以大大降低摩擦系數(shù)從而影響張力控制
  • 真空輥有助于排除邊界層空氣，從而允許更高速度的運(yùn)轉(zhuǎn)

 

運(yùn)用

利用單面接觸優(yōu)勢輸送濕涂布是真空輥的傳統(tǒng)運(yùn)用。此運(yùn)用下不能簡單使用壓輥或“S”型纏繞方式。圖4所示為真空輥位于涂布頭和烘箱間。

盡管起初替換壓輥會略顯昂貴，但真空輥和皮帶已經(jīng)被證明為替換壓輥?zhàn)钍軞g迎的選擇。真空設(shè)備因以下幾個原因而備受需要：

• 因壓輥潛在造成人身傷害，使用真空輥大大提高安全保障
• 可減少因使用壓輥造成刮傷、壓痕、褶皺或滑動導(dǎo)致的廢料
  • 可以節(jié)約因調(diào)整涂布厚度產(chǎn)生的時間，為涂布穿行提供更好路徑，無需在啟動生產(chǎn)線之前手動打開壓輥
  • 通過更少的纏繞角度改進(jìn)生產(chǎn)線平面圖
  • 使用輕薄膠片時-利用傳統(tǒng)驅(qū)動輥筒移動覆涂線上的輕薄涂布非常費(fèi)勁，真空輥即使在低張力下的積極抓力和控制力有助于減少拉伸和涂布破裂
  • 糾邊作用—真空輥另一個受歡迎的原因是因為真空輥還可做為糾邊一部分。利用真空輥的抓力使其即使在糾邊傳感器調(diào)整路徑時也能牢牢地抓住涂布。同時，真空輥還可以代替壓輥或“S”形纏繞
• 處理卷材破裂—當(dāng)卷材破裂時，真空輥仍能作用。至少可以保證大部分涂布仍在原位，這樣重啟生產(chǎn)線時就減少穿行涂布。在更復(fù)雜的運(yùn)用中，當(dāng)涂布破裂時候，可用真空輥?zhàn)鳛榱硪粋�替換路徑使用
• 短期的在某些生產(chǎn)工藝如生產(chǎn)包裝袋工藝中，可能使用循環(huán)啟動-停止操作。如果涂布僅能在一端被接觸，真空輥仍能允許使用啟動-停止部分隔離開生產(chǎn)線其他部分。真空輥入口端持續(xù)供進(jìn)至回路，而真空輥出口端計量間歇進(jìn)入工藝步驟中材料量。而在工藝步驟中的另一側(cè)處理反向操作
• 建立穩(wěn)定回路—在某些使用磨料或笨重物料，如沙子或反射物質(zhì)時，可能需要穩(wěn)定回路。這就要求多余物料不能依附，應(yīng)該從回路中除掉或脫落，尤其是在位于重要零部件下方，可大大降低維修成本

• 1. 測量涂布和拉涂布—某些工藝中，要求精確計量涂布并持續(xù)拉涂布。圖6顯示真空輥計量涂布，在另一個真空設(shè)備用恒張力拉涂布并保持住拉力
• 從拉幅機(jī)上釋放涂布—真空輥在入口端提供極低張力的能力使得其成為控制拉幅鏈釋放點(diǎn)的涂布張力理想工具。見圖7

 

 

• 在浮動烘箱中控制張力—在浮動烘箱中仍然達(dá)到低張力是真空輥一個經(jīng)典運(yùn)用，見圖8.典型布圖應(yīng)該是在烘箱的前后各放置一個真空輥來隔離張力，還可以在烘箱各個區(qū)域之間安裝真空輥用來穩(wěn)定并引導(dǎo)涂布方向

 

 

 

設(shè)計考量

真空輥覆涂的一個簡單障礙便是真空輥覆涂要比其他替代品更為復(fù)雜。這是因為真空輥殼體材料必須精心挑選，殼體中孔徑及孔形必須為特定的。需要許多部件形成殼體中的真空區(qū)域，而且該區(qū)域必須為可以調(diào)節(jié)的。殼體覆涂或包覆、可以多選，可能需要擴(kuò)展真空、保護(hù)涂布或是改進(jìn)摩擦系數(shù)。

除了輥本身外，也需要真空系統(tǒng)。這可能包括輥的出氣連接、真空儀、氣流控制閥門及必要的管道及送風(fēng)機(jī)

幸運(yùn)的是，福斯特爾承擔(dān)重任，進(jìn)行必要的測量，結(jié)合多年經(jīng)驗從而制作出正確的真空輥規(guī)格，轉(zhuǎn)換廠家只需提供以下參數(shù)即可：

• 最大和最小卷材幅寬
• 纏繞角度
• 基材種類和厚度
• 生產(chǎn)線速度
• 張力及張力差范圍
• 真空區(qū)域中心方位
• 操作環(huán)境，這包括卷材溫度、空氣溫度、防爆要求、正面圖及可用電功率

除此之外，基于材質(zhì)做出的任何特別考量，包括輥筒驅(qū)動方式、安裝位置、或是調(diào)節(jié)位置及連接口都應(yīng)該考慮

提供以上信息后，福斯特爾可據(jù)此報價，并提供真空輥筒及皮帶的規(guī)格

 

結(jié)論

傳統(tǒng)上真空輥在卷材處理線上被作為一種完成某個特定功能服務(wù)。但隨著使用真空輥和皮帶經(jīng)驗增長，真空輥運(yùn)用范圍也在增長。帶著這些真空設(shè)備獨(dú)特的特性，未來在轉(zhuǎn)換行業(yè)和機(jī)器鑄造行業(yè)將會發(fā)現(xiàn)更多真空輥和皮帶在產(chǎn)品研發(fā)改善方面的運(yùn)用。