表面收卷机的结构及特点

在薄膜的生产线中把生产出来的薄膜卷绕在纸芯上成为一卷的辅助设备称为收卷机或者卷取机。收卷机的形式有多种，按照卷取的原理一般分为表面收卷、中心收卷、表面跟中心结合式收卷、间隙式收卷等形式。按照收卷的工位分又有单工位、双工位或者多工位收卷等形式。这里介绍表面收卷机常见的几种结构形式。

　　表面收卷是利用表面卷取辊与被卷取材料的表面摩擦，来实现对膜卷的驱动而实现收卷的，所以又称为接触式收卷机或者摩擦式收卷机。常用的表面摩擦卷取形式有单辊表面收卷跟双辊表面卷取两种。

单辊式表面收卷机

　　一、结构形式一

　　如图1所示的单辊式表面卷取机的结构，收卷轴跟纸芯靠在卷取辊2上，卷取辊2在电机的驱动下转动时，卷取辊与纸芯4之间的摩擦力带动纸芯4与芯轴5一起转动从而实现对薄膜的收卷。随着膜卷直径的增大，膜卷沿着导轨逐渐往外移动。芯轴一般多数采用气胀式芯轴，操作方便，夹紧可靠。膜卷的表面速度基本上等于卷取辊的表面速度，卷取的速度可以通过改变卷取辊2的转速来实现，与膜卷直径的大小变化无关。

　　根据摩擦力F=fN（f为摩擦系数，N为正压力），在收卷过程中膜卷跟表面辊间的摩擦系数f不变，正压力N=mgcosα，（m为膜卷的质量，α为芯轴与导轨面接触点的切线与水平线的夹角），膜卷的质量随着直径的增大而增大，为了保持膜卷里外的紧密性一致，导轨面跟水平线的夹角要逐渐减少，使膜卷作用于卷取辊上的正压力能够基本保持不变。同时膜卷移动过程中必须保证收卷轴的轴线跟表面辊的轴线平行，也就是膜卷跟表面辊必须始终保持线接触，才有足够的卷取力，才能收卷紧密、平整。

　　二、结构形式二

　　单纯依靠收卷轴跟膜卷的重力产生的摩擦力有时是不够的，特别是对于宽幅的薄膜收卷。所以一些收卷机采用如图2所示的结构，采用两个压臂作用在收卷轴的两端，通过调节气缸的压力，可以改变膜卷跟卷取辊间的摩擦力，从而达到调整收卷紧密程度的需要。同时两端的压臂也有利于保证收卷轴两端的平行关系。

 

 

　　一般膜卷的收卷都是内紧外松，为了达到这个目的，收卷过程中，压臂作用在收卷轴两端的压力应该是逐渐减小的，可以通过逐渐减小气缸的气体压力来实现这个目的。可以采用比例压力阀，输入控制电流来控制压力的大小，但这种做法比较复杂。另外一种简单的方法就是直接利用气缸跟压臂的夹角变化来实现。如图3所示，气缸作用在压臂上的力矩为T=FLcosα，随着收卷过程的进行，α越来越大，则力矩T越来越小。

 

三、结构形式三

　　上面的收卷形式只提供单个收卷位置，所以无法实现自动换卷。换卷时会造成卷料的浪费，浪费程度取决于操作工人的熟练程度。如图4所示是另一种单辊式的表面收卷机的结构，该结构提供了两个收卷位置，可以实现不停机换卷。其过程是开始时芯轴跟纸芯在摆臂II上进行收卷，当膜卷直径达到要求时，气缸8驱动摆臂II往外摆动，将膜卷放置到卸卷的位置。这时切刀5动作，将薄膜切断。在切断膜料时，备用的纸芯下降到摆臂I上，纸芯上预先贴有双面胶纸，切断的膜料被卷入到新的纸芯上。摆臂II将膜卷放置到卸卷的位置上，然后在气缸的作用下往回摆，靠近卷取辊。摆臂I旋转，将已经打底好的膜卷交换到摆臂II上继续收卷。这样就实现了一次循环。设置好程序，收卷机就可以自动连续的动作，实现自动切断，自动换卷。

双辊驱动表面收卷机

　　如图5所示，由表面收卷辊I和II驱动膜卷进行收卷，随着卷径的增大，膜卷的中心垂直上升。在膜卷的顶部设置压辊6，该辊通过气缸或油缸作用在膜卷上，起到增加膜卷跟表面收卷辊之间的摩擦，特别是在膜卷的直径很小时其作用更加重要。随着膜卷质量不断增大，膜卷跟卷取辊之间的摩擦力也不断增大，这样会使膜卷越卷越紧，从而会把膜压出皱纹。为了避免这个缺陷，膜卷直径逐渐增大时，压辊的压力应该逐渐减小，保持气压或液压力跟膜卷的重力和为一恒定常数。为了使收卷辊对薄膜有足够的牵引拉力，薄膜跟表面收卷辊I要有一个较大的包角。为了卷取紧密，卷取辊II的表面线速度应该稍大于卷取辊I。

　　双辊表面收卷机通过增加卷取辊可以改为三辊或四辊收卷机，其作用是增加收卷的工位。要进行换卷时，将膜卷移到后面的辊上，在原来的位置上重新放上新的纸芯，然后就可以将膜料切断,卷入到新的纸芯上，从而减少换卷时所占用的时间。

　　单辊式的表面收卷机常用于包装膜的收卷，双辊式的表面收卷机常用于农地膜的收卷。

　　表面收卷的优点：

　　1）结构简单，膜卷由表面驱动辊支撑，卷取轴受力小，不需要大的刚性。
　　2）控制方便，膜卷的线速度基本跟表面卷取辊一致，收卷的速度可以通过改变驱动卷取辊的电机转速来达到。卷径的大小对收卷的速度没有影响。
　　3）表面收卷对一般薄膜都能收卷紧密。
　　表面收卷的缺点：
　　1）不适用特别光滑、易于出现擦痕的材料。
　　2）不适用卷取厚度较大的薄膜。