张力控制器在纺织及造纸等加工中的收放卷工序的作用

在工业生产的诸多行业，经常会遇到卷绕控制问题。如在纸张、纺织品、塑料薄膜、金属带线材等的生产过程中，带料或线材的开卷、卷取张力对产品的质量至关重要，为此要求进行恒张力控制，即在卷绕的过程中使产品承受佳张力，且自始至终保持不变。

若张力过大，会造成加工材料的拉伸变形；张力过小，会使卷取的材料的层与层之间的应力变形，造成收卷不整齐，影响加工质量。由此可见，在带材卷取系统中，张力控制系统占有重要的位置。

张力控制器是一种由单片机或者一些嵌入式器件及外围电路开发而成的系统，是一种控制仪表。张力控制的目的就是保持线材或带材上的张力恒定。

张力控制器是纺织、造纸等卷绕加工过程中的核心调控装置，其主要作用是实时监测并动态调节材料的张力，确保收放卷过程中材料张力稳定、均匀，从而保证产品质量、提升生产效率并降低损耗。

纺织行业的收放卷工序常见于纺纱（如络筒、并纱）、织造（如整经、浆纱）、印染（如退煮漂、定型）及后整理（如涂层、复合）等环节，涉及纱线、织物（棉、化纤、丝绸等）的卷绕或展开。张力控制器的关键作用体现在以下方面：

放卷侧：在整经、浆纱等工序中，原材料（如筒子纱、坯布）需从放卷轴展开。若张力过小，材料会因松弛导致堆叠不整齐（如“塌边”“起皱”）；若张力过大，则可能拉断纱线（尤其是细旦化纤）或撕裂织物（如丝绸）。张力控制器通过传感器实时检测放卷张力，联动电机/制动器调整放卷速度，维持张力在设定范围内（如棉纱张力通常控制在0.5~2N/根，化纤纱更敏感，需0.1~1N/根）。
收卷侧：在络筒、验布等工序中，加工后的纱线或织物需卷绕成均匀的筒子或布卷。若张力不稳定，会导致卷装密度不均（如“松芯”“硬边”），后续退绕时易卡顿或断头。张力控制器通过调节收卷电机的扭矩或转速，确保卷绕张力随卷径增大而动态调整（卷径越大，需降低收卷力矩以保持张力恒定），实现“内紧外松”的理想卷装结构。

防断头停机：张力失控是纺织断头的主要原因之一（占比超30%）。张力控制器通过快速响应（响应时间≤10ms）避免张力突变，可将断头率降低50%以上，减少停机接头的耗时。
降低废品率：稳定的张力可避免织物因拉伸过度导致的“缩水率超标”（如针织布）或“色差”（如染色布因张力不均导致上染率差异），成品合格率提升。

纺织材料种类多样（如棉、涤纶、氨纶、混纺），不同材质的张力敏感程度差异大。张力控制器支持参数预设（如根据材料类型调用不同的张力曲线），可快速切换生产不同规格的产品（如从32支棉纱切换到75旦涤纶丝），产线换型时间缩短60%以上。

造纸行业的收放卷工序主要出现在原纸分切（如将宽幅原纸分切成不同规格的卷筒纸）、涂布（如铜版纸、离型纸）及复卷（如卫生纸、包装纸）环节，涉及纸卷的展开、加工与重新卷绕。张力控制器的关键作用如下：

纸张是典型的脆性材料（尤其是低克重纸，如30g/m²的薄页纸），对张力较敏感。

放卷侧：分切或涂布时，原纸从放卷轴展开，若张力过大，纸张会被过度拉伸，导致纵向伸长（如原纸长度1000m，拉伸后可能增至1005m），分切后成品长度偏差超标准（如±3mm）；若张力过小，纸张松弛会导致褶皱、跑偏（如分切刀与纸边不对齐）。张力控制器通过检测放卷张力（精度±0.5N），联动磁粉制动器或气胀轴调整放卷阻力，确保纸张平整展开。
收卷侧：复卷时，纸张需紧密卷绕但无拉伸。若张力不稳定，会导致纸卷“松紧不一”（如内层过紧起拱、外层过松塌边），后续分切时易出现“荷叶边”或断纸。张力控制器通过跟踪纸卷直径（通过编码器或超声波测距），动态调整收卷力矩（卷径增大时降低力矩），实现恒张力卷绕，纸卷硬度偏差可控制在±5%以内。

造纸断纸会导致整卷原纸报废，造成多方面损失。张力控制器通过实时监测张力波动（如检测到张力突增＞20%时立即报警并停机），可将断纸率从8%降至1%以下，单机日均产量提升15%~20%。

在涂布或复合工序中，纸张需与涂料、胶黏剂等均匀贴合。若张力不稳定，纸张会因拉伸不均导致涂层厚度偏差（如局部过厚或过薄）或复合层气泡（如纸张松弛处胶层不匀）。张力控制器确保纸张匀速、平整传输，涂层/复合均匀度可提升30%以上。

在工业生产的很多行业，都要进行精确的张力控制，保持张力的恒定，以提高产品的质量。诸如造纸、印刷印染、包装、光纤电缆、纺织、皮革等行业都被广泛应用。

在纺织及造纸的收放卷工序中，自动张力控制器通过精准、动态的张力调控，解决材料拉伸变形、卷装不均、断头/断纸等行业痛点，实现“高质量、高效率、低损耗”的生产目标。

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