Бобинорезка

Бобинорезка (слиттер, SLIT-машина) – это вспомогательное оборудование, обеспечивающее раскрой пленочного полотна в продольном направлении на две или несколько полос с последующей обратной намоткой каждой полосы на новые втулки соответствующей ширины с заданной плотностью намотки слоев. Направление реза совпадает с направлением размотки полотна.

Необходимость в использовании данного оборудования возникает в случае, когда для производства изделий, например, пакетов, требуется пленка меньшей ширины, чем предусмотрено производителем. При предварительной точной раскройке и последующей продольной нарезке полотна снижается процент отходов материала.

Фото заимствовано с сайта avantpack.ru

Бобинорезательное оборудование может использоваться для раскроя бумажных полотен, фольги, однослойной или многослойной пленки любых видов. Это могут быть поливинилхлоридные, полиэтиленовые, ВОРР и иные полимерные пленки средней толщиной 10-250 микрон. Возможная минимальная и максимальная толщина обрабатываемой пленки может варьироваться и зависит от модели оборудования. Также при выборе агрегата необходимо учесть такие параметры, как максимальная ширина рулона на размотке, диаметр вала на размотке, максимальный вес вала на размотке, максимальный вес каждого вала на намотке, диаметр вала на намотке, ширина вала на намотке, мощность аппарата, минимальная ширина реза, погрешность реза, скорость работы оборудования.

В отдельных моделях реализована функция перемотки без раскроя полотна на один вал. Однако для большинства моделей бобинорезательного оборудования такой режим работы может привести к перегреву отдельных рабочих узлов и их преждевременному выходу из строя.

Конструкция бобинорезательных машин

Бобинорезательное оборудование для пленки включает следующие конструктивные узлы:

1) Станина.

2) Подающий узел.

3) Узел резки.

4) Узел намотки.

5) Электронный дисплей.

Опционально на различных моделях бобинорезательного оборудования могут встречаться устройства для отслеживания и корректировки ширины края полотна, защита от запуска при незакрепленном размоточном вале, устройство для контроля натяжения полотна в рулоне с возможностью регулировки данного параметра, устройство для контроля положения рулона, устройство для измерения диаметра рулона и длины пленки. Также в конструкцию может быть включен предохранитель, останавливающий работу системы при обрыве полотна и устройство для удаления отрезанной кромки полотна. В большинстве современных моделей бобинорезательного оборудования для продольной резки полотна присутствуют все или большая часть перечисленных вспомогательных устройств и контроллеров.

Станина

Станина – это каркас оборудования. Она имеет сварную конструкцию с посадочными местами. В посадочные места устанавливаются все основные узлы машины (подачи, резки и намотки) и дополнительные опциональные устройства, после чего они надежно фиксируются при помощи болтовых соединений.

Подающий узел

Начало работы бобинорезки связано с установкой материнской бобины в зоне подающего узла. В подающем узле предусмотрен гидравлический подъемник, с помощью которого оператор устанавливает сырьевой рулон на подающий вал. В автоматизированных моделях бобинорезательного оборудования используются пневматические или гидравлические системы замены бобин с сырьем. Средняя ширина бобины составляет 10000-1100 мм, максимальная 2200 мм.

Узел резки

Узел резки является основным узлом конструкции. Он состоит из секций ножей различного типа (ротационные, роликовые, клиновидные). В бобинорезательном оборудовании конструктивно возможно только рядное расположение ножей, обеспечивающее продольный роспуск полотна на ленты.

В большинстве случаев осуществляется сквозная резка лезвиями. При сквозной резке полотна выбираются ротационные ножи дискового типа. Окружная скорость ротационных ножей выше скорости движения полотна по валам на 10-15%, в результате чего возникает эффект натяжения. Это наиболее распространенный способ резки. Но существенным недостатком является нагрев края полотна вследствие трения ножа о пленку и риск его оплавления. Чем выше скорость, тем выше нагрев. По этой причине приходится снижать скорость движения ножей и, как следствие, производительность.

Также при резке пленок может использоваться метод продавливания. В этом случае предпочтение отдается ножам, по конструкции схожим с роликами, но с заостренным краем. Недостатком такой резки является утолщение края полотна вдоль среза, что отрицательно сказывается на качестве намотки. Это простой с конструктивной точки зрения, одновременно сложный в реализации процесс резки. Его используют все реже.

Самые современные модели используют лазерную технологию для резки полотна. Такой способ позволяет добиться идеально ровного бокового края пленки, оказывает минимальное термическое воздействие на полотно, выдерживает параллельность кромок. Однако стоимость оборудования данного класса на порядок выше стоимости описанных ранее моделей бобинорезательного оборудования.

Узел намотки

Намотка полос распущенного полотна осуществляется на намоточные роли, которые приводятся в движение опорными приводящими валами и двигателем. В данном узле установлена система тензодатчиков, которые контролируют и корректируют работу системы для оптимизации заданного уровня натяжения пленочного полотна.

При намотке привод станка натягивает полотно, в результате чего внутри рулона создается давление, направленное по радиусу к центру рулона. Под действием давления слои сцепляются друг с другом, между ними возникает сила трения, что удерживает форму рулона в первоначальном состоянии после намотки. При отсутствии необходимого натяжения естественные неравномерности полотна в продольном и поперечном направлении образуют волны на намотанной катушке.

Электронный дисплей

Дисплей может быть как электронным цифровым, так и сенсорным. С его помощью оператор задает параметры технологического процесса. На дисплее отображаются данные, переданные контроллерами и счетчиками. Корректность работы системы также можно отследить по индикаторам на дисплее.

Принцип работы бобинорезки

Перед началом работы материнская бобина с пленочным полотном устанавливается на вал подающего устройства. Для этого держатель вала при помощи гидроподъемника опускается вниз, на него вручную (силой двух человек) или с помощью подъемника устанавливается вал с насаженной на него катушкой. После этого силами гидроподъемника вал поднимается и фиксируется в верхнем положении.

В конструкцию стандартной бобинорезки входит размоточный вал, нижний и верхний намоточные валы, промежуточные валы для регулировки силы натяжения пленки и устранения провисаний, ножевой вал для крепления режущих элементов. Оператор протягивает край полотна, пропуская его через промежуточные валы к узлу резки и далее к намоточным роликам. При заправке нового рулона для продолжения цикла резки того же материала с сохранением параметров процесса можно соединить край предыдущего рулона с краем нового рулона, что значительно облегчит процесс протяжки полотна. При заправке нового рулона для нового технологического процесса пленку пропускают через промежуточные валы таким образом, чтобы она обтекала поверхность без складок и перекосов.

На намоточный вал надеваются картонные, пластиковые или металлические втулки, на которые будут наматываться разрезанные полосы пленки. Важно выровнять втулки таким образом, чтобы полотно не перекосилось при намотке. После выравнивания втулок к ним крепятся края лент, поступающих из узла резки.

После запуска процесса резки счетчик метров контролирует степень наполнения рулонов. После намотки заданного метража процесс резки останавливается, втулки с разрезанной пленкой снимаются с вала. На их место устанавливаются пустые втулки, после чего процесс повторяется.

Фото заимствовано с сайта avantpack.ru

Классификация бобинорезательных машин

Все бобинорезательные машины можно условно разделить на несколько категорий по следующим критериям:

1) Тип узла намотки (центральная намотка, контактная В-намотка, контактная С-намотка, контактно-центральная намотка, шпиндельная намотка).

2) Тип ножей (бритвенные, роликовые, дисковые ножи).

3) Скорость нарезки (стандартные, высокоскоростные).

Тип намотки

По данному критерию бобинорезательное оборудование делится на устройства с центральной намоткой, контактной В-намоткой, контактной С-намоткой, контактно-центральной намоткой.

Центральная намотка

К устройствам с центральной намоткой относятся машины, в которых вал намотки является ведущей частью, а движение ему задает распределенная система приводов или главный привод машины. Намотка полотен осуществляется на два вала, расположенных в шахматном порядке.

Контактная В-намотка

К устройствам контактной В-намотки относятся бобинорезки, в которых валы намотки являются ведомыми. Для приведения их в движение в конструкции предусмотрен один передающий вал. Он выполняется из металла или резины, в процессе работы вал не только обеспечивает передачу вращательного движения ведомым роликам, но и является опорой для них. Валы намотки располагаются в шахматном порядке.

Контактная С-намотка

Устройства контактной С-намотки предполагают наличие ведомого выходного ролика намотки (одного или двух) и передающего вала (одного или двух). Он выполняется из металла или резины, одновременно является поддерживающим валом для намоточного ролика. При двухвальном исполнении бобинорезки опорных вала также два. В этом основное отличие машин с В-намоткой, где два ролика поддерживаются и приводятся во вращение одним валом, от машин с С-намоткой.

Центрально-контактная намотка

В центрально-контактных машинах схема расположения вала и роликов намотки аналогична схеме для В-контактных бобинорезок. Работа может осуществляться в двух режимах: ролики намотки могут быть как ведомыми, так и ведущими. Часто такие бобинорезательные машины используются при раскройке самоклеящегося полотна. Выполняется центральная намотка на выходные роли, они при этом не касаются передающего вала. При соприкосновении же вала и ролей может наблюдаться брак в виде выдавленного на боковые поверхности адгезива.

Расстояние между намоточными ролями и опорным валом сохраняется постоянным за счет пневматической системы регулировки. За этим следят сенсоры. При увеличении диаметров выходных ролей они поднимаются вверх, тем самым сохраняя расстояние до опорного вала.

Шпиндельная намотка

В данной конструкции намотка осуществляется на приемные пневмошпиндели. Шпиндели располагаются в шахматном порядке с опорой на пустотелый поддерживающий вал. Опорный вал является ведущим и приводится в движение двигателем через червячный редуктор.

Машины данного типа могут работать с пленкой толщиной 20-60 мкм и механической прочностью не менее 1000 МПа. Бобинорезки шпиндельной намотки чаще применяются для раскройки широкого полотна на множество лент. При ширине исходного полотна 1100 мм раскройка может производиться на ленты до 20 мм. Для этого в устройстве предусмотрено 50 лезвийных ножей. В зависимости от ширины полотна и ширины реза количество лезвий может меняться.

Тип ножей

Бобинорезательное оборудование может иметь бритвенные (клиночные), роликовые или дисковые (ротационные) ножи. В бобинорезательном оборудовании конструктивно возможно только рядное расположение ножей, обеспечивающее продольный роспуск полотна на ленты.

Бритвенные ножи

Бритвенные (клиночные) ножи распускают материал на ленты небольшой ширины. Такие лезвия устанавливаются в ряд параллельно направлению размотки полотна. Они хорошо работают с тонкими и мягкими пленками. Из всех существующих конфигураций ножей данный тип является наименее дорогостоящим.

Роликовые ножи

Данный тип ножей используется для резки продавливанием. Конструктивно такие ножи напоминают ролики с заостренным внешним краем. Ширина реза при такой конструкции ножей достаточно большая. В процессе резки полотно проходит в зазор между твердым валом и секцией с роликовыми ножами, вследствие чего продавливается по линии реза, распускается на полосы, которые далее сматываются в роли. Ножи данного типа выполнены их легированной стали с последующей термообработкой и шлифовкой. Марки стали ХВГ, 9ХС, ХГ, 9ХВГ, ХВСГ, ШХ15СГ.

Дисковые ножи

Дисковые (тарелочные) ножи работают по принципу ножничного или ножевого реза в зависимости от их количества. Ножевое режущее устройство позволяет раскроить исходное полотно на несколько полотен заданной ширины (ширина среза). Данный параметр устанавливается перемещением ножа в поперечном направлении по ножевому валу. Этот тип ножей работает по принципу лезвия.

Фото заимствовано с сайта p-z-o.ru

Ножничное режущее устройство с двумя тарельчатыми ножами позволяет разрезать исходное полотно на две части. Нижние ножи такого режущего устройства всегда приводные, верхние приводятся в движение при соприкосновении с нижними ножами и полотном. Ширина среза правой и левой части полотна определяется положением ножниц на ножевом вале относительно краев пленки.

Данный тип ножей работает по принципу ножниц: верхний дисковый нож движется навстречу нижнему, при их соприкосновении возникает срезающее усилие, разделяющее полотно. Ножничное режущее устройство оператор может настроить под различные типы пленок, регулируя угол резки. Скорость реза на таких станках может достигать 2500-2800 м/мин.

Дисковые ножи изготавливаются из стали твёрдостью 54-60 HRC. Для улучшения эксплуатационных свойств выполняется термообработка и шлифование поверхности.

Скорость нарезки

По скорости нарезки бобинорезательные машины можно разделить на стандартные и высокоскоростные устройства.

Стандартные бобинорезательные машины применяются для нарезки пленок ПЭТ, ПВД, ПНД, ПВХ, БОПП. Также они могут применяться для раскройки бумажного полотна или фольги, ламинированных и клееных материалов. Средняя скорость работы такой бобинорезки составляет 50-100 м/мин.

Высокоскоростные бобинорезки хорошо зарекомендовали себя в работе с полиэтиленовой, поливинилхлоридной, полиэтилентерефталатной, БОПП пленками, а также бумажными и фольгированными материалами, ламинатами, соэкструзионной продукцией. При стабильном качестве работы данный вид бобинорезок показывает высокую скорость резки и перемотки полотна. Система лазерного позиционирования, контроля положения рулона по гайд-линии, электромагнитный тормоз в совокупности помогают получить идеально ровную боковую поверхность наматываемых ролей.

Машины данного типа полностью автоматизированы, все параметры технологического процесса задаются веред началом работы оператором, а затем контролируются сенсорами и корректируются программным обеспечением без его участия. Для управления высокоскоростной бобинорезкой достаточно одного человека.