Realizzazione Nuovo Impianto Per Avvolgere Bobine - REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO PER AVVOLGE

[agabriele]

CIAO, VI ESPONGO SUBITO IL MIO PROBLEMA.

ATTUALMENTE CI SONO DEI GRUPPI AVVOLGITORI REALIZZATI DA UN MOTORE ASINCRONO TRIFASE 5,5KW 4 POLI E UN GRUPPO POMPA IDRAULICA CHE SPINGE UN RIDUTTORE I=1:8,6 E DI 21,5 kG/MT.

pOICHè RAGGIUNGO UNA BOBINA DI CIRCA 2000 mm DI DIA. E UN PESO DI CIRCA 3000 kg. IL MOTORE , QUINDI IL GRUPPO SI SURRISCALDA, PROVOCANDOMI ROTTURE DI GUARNIZIONI E FUORIUSCITA DI OLIO, NONCHè SPESSO ROTTURE E PERDITE DI COPPIA.

dATO CHE OGNI REVISIONE ALLA CASA MI COSTA CIRCA 8 ML IN LIRE, DOVREI REALIZZARE UN NUOVO IMPIANTO CONCEPITO CON MOTORE BRUSHLESS E RIDUTTORE CON CONTROLLO DI COPPI PER AVERE SEMPRE LO STESSO TIRO.

iL DIFFICILE VIENE ADESSO, COME VERIFICARE LA FORZE IN GIOCO? CHE POTENZA PRENDERE IL MOTORE? E CHE RAPPORTO DI RIDUZIONE?

AIUTATEMI A REALIZZARE PIAN PIANO QUESTO PROGETTO.

[adross]

Ho lavorato nel passato in macchine molto sofisticate di lavorazionen di film plastico e ci sono delle cose che non mi tornano. Una bobina di 2000mm di diametro e dal peso di 3000 è sicuramente una bobina di dimensioni notevoli Ricordo motori decisamente più potenti e sofisticati di un 5Kw.

Ad ogni modo non mi è chiaro come sia possibile affrontare un problema così complesso come l'avvolgimento tramite consigli di poche righe. L'argomento comprende, le problematiche del motore di avvolgimento con il relativo controllo tacchimetrico, la diametro della bobina in lavorazione e la misura della velocità periferica della bobina. E' necessario inoltre avere in entrata del gruppo di avvolgimento una misura del tiro e un gruppo di traino controllato nel tiro. Per una corretta tecnica di avvolgimeneto del materiale in lavorazione, (ogni materiale e tipo di diverso del medesimo si deve lavorare con una curva di correzione del tiro). Un sistema di qualche tipo deve avere in ingresso questi segnali, Diametro iniziale, (del mandrino vuoto) diametro finale che si vuole ottenere, cella di carico per la misura del tiro reale. Il tutto regolato in funzione dellla curva sopradetta. Se ti occupi di avvolgimenti o vuoi affrontare situazioni di questo tipo (che facili non lo sono) devi sapere che una bobina ha all'inizio una alta velocità periferica, infatti il mandrino di avvolgimento e quindi il diametro è piccolo, mentre verso la fine la velocità periferica è molto bassa a causa del grande diametro acquisito. Se il tiro di avvolgimento è troppo alto la tua bobina diventa un pacco compatto di materiale che difficilmente riuscirai poi a svolgere, se invece ha poco tiro la bobina non si regge e si spancia verso il basso sfaldandosi. Troppo poco tiro a volte non permette di completare l'avvolgimento per deformazione del diametro. Troppo tiro stira il materiale con il rischio costante di romperlo. Nella curva di avvolgimento si deve inoltre considerare il ritiro o allungamento del materiale nella fase successiva di immagazzinaggio. Nel magazzino intermedio infatti, la bobina rimane a lungo posta su dei cavalletti ma non in rotazione e il peso del materiale avvolto è tutto verso il basso. In questa fase c'è il rischio che la bobina si deformi. Ho visto personalmente qualche centinaio di bobine in diverse situazioni e impianti rovinate nella qualità per errato avvolgimento. Devi sapere che le macchine moderne hanno un plc che controlla le logiche di macchina e un pc collegato seriale al plc per elaborare i dati di avvolgimento nel rispetto delle curve.

Non ho idea se quanto detto può esserti utile ad ogni modo è una traccia di approccio all'argomento.

[Mario Maggi]

Condordo con adross che scrive:

non mi è chiaro come sia possibile affrontare un problema così complesso come l'avvolgimento tramite consigli di poche righe

Se una fermata ti costa cosi' tanto, perche' non incarichi uno studio di progettazione o un professionista?

Ciao

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mariomaggi

[agabriele]

Purtroppo, il sistema che ho ereditato, è stato studio di una azienda 'dicono' qualificata in avvolgimenti.

L'avvolgitore dovrà avvolgere una bobina con spessore variabile, a seconda della produzione, da 190 micron a 370 micron, con una velocità di tiro variabile da 30 mt/1' a 90 mt/1', naturalmente a velocità costante per ogni produzione.

L'asse di avvolgitura iniziale è di 200mm e può diventare di ben 2000mm. A questo punto,come potrei risalire alla forza da impiegare per avere un tiraggio ottimale e non lento in modo che non mi si verifichi l'effetto cannocchiale?

Non saprei neanche come arrivare alla scelta di un motore.

Da i mieni conticini, sarebbe opportuno utilizzare un brushless da 5N/mt e un riduttore che mi tiri fuori una forza di ben 500 N/mt.

Ma il controllo di tiro o di coppia come lo faccio.

So che è un problema molto difficile, ma cerco notizie in più per potermi documentare e realizzare seppur insieme a qualche ditta capace, il progetto.

Se avete del materiale o documentazione in merito a qualche sistema simile, ve ne sono grato.

Ciao a presto.

[adross]

La mia esperienza di avvolgimento risale a qualche anno fa con materiali di film plastico da 7 - 30 microm di spessore. Ho anche lavorato su macchine che lavoravano spessori dai 150 ai 300 microm. Quest'ultimo veniva impiegato per il pressostampaggio di contenitori per blister.

Per quanto ne so, indichi dei valori di range di spessore un po strani. E' per caso una macchina sperimentale? o di recupero che si pensa di riutilizzare ? O è una macchina progettata esplicitamente allo scopo? nel qual caso è coperta dalle garanzie di funzionamento. Gli spessori che indichi presuppongono che sia film plastico. Lo spessore di 1 micron non è normalmente utilizzato e forse film per condensatori elettrici?

Non mi è mai capitato di lavorare e/o vedere una macchina in grado di lavorare range di spessore così grandi. Trattare il tiro per spessori da 1 a 50 microm richiede celle di carico molto sensibili e sistemi di regolazione sofisticati. Tirare spessori oltre i 100 microm e cosa relativamente facile. E' come tirare un foglio di cartone, le forze in gioco di tiro e di avvolgimento sono decisamente elevate. Nel forun è presente un'altra sessione che parla di avvolgimento di materiale tessile, in questo caso le problematiche sono completamente diverse perchè è diverso il materiale. La velocità di avvolgimento che indichi è relativamente bassa. Velocità di macchina alte si impiegano per materiali leggeri di basso spessore, mentre velocità basse si impiegano per materiali pesanti e di spessore elevato. Per i bassi spessori una macchina di produzione può lavorare sui 300-400 metri al minuto,

una taglierina a 600 - 800 metri al minuto e una macchina di trattamento, stampa o laccatura) a 300 - 500 metri al minuto. Dalle tue domande vedo che l'argomento che più ti preoccupa è il dimensionamento del motore.

Il mio approccio è che è tutto importante ed è inutile avere un grande motore senza saperlo utilizzare.

Le variabili importanti, Alcune le ho già elencate altre due mi sono dimenticato di descriverle, tra cui l'effetto canocchiale. In una macchina che lavora materiale piano in rotoli, (vedi avvolgitore, stampatrice, collatrice, laccatrice, rivestitore di lacce varie), lo svolgitore lavora a velocità periferica variabile, la macchina (per un rendimento del lavoro ottimale) lavora a velocità costante mentre l'avvolgitore lavora a velocità variabile e tiro controllato. La perfetta conoscenza del tipo di materiale che si lavora e i suoi coefficienti di dilatazione dinamica e termica è indispensabile per poter impostare le curve di tiro che devono essere a te note. Come già detto una buona bobina di materiale avvolto è prodotta con un corretto controllo di tiro e con un corretto allineamento laterale. Se la bobina ha accentuati effeti di spostamento sull'avvolgimento laterale significa che manca un controllo di allineamento del prodotto in uscita dalla macchina. Un accentuato effetto canocchiale in senso laterale può essere sintomo di poco tiro. la bobina cresce lenta e manca di compatezza e aderenza tra gli interstadi delle spire. Al crescere del diametro la forza centrifuga trasversale spinge il blocco delle spire superiori a spostarsi lateralmente. Una volta iniziato il fenomeno, la bobina è rovinata e conviene fermare la lavorazione e ricominciare una nuova bobina. Un altro fenomeno canocchiale lo si ha se non esegue una corretta procedura di frenatura al rotolo finito. Se si esegue una frenatura rapida, è facile che il peso del materiale avvolto si sbilanci e sposti il prodotto superiore della bobina in senso laterale. Si usa provare a mettere ai lati del mandrino dei dischi di metallo di dimensioni leggermente superiori e svasati nella circonferenza esterna verso l'esterno, in modo da ottenere una leggera forzatura in sede del prodotto.

Attualmente non mi occupo di queste attività e mi scuso per essere stato prolisso di parole senza aver fornito numeri concreti.

Saluti

[Pietro Buttiglione]

in attesa che si svegli Livio

1/3 di linea e 1/10 di diametro.. ??

Basta un buon servodiametro.

Oggi qs. S/W sono inclusi nel micro dei convertitori digitali:

consiglio un azionamento a controllo di flusso con un buon motore

'vettoriale' (quadro) e relativo inverter.

Encoder su motore e su linea.

Nel servodiametro c'e' la funzione TAPER che serve proprio x evitare

l'effetto cannocchiale che lamenti.

Che piu? ah, la potenza..

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come purtroppo tutti fanno... i dati se li tengono ben stretti e nascosti... :ph34r:

dal peso di 3t e dal diam=2m immagino che la tua bobina sia larga circa 1,5/1,7 m

OK?

Adesso dovrei inventarmi il tiro sul materiale che tu vuoi avvolgere,

il che e' ancora piu' arduo

comunque anche per 50kg di tiro, che mi sembra eccesivo! la potenza e' di 750W

supponendo di usare il motore fino al massimo 6000rpm e di prendere un 4 poli

ecco che del rapporto 1/10 che dobbiamo percorrere a potenza costante resta:

10/4= 2,5 che moltiplicato x 750 W fa 2 kW (potenza legata all'avvolgimento)

Ma vediamo anche la parte 'dinamica'

Quando il diametro e' massimo, con velocita' di linea a 90m/1'

la tua bobina girera' a circa 15 rpm.

A diam. minimo a 150 rpm

Quindi riduttore 1/40. OK.

L'inerzia della bobina, sempre c,a,:

1/2 . 3000 . 1 . 1 = 1500 kg . m2

Riportata all'albero del motore diventa 1kg.m2.. mmm un po' tanto!

Sarebbe buona norma avere un motore con J al max 1/10: verrebbe un 18 kW!!

accontentiamoci di un 7,5 kW che ha J=0,024 kgm2

Supponendo di accelerare con 40Nm(detratta la coppia di tiro)

t= 2,67. 4 . (0,024+1) . 1500 / 4 . 1000 =4 sec

a mio avviso accettabile. Sempre che le varie ipotesi (ed i conti) siano corretti!

ciao

pietro

PS. quindi prevale ampiamente la coppia di accelerazione

[agabriele]

Grazie Pietro, sei bravo anche in fisica.

Beato chi ti sposa!

Sei stato molto preciso, contatterò qualche azienda per valutarne il gruppo motore-riduttore e quindi anche il suo inverter.

[Livio Orsini]

in attesa che si svegli Livio

Hai già fatto tutto tu. A chi può interessare, nella sezione didattica, allegato agli esempi del tutor sulle regolazioni, c'è un foglio di calcolo Exel che ho fatto per verficare gli avvolgitori; basta inserire i dati, avviare il calcolo e ti ritrovi anche i diagrammi delle caoppie necessarie per tiro e compensazioni in funzione del diametro

[agabriele]

Grazie Livio!!!