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如何选择适合金属箔加工的轴台式张力传感器

更新时间:2025-10-09      浏览次数:38
选择适合金属箔加工的轴台式张力传感器,需围绕金属箔加工的核心诉求(无损伤、高精度、高适配性、环境耐受),结合传感器的性能参数、结构设计、环境适配、安装维护四大核心维度综合判断,以下为可落地的选型框架及关键决策点:

一、优先锁定核心性能参数:匹配金属箔加工精度与动态需求

金属箔加工(如锂电池极箔分切、食品包装铝箔收卷)对张力监测的核心要求是 “量程适配、精度达标、响应及时",需重点核查以下参数:

1. 量程:按 “实际张力 ×1.5 倍" 选型,兼顾宽箔与薄箔需求

  • 量程计算逻辑:金属箔的张力需求与厚度、宽度直接相关(如 5μm 极薄铜箔张力常为 50-200N,0.1mm 厚不锈钢箔可达 500-1500N),选型时需预留 1.5 倍安全余量(避免启停、急加速时的张力峰值过载)。例如实际工作张力为 300N,应选择量程 500N 的传感器(而非 300N 量程)。

  • 宽量程适配案例:SUPB 系列传感器量程覆盖 500N-100kN,可通过更换弹性元件实现 50N-5000N 的微调,适配从极薄箔到厚箔的全场景;德国 Haehne 的 TTS 系列量程 50N-50kN,精度 ±0.1% FS,适合高精度电子箔加工。

2. 精度:综合误差≤±0.1% FS,非线性 / 滞后性≤±0.05% FS

  • 核心精度指标:金属箔加工的张力波动需控制在 ±2N 内(如极耳铜箔分切),需重点关注 “综合误差、非线性、滞后性" 三个参数:

    • 综合误差:优先选择≤±0.05% FS 的型号(如 ZHZL-HLT-1 型综合误差仅 ±0.05% RO),避免累积误差导致张力失控;

    • 非线性 / 滞后性:需≤±0.03% FS(如 ZHZL-HLT-1 的非线性为 0.03% FS),确保动态张力变化时的测量稳定性。

  • 低张力灵敏度:极薄箔(如 5μm 铜箔)需低张力下的高灵敏度,箔式应变片传感器(如 SUPB 系列)在 50N 低量程下仍可保持 1.5-2.0mV/V 的输出灵敏度,避免小张力信号被噪声掩盖。

3. 响应速度:≤1ms,适配高速加工线

金属箔加工线速度常达 300-800m/min(部分高速分切线超 1000m/min),需传感器快速捕捉张力突变:
  • 响应速度≤1ms 的型号(如 Haehne 的 PTS 压电式传感器响应速度≤1ms)可实时反馈张力波动,避免因延迟导致断带、起皱;

  • 整体式传感结构(如 KDZL-A4 型)可提升响应频率,减少信号传输延迟。

二、聚焦结构设计:保护金属箔表面,适配连续加工流程

轴台式传感器的结构设计直接决定金属箔的表面质量与加工连续性,需重点关注 “接触保护、抗干扰设计、轴承性能":

1. 张力辊:镜面抛光 + 硬质涂层,粗糙度 Ra≤0.02μm

  • 表面处理要求:金属箔表面不允许划痕、压痕,张力辊需满足:

    • 表面粗糙度 Ra≤0.02μm(经镜面抛光 + 镀铬 / 氮化处理);

    • 材质为不锈钢或特种合金(如 316L 不锈钢,耐腐蚀且硬度高)。

  • 案例参考:ZHZL-HLT-1 采用不锈钢张力辊,配合进口高速双列轴承,转动阻力≤0.001,避免拖拽箔材变形;Haehne 的卫生级型号张力辊 Ra≤0.4μm,适配食品包装铝箔的洁净需求。

2. 抗干扰设计:抵消横向力与电磁干扰

  • 横向力抵消:金属箔跑偏易产生横向力,需传感器内置 “径向限位结构"(如轴台式固定轴的径向刚度设计),仅采集轴向张力信号,避免横向力导致的 ±5% 测量误差。

  • 电磁抗干扰:工业车间的电机、变频器会产生电磁干扰,优先选择带 EMC 滤波电路 + 金属屏蔽外壳的型号(如 Haehne 传感器符合 EN 61000-6-2 电磁兼容标准),信号传输距离可达 100 米无衰减。

3. 过载保护:安全过载≥150% RC,极限过载≥200% RC

金属箔加工中启停、断带时易出现张力峰值,需传感器具备强过载能力:
  • 安全过载≥150% RC(如 ZHZL-HLT-1 安全过载 150% RC),极限过载≥200% RC(SUPB 系列过载能力达 500%),避免过载损坏弹性元件。

三、环境适配:耐受加工车间的恶劣工况

金属箔加工车间常存在油污、粉尘、温度波动(如退火后冷却段),需传感器具备高防护等级与宽温适应能力:

1. 防护等级:≥IP65,防尘防油污

  • 核心防护要求:优先选择 IP65 及以上型号(防尘 + 防喷水),避免油污、冷却液渗入传感器内部:

    • IP65 型号(如 ZHZL-HLT-1、Haehne TTS 系列)可耐受一般粉尘、油污场景;

    • 全密封防腐蚀型号(如 SUPB 系列的全密封设计、Haehne 的 5000 小时盐雾测试无锈蚀),适配冷轧后的油污环境。

2. 温度适应:-20℃~+85℃,自带温度补偿

  • 温度范围:车间温度波动可能达 - 10℃~+40℃,需选择使用温度 - 20℃~+50℃及以上的型号(如 ZHZL-HLT-1 的使用温度 - 20℃~+50℃,SUPB 系列达 - 30℃~+85℃);

  • 温度补偿:优先选择自带温度补偿的型号(如 SUPB 系列无需额外温度补偿装置,温度系数 0.02%/10℃),避免温度变化导致零点漂移。

四、安装与维护:适配生产线布局,降低停机成本

金属箔生产线布局紧凑、停机损失高(每小时数万元),需传感器安装便捷、维护简单:

1. 安装方式:分离式 / 紧凑设计,适配有限空间

  • 分离式安装:如 SUPB 系列采用分离式安装,可直接替换原有导向辊,无需改造机架,安装时间≤1 小时;

  • 紧凑设计:ZHZL-HLT-1 体积小巧,可安装于张力辊两端,适配安装空间有限的分切机、涂布机。

2. 维护成本:易损件少,校准便捷

  • 易损件:核心易损件为张力辊轴承,选择进口高速轴承(如 ZHZL-HLT-1 的进口双列轴承),更换周期可达 1-2 年,且更换时无需拆卸传感器本体(维护时间≤30 分钟);

  • 校准方式:优先选择支持 “砝码挂重校准" 或自动校准的型号(如 Haehne 部分型号带自动校准功能),无需专业设备,生产线人员即可操作。

五、品牌与认证:优先选择工业级成熟品牌

  • 进口品牌:德国 Haehne(深耕张力测量 35 年,适配高精度金属箔加工)、美国 Interface(特种合金传感器,过载能力强);

  • 国产品牌:安徽中航 ZHZL-HLT 系列(高性价比,适配中gao端金属箔生产线)、威海三丰 SUPB 系列(全密封设计,适配恶劣环境);

  • 认证要求:优先选择通过 CE、IEC 认证的型号,防爆场景(如含溶剂涂层的金属箔加工)需符合 ATEX II 2G 认证(如 Haehne 防爆型)。

选型决策清单(精简版)

选型维度关键指标要求推荐型号参考
性能参数量程 = 实际张力 ×1.5,综合误差≤±0.05% FSHaehne TTS 系列、SUPB 系列
结构设计张力辊 Ra≤0.02μm,过载能力≥150% RCZHZL-HLT-1、KDZL-A4
环境适配防护等级≥IP65,温度 - 20℃~+50℃SUPB 系列、Haehne TTS 系列
安装维护分离式安装,轴承更换周期≥1 年SUPB 系列、ZHZL-HLT-1
通过以上框架选型,可确保传感器既满足金属箔 “无损伤、高精度" 的核心需求,又能适配高速、恶劣的加工环境,最终实现稳定的张力控制与高质量生产。


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