第三章 张力机构的设计
带材缠绕机在送线的工作过程中，控制缠绕线的张力的大小是很重要的，因为缠绕线张力或大或小都会造成缠绕不均匀，给产品日后的使用造成很大的麻烦，严重影响产品质量的控制。除了严重的影响产品的质量外，张力过大或偏小都会导致缠绕带材的的断裂。其主要由张力检测器，张力控制器，张力辊，支架等组成。 3.1张力检测器的选择
张力检测器的工作原理:张力检测器是通过滚轮施加负载，使板簧产生位移，然后通过差接变压器检出张力。由于板簧的位移量很小，大约±200um,所以它又称作位移型张力检测器。根据机械本身，采用LX-050 TD型张力检测器，如图3-1所示。
图3-1 LX-050 TD型张力检测器
其安装尺寸如图3-2所示。
图3-2 安装尺寸
其安装方法采用平面型安装方法。平面型有两种方案可供选择，引升型和压缩型。在本机构设计中选用压缩型，如图3-3所示。 其中：
F =卷料的张力
G =张力检测器之负载
K =常数
W =辊之重量
绞车滚筒 + =压缩方向
- =引升方向
θ1，θ2 =检测器与卷料之角度
图3-3 平面型安装的两种方法
张力检测器与张力控制器或张力表配合使用。
与LX-050 TD配合使用的张力表为型号LM-10 PD。张力控制器可分成手动控制、半自动（卷径检出式）控制及全自动控制。手动张力控制器是依收料或出料卷径的变化而分阶段调整离合器或制动器的激磁电流，从而获得一致的张力。
本机构属于结构设计，对控制器的选型不做详细介绍。
3.2 张力辊的设计
无论何种形式的张力辊均是利用磨擦力来产生张力和挟送力的，一但磨擦力不足，不但无法产生足够且稳定的张力和挟送力，并且会打滑造成卷材的严重刮伤。故需设计磨擦系数高的张力辊，在相同压力下，将提供比传统橡胶辊更高、更可靠的张力和挟送力。该系统中张力辊共3个，由于该带材宽度为30mm，导辊1和3设计如图3-4所示，导辊2如图3-5矿渣微粉所示.
图3-4 导辊1
图3-5 导辊2
3.3 张力辊轴的设计
张力辊轴共三个。碳钢比合金钢低廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可用热处理或化学热处理的办法提高耐磨性和抗疲劳强度，加工工艺性好，应用广泛，故在本机构中轴的材料选用45#钢。轴在使用过程中，承受的弯矩很小。它主要承受扭矩。
4d座椅轴材料为20CrMnTi，且尺寸较大，性能数据按毛坯直径d≤200mm选择，查得
σb紫外可见漫反射光谱=600MPa，σ-1b=400MPa，τ-1=160MPa
酒窖恒温恒湿导辊轴1、3设计，如图3-6所示。
导辊轴2设计，轴材料为20CrMnTi，且尺寸较大，性能数据按毛坯直径d≤200mm选择，查得
σb=600MPa，σ-1b=400MPa，τ无线充电ic-1=160MPa
如图3-7所示。
图3-6 导辊轴1、3
图3-7 导辊轴2
3.4.1轴承选用所考虑的因素
选用轴承时，要正确考虑它的主要因素。
轴承所受载荷的大小，方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。根据载荷的大小选择轴承时，由于滚子轴承中主要元件是先接触，以用于承受较大的载荷，承载后的变形也小。而球轴承中则主要为点接触，以用于较轻的或中等的载荷，故在载荷较小时，应优先选用球轴承。
根据载荷方向选择轴承类型时，对于纯轴向载荷，一般选用推力轴承。较小的载荷可选用推力球轴承，较大的载荷可选用推力滚子轴承。对于纯径向载荷，一般选用深沟球轴承。当轴承在承受径向载荷时，一般选用深沟球轴承，圆柱滚子轴承，滚针轴承。当轴承在承
受径向载荷Fr的同时，还有不大的轴向载荷Fa 时，可选用深沟球轴承，或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构，分别承担径向载荷和轴向载荷。
（2）轴承的转速
在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。轴承样本中列入了各类，各种尺寸的极限转速，这个转速是指载荷不太大，冷却条件正常，且为0级公差等级轴承时的最大允许转速。但是，由于极限转速主要是受工作时温升的影响，因此，不能认为样本中是一个绝对不能超过的界限。从工作的转速对轴承的要求看，可以确定为以下几点：
