Máy đóng gói cuộn ống đồng: Cửa sổ cuộn, chồng chéo và thời gian quấn

Tóm tắt

Máy quấn cuộn đồng quỹ đạo FPC-200 của chúng tôi cố định các cuộn dây thẳng đứng trên các con lăn đỡ có động cơ, đưa băng composite dệt, giấy chống ăn mòn nhăn hoặc màng co trực tiếp qua lỗ cuộn. Được thiết kế cho các cuộn dây có đường kính ngoài (OD) từ 600–1,200 mm , đường kính trong (ID) từ 300–800 mm và trọng lượng tải từ 5 đến 500 kg , hệ thống này cung cấp thời gian chu kỳ tự động từ 23–50 giây mỗi cuộn. Kích thước máy và đồng bộ hóa truyền động được tính toán trực tiếp từ OD, ID, chiều rộng mặt và độ dịch chuyển mục tiêu của cuộn dây.

Mục lục

Cách thức hoạt động của bộ cuộn dây

Cuộn dây được đặt thẳng đứng trên các con lăn dẫn động chịu tải nặng trong khi một vòng quay quỹ đạo di chuyển qua lỗ trung tâm. Các con lăn đỡ bằng polyurethane (PU) có động cơ quay cuộn dây đồng theo chu vi với tốc độ tuyến tính được kiểm soát là 2–4 m/phút. Đồng bộ với chuyển động này, vòng quay quỹ đạo quay dọc theo một đường ray bên trong, phân phối vật liệu quấn theo hình xoắn ốc chồng lên nhau xung quanh mặt cắt ngang của cuộn dây.

   [ Rotating Orbital Ring ]
         │          ▲
         ▼          │
    ┌────────┐  ┌────────┐  <-- Wrapping Shuttle feeds material
    │  Coil  │  │  Coil  │      through coil center bore (Eye)
    │  Wall  │  │  Wall  │
    └───┬────┘  └───┬────┘
        │           │
    [ Motorized PU Support Rollers ] (2–4 m/min)

Để ngăn ngừa mài mòn bề mặt, cứng hóa do gia công hoặc lõm trên các cuộn dây đồng làm lạnh ASTM B280 / EN 12735-1 nhạy cảm, tất cả các bề mặt tiếp xúc với sản phẩm đều được bảo vệ. Vòng truyền động chính được đúc từ polyurethane chịu mài mòn có độ bền kéo cao, và các con lăn đỡ được lưu hóa bằng cao su nitrile 85 Shore A.

Cấu trúc đỡ thẳng đứng điều chỉnh theo chiều dọc bằng tay quay hoặc vít nâng tự động để căn chỉnh chính xác tâm của các đường kính cuộn dây khác nhau với đường tâm vòng. Trong quá trình hoạt động, máy có thể quấn một lớp màng bảo vệ bên trong (như băng dệt HDPE màu xanh lam hoặc giấy VCI) tiếp theo là một lớp màng co bảo vệ bên ngoài trong một chu trình tự động liên tục.

Máy quấn cuộn dây đồng thẳng đứng FPC-200 với cuộn dây được bọc giấy

Máy quấn cuộn đồng FPC-200. Mô hình quỹ đạo thẳng đứng được trang bị dẫn hướng vòng PU cân bằng động và con lăn truyền động lót cao su lưu hóa.

Cuộn dây có vừa không?

Việc lắp cuộn dây đồng vào bên trong bộ quấn quỹ đạo đòi hỏi phải kiểm tra cả khe hở vòng ngoài và cửa sổ xuyên qua lỗ cuộn dây. Bộ phận phân phối con thoi di chuyển qua lỗ bên trong; do đó, đường kính trong của cuộn dây phải phù hợp với bao bọc con thoi, trong khi độ dày thành xuyên tâm phải đủ để vượt qua độ sâu của họng vòng.

Radial Wall Thickness:  H_r = (OD - ID) / 2
Cross-Section Diagonal: D_cross = √(W² + H_r²)
Thông số kỹ thuật Thông số kỹ thuật kỹ thuật FPC-200
Đường kính ngoài của cuộn dây (OD) 600 tầm 1,200 mm
Đường kính bên trong cuộn dây (ID) 300 tầm 800 mm
OD Trừ ID (Khoảng cách an toàn với tường) ≤ 800 mm (Đường kính thành xuyên tâm tối đa H_r: 400 mm)
Chiều rộng mặt cuộn dây (W) 10 tầm 200 mm
Khả năng chịu trọng lượng của cuộn dây 5–500 kg
Tốc độ chu vi con lăn 2–4 m/phút (Phạm vi tốc độ thay đổi tiêu chuẩn)
Thời gian chu kỳ quấn 23–50 giây mỗi cuộn dây (Tùy thuộc vào hình học)
Tốc độ quay của vòng 10–100 vòng/phút (điều khiển bằng biến tần)

Ví dụ về việc xác minh kích thước:

  • Phù hợp tiêu chuẩn: Một cuộn dây đồng hình bánh kếp có đường kính ngoài 900 mm, đường kính trong 500 mm và chiều rộng 150 mm vừa khít với khoảng hở rộng rãi. Độ dày thành xuyên tâm là (900 mm – 500 mm) / 2 = 200 mm (thấp hơn nhiều so với giới hạn xuyên tâm 400 mm), và đường kính trong 500 mm dễ dàng nằm gọn trong phạm vi bao bọc 220 mm của con thoi.
  • Hồ sơ không phù hợp: Một cuộn dây có đường kính ngoài (OD) 1,200 mm và đường kính trong (ID) 300 mm sẽ tạo ra hiệu số OD trừ ID là 900 mm (độ dày thành xuyên tâm H_r = 450 mm). Điều này vượt quá giới hạn khung 400 mm của chúng ta và sẽ khiến cạnh ngoài của cuộn dây va chạm với khung gầm của hệ thống truyền động vòng quỹ đạo.

Sự chồng lấn tại OD

Độ chồng lấp của lớp quấn phải được hiệu chỉnh tại đường kính ngoài (OD), nơi tốc độ bề mặt theo chu vi cao nhất và độ phân tán băng dính rộng nhất. Vì sự tiến tuyến tính không đổi trên toàn bộ mặt cắt ngang, tỷ lệ chồng lấp bên trong lỗ (ID) vốn dĩ dày đặc hơn so với ở vành ngoài, giúp tăng cường khả năng bảo vệ góc.

Advance per Ring Revolution: S = W_film × (1 - Overlap%)
Wraps per Rotation:          N_wraps = (π × OD) / S
Wrap Time:                   t_wrap = (π × OD) / V_roller
Required Ring Speed:         ω_ring = N_wraps / (t_wrap / 60)

Đối với cuộn dây tiêu chuẩn có đường kính ngoài 900 mm, sử dụng vật liệu rộng 100 mm với độ chồng lấp mục tiêu 50% ở đường kính ngoài :

  • Chu vi ngoài: π × 900 mm = 2,827 mm
  • Tiến độ mỗi vòng quay của vành: 100 mm × (1 – 0.50) = 50 mm
  • Số vòng quấn cần thiết cho mỗi cuộn dây: 2,827 mm ÷ 50 mm ≈ 57 vòng quay

Sự đồng bộ giữa các con lăn dẫn động cuộn dây và vòng quỹ đạo quay được duy trì bởi hai bộ điều khiển tần số biến đổi (VFD) thông qua PLC:

Chế độ hoạt động Tốc độ tuyến tính của con lăn Thời gian quay của cuộn dây đơn Tốc độ vòng quay cho 57 vòng quấn Độ chồng lấp hiệu quả ở ID (500 mm)
Hướng dẫn sử dụng / Cài đặt (Chạy chậm) 2.0 m / phút 85 s Vòng quay 40 72%
Tự động (Tiêu chuẩn) 4.0 m / phút 42 s Vòng quay 81 72%
Công suất cao (Định mức tối đa) 5.0 m / phút 34 s Vòng quay 101 72%

Thời gian quấn đạt được là 34 giây khi PLC điều khiển cả hai hệ thống ở công suất định mức tối đa. Đối với các cuộn ống đồng thành mỏng dễ bị biến dạng do lực căng, tốc độ con lăn được ổn định ở mức 3.0–3.5 m/phút với lực căng màng được đặt trong khoảng từ 15 N đến 35 N để đảm bảo bao bọc chặt chẽ mà không làm thắt cổ cuộn hoặc uốn mép.

Số cuộn dây mỗi ca làm việc

Năng suất thực tế của ca làm việc phụ thuộc vào tổng thời gian của chu trình đóng gói tự động và thời gian xử lý vật liệu (xếp hàng, căn chỉnh mắt xích, tháo đai, dỡ hàng).

Tốc độ sản xuất minh họa dựa trên chu kỳ bốc dỡ hàng bằng cần cẩu kéo dài 30 giây:

Đo lường hoạt động Chu trình cuốn 42 giây (VFD tầm trung) Chu trình cuốn 34 giây (VFD dải công suất cao)
Thời gian gói quà thuần túy 42 s 34 s
Phụ cấp bốc xếp hàng hóa (Xếp dỡ hàng) 30 s 30 s
Chu trình máy tổng thể 72 s 64 s
Sản lượng ở mức độ sẵn sàng 100% 50 cuộn dây/giờ 56 cuộn dây/giờ
Tổng sản lượng (Ca làm việc 8 giờ) 400 cuộn dây 448 cuộn dây
Sản lượng ròng (Hệ số OEE 85%) 340 cuộn dây 380 cuộn dây

Lưu ý: Thời gian thao tác 30 giây phản ánh việc định vị bằng tay đối với các cuộn dây có trọng lượng lên đến 80 kg. Đối với các cuộn dây đồng nặng gần mức tối đa 500 kg, việc sử dụng cần cẩu trên cao hoặc tay nâng thủy lực tự động sẽ kéo dài chu kỳ chuyển tải lên 45–60 giây. Sản lượng thực tế của ca làm việc đã tính đến thời gian thay cuộn tiêu chuẩn (màng co/giấy crepe) và thời gian nghỉ giải lao theo lịch trình của người vận hành.

Máy thẳng đứng hoặc nằm ngang

Tùy thuộc vào các khối kéo dây ở khâu đầu nguồn và quy trình đóng gói pallet ở khâu cuối nguồn, các cuộn dây đồng được quấn theo chiều dọc (mắt dọc) hoặc nằm ngang (mắt ngang / hướng lên trời).

Thông số kỹ thuật FPC-200 (Quỹ đạo thẳng đứng) FPH-300W (Máy cuốn ngang)
Định hướng cuộn dây Dọc (Mắt nằm ngang) Theo phương ngang (Mắt nhìn thẳng đứng / Mắt nhìn lên trời)
Đường kính ngoài của cuộn dây (OD) 600 tầm 1,200 mm 600 tầm 1,200 mm
Đường kính bên trong cuộn dây (ID) 300 tầm 800 mm 500 tầm 800 mm
Giới hạn OD trừ ID ≤ 800 mm ≤ 500 mm
Chiều rộng mặt cuộn 10 tầm 200 mm 10 tầm 300 mm
Sức chứa khối hàng 5–500 kg 50–300 kg
Thời gian quấn chu kỳ 23 Mũi50 s 25 Mũi45 s
Tốc độ quay vòng 10–100 vòng / phút 20–110 vòng / phút
Tích hợp băng tải Chuyển cuộn rãnh chữ V Băng tải con lăn/thanh PU phẳng

Máy FPC-200 dạng đứng tối ưu cho các cuộn thép dạng bánh đơn và các cuộn thép được chuyển trực tiếp từ máy cuộn thép dạng đứng. Máy dạng nằm ngang được ưa chuộng hơn cho các cuộn thép dạng bánh xếp chồng nhiều lớp hoặc các cuộn thép quấn đều (LWC) di chuyển dọc theo băng tải con lăn mà không bị lật ngược.

Vật liệu và kiểm soát

FPC-200 được trang bị bộ phân phối vật liệu bằng tấm ma sát cơ học với hệ thống phanh cơ học động để ngăn ngừa tình trạng tràn vật liệu trong quá trình giảm tốc vòng nhanh.

Cụm lắp ráp hệ thống Đặc điểm kỹ thuật công nghiệp
Vật liệu đóng gói áp dụng Màng co LLDPE (15–35 µm), dải dệt HDPE, giấy chống gỉ VCI
Kích thước cuộn vật liệu Đường kính trong lõi: 50 mm hoặc 76 mm; Đường kính ngoài cuộn: 150–450 mm; Chiều rộng cuộn: 90–120 mm
Cấu hình đóng gói Bọc bằng một lớp vật liệu duy nhất, hoặc bọc kết hợp hai lớp đồng bộ (ví dụ: VCI + Film)
Cắt và kẹp phim Hệ thống cắt và kẹp tự động bằng khí nén (có thể cắt thủ công tùy chọn)
Bộ điều khiển tự động hóa Kiến trúc PLC Siemens S7-1200 hoặc Delta
Giao diện HMI Màn hình cảm ứng công nghiệp màu 7 inch (đơn vị Anh/hệ mét, song ngữ)
Chẩn đoán & Báo động Báo cáo lỗi màn hình theo thời gian thực: lỗi vật liệu, quá tải vòng, khóa cửa.

Đèn LED ba màu trên tháp hiển thị trạng thái hoạt động (Xanh lá: Chạy tự động; Vàng: Chế độ chờ / hết cuộn vật liệu; Đỏ: Dừng khẩn cấp / lỗi an toàn).

Tiện ích và an toàn

Máy móc này được thiết kế để đáp ứng các quy định an toàn lao động toàn cầu và các tiêu chuẩn tích hợp nhà máy công nghiệp:

Tiện ích / Tiêu chuẩn Yêu cầu hoạt động
Năng lượng điện Điện áp 380 V AC, 3 pha, 50/60 Hz (Tùy chọn cấu hình 220 V / 440 V / 480 V)
Tổng tải được kết nối Từ 2.2 kW đến 4.5 kW tùy thuộc vào các tùy chọn.
Cung cấp khí nén 0.5–0.7 MPa (5.0–7.0 bar) không khí khô, đã lọc (ISO 8573-1 Loại 4)
Tiêu thụ không khí Khoảng 120 NL/phút trong các chu kỳ cắt tự động.
Chỉ thị an toàn (CE) Chỉ thị Máy móc 2006/42/EC; EN ISO 12100:2010; EN 415-10:2014
An toàn điện Tiêu chuẩn EN 60204-1; Kiến trúc dừng khẩn cấp loại 3; Tủ điều khiển IP54

Thiết bị an toàn bao gồm các tấm chắn an toàn dạng lưới khóa liên động toàn chu vi, nút dừng khẩn cấp hai kênh và màn chắn ánh sáng quang học hai mạch bảo vệ khu vực nạp và xả cuộn dây.

Danh sách kiểm tra lựa chọn

Hãy cung cấp các thông số sản xuất sau để xác định kích thước của bộ bao bọc quỹ đạo:

  • Kích thước cuộn dây: Kích thước tối thiểu và tối đa chính xác của đường kính ngoài, đường kính trong và chiều rộng (mm).
  • Hồ sơ trọng lượng cuộn dây: Khối lượng tối thiểu và tối đa (kg).
  • Độ cứng/Loại đồng: Ủ mềm (ACR), bán cứng hoặc kéo cứng.
  • Trình bày cuộn dây: Mắt thẳng đứng hoặc mắt nằm ngang.
  • Nguyện liệu đóng gói: Chỉ màng co giãn, chỉ giấy VCI, hoặc vật liệu composite hai lớp.
  • Thông lượng mục tiêu: Số cuộn dây cần thiết mỗi giờ hoặc mỗi ca làm việc 8 giờ.
  • Cơ chế tải: Máy nâng trên cao, cần cẩu tay, móc chữ C hoặc băng tải tự hành.

Câu hỏi thường gặp về kỹ thuật

Hỏi: Kích thước cuộn dây tối đa tuyệt đối cho loại FPC-200 tiêu chuẩn là bao nhiêu? Trả lời: Loại FPC-200 tiêu chuẩn chấp nhận đường kính ngoài từ 600 mm đến 1,200 mm, đường kính trong từ 300 mm đến 800 mm, chiều rộng cuộn dây từ 10 mm đến 200 mm và tổng trọng lượng lên đến 500 kg. Đường kính thành ống (OD − ID) / 2 không được vượt quá 400 mm.

Hỏi: Thời gian quấn điển hình cho mỗi cuộn ống đồng là bao nhiêu? Trả lời: Thời gian quấn thực tế dao động từ 23 giây đến 50 giây tùy thuộc vào đường kính ngoài của cuộn dây, độ chồng chéo màng được chọn (thường là 50%) và cài đặt tốc độ VFD được lập trình.

Hỏi: Tỷ lệ chồng lấp nên được lập trình ở đâu trên HMI? Trả lời: Luôn luôn cấu hình tỷ lệ chồng lấp mục tiêu tại đường kính ngoài (OD). Vì hành trình bề mặt tuyến tính dài nhất ở OD, việc đảm bảo tỷ lệ chồng lấp chính xác ở đây sẽ đảm bảo đường kính trong (ID) nhận được lớp phủ bảo vệ đầy đủ và dày đặc.

Hỏi: Máy có thể dán giấy và màng co cùng lúc không? Trả lời: Có. Bộ phân phối hai tay tùy chọn giữ một cuộn giấy chống ăn mòn VCI nhăn và một cuộn màng co bảo vệ, dán cả hai lớp cùng lúc trong một chu kỳ đóng gói.

Hỏi: Máy này ngăn ngừa trầy xước và biến dạng hình bầu dục trên các cuộn dây đồng đã ủ như thế nào? Trả lời: Tất cả các con lăn đỡ đều được bọc bằng cao su nitrile 85 Shore A không để lại vết, và vòng quay chạy trên các bánh xe dẫn hướng polyurethane chính xác. Độ căng màng được điều chỉnh tinh tế thông qua bộ giữ lõi phanh ma sát để loại bỏ lực ép hướng tâm trên các ống thành mỏng.

Bước tiếp theo

Chúng tôi thiết kế và cung cấp các giải pháp đóng gói trọn gói cho các nhà máy sản xuất ống và dây đồng:

  1. Gửi thông số kỹ thuật: Vui lòng gửi kích thước cuộn dây (đường kính ngoài, đường kính trong, chiều rộng, khối lượng) và bản vẽ bố trí mặt bằng qua email đến địa chỉ sau: info@fhopepack.com.
  2. Đề xuất kỹ thuật trong vòng 48 giờ: Nhận báo giá đầy đủ bao gồm tính toán thời gian chu trình động học, bản vẽ bố trí CAD và chi tiết kết nối tiện ích.
  3. Đánh giá ứng dụng: Hãy lên lịch tư vấn kỹ thuật trực tiếp với đội ngũ kỹ sư của chúng tôi để xem xét việc tích hợp dây chuyền, hệ thống an toàn và sự tương tác giữa các băng tải tự động.

Đọc liên quan

nguồn

Rà soát tài liệu kỹ thuật: Nhóm kỹ thuật đóng gói chính của FHOPE

bài viết liên quan

Đặt cuộc gọi
Đặt cuộc gọi