CN105329695B - 一种永磁涡流动态张力控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种永磁涡流动态张力控制器，包括辊子、缠绕在所述辊子外围的金属带材、若干永磁体、设于所述金属带材外围且将所述若干永磁体固定的支架、液压缸、连杆和设于所述连杆上的移动副，所述支架通过所述连杆与所述液压缸的活塞杆连接，所述连杆通过所述移动副运动，所述若干永磁体设置在所述支架靠近所述金属带材的表面，当所述液压缸的活塞杆完全伸出时，所述永磁体仍然与包覆在所述辊子外围的金属带材间隔设置，相邻的永磁体的磁极方向相反。本发明摆脱了传统的机械‑电气传动方式，通过永磁体产生的磁场与金属带材之间的永磁感应，直接在金属带材中产生后张力，既能减少设备投资，亦能降低设备维护工作量并提高使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及张力控制器，具体涉及一种永磁涡流动态张力控制器。
背景技术
在金属带材连续处理生产过程中，由于工艺需要，生产线各段的带材张力是不一样的。传统的带材张力分段的主要设备是夹送辊和张力辊，通过辊面与带材之间的摩擦力实现辊子前后带材张力差。若经过辊子的带材前张力小于后张力，则驱动辊子的电机处于发电状态，永磁力矩起制动作用，从而提升了设备维护的工作量，降低了设备的使用寿命；另外，通常夹送辊由齿轮电机驱动，张力辊由变频电机通过齿轮箱驱动，导致该传动部分成本较大。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，提供一种减少设备投资，提高设备使用寿命的永磁涡流动态张力控制器。
本发明采用的技术方案：一种永磁涡流动态张力控制器，包括辊子、缠绕在所述辊子外围的金属带材、若干永磁体、设于所述金属带材外围且将所述若干永磁体固定的支架、液压缸、连杆和设于所述连杆上的移动副，所述支架通过所述连杆与所述液压缸的活塞杆连接，所述连杆通过所述移动副运动，所述若干永磁体设置在所述支架靠近所述金属带材的表面，当所述液压缸的活塞杆完全伸出时，所述永磁体仍然与包覆在所述辊子外围的金属带材间隔设置，相邻的永磁体的磁极方向相反。
本发明的效果是：摆脱了传统的机械-电气传动方式，通过永磁体产生的磁场与金属带材之间的永磁感应，直接在金属带材中产生后张力，既能减少设备投资，亦能降低设备维护工作量并提高使用寿命。
进一步地，当所述液压缸的活塞杆完全伸出时，每一永磁体至包覆在所述辊子外围的金属带材的距离均相同。
进一步地，所述支架呈圆弧面，且该圆弧面与所述辊子同心。
进一步地，所述若干永磁体沿所述支架的圆弧周向上均匀分布。
进一步地，所述若干永磁体沿所述支架所在圆弧面的轴向上均匀分布。
进一步地，所述金属带材缠绕所述辊子的角度为180度。
进一步地，所述永磁涡流动态张力控制器还包括液压系统和自动化控制系统，所述自动化控制系统驱动所述液压系统调整所述液压缸的活塞杆的伸出量，即控制所述若干永磁体与金属带材的距离，进而控制所述金属带材中后张力的大小。
进一步地，所述液压缸为中间摆动式。
附图说明
图1所示为本发明一较佳实施例提供的永磁涡流动态张力控制器的二维结构示意图。
图2所示为图1中该若干永磁体排列的三维示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、辊子，2、金属带材，3、永磁体，4、支架，5、连杆，6、移动副，7、液压缸。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
请参阅图1，为本发明一较佳实施例提供的永磁涡流动态张力控制器的二维结构示意图。该永磁涡流动态张力控制器包括辊子1、缠绕在辊子1上的金属带材2、若干永磁体3、设于金属带材2外围且将若干永磁体3固定的支架4、液压缸7、连杆5和设于连杆5上的移动副6。金属带材2沿图1中的箭头方向运行。
辊子1呈圆柱体，金属带材2部分缠绕在辊子1外围。于本实施例中，金属带材2缠绕辊子1的角度为180度。
支架4呈圆弧面，且该圆弧面与辊子1同心，且支架4的长度与金属带材2的宽度相同。
请同时参阅图2，该若干永磁体3设置在支架4靠近金属带材2的表面且与包覆在辊子1外围的金属带材2间隔设置。该若干永磁体3沿支架4的圆弧周向上均匀分布，沿支架4的长度方向上也均匀分布，从而使该若干永磁体3形成等距阵列。相邻的永磁体3的磁极方向相反。
支架4通过连杆5与液压缸7的活塞杆连接，连杆5通过移动副6可左右运动，当液压缸7的活塞杆完全伸出时，永磁体3仍然与包覆在辊子1外围的金属带材2间隔设置，且此时每一永磁体3至包覆在辊子1外围的金属带材2的距离均相同。于本实施例中，液压缸7为中间摆动式。
由于该若干永磁体3沿辊子1周向均匀分布在金属带材2弯曲部分表面之上一定距离处，且沿辊子1轴向均匀分布，根据麦克斯韦永磁场理论以及感应电流的集肤效应，当金属带材2以一定速度运动时，由于金属带材2切割磁场，因此在金属带材2的表面层产生感应涡电流，电流密度为
电流在磁场中受到安培力作用
F＝∫vJ×BdV
其中，H-磁场强度，B-磁感应强度，μ-磁导率。
感应电流方向遵循右手定则，安培力方向遵循左手定则。无论永磁体3的磁极方向如何，安培力的方向始终和金属带材2的运动方向相反，即为带材提供后张力。
当金属带材2运行时，若需要为金属带材2提供后张力，则将永磁体涡流动态张力控制器的液压缸7的活塞杆伸出，使永磁体3与金属带材2靠近，且永磁体3与金属带材2的距离越近，磁场强度越大，在金属带材2中产生的后张力越大；当不需要后张力时，液压缸7的有杆腔进油，活塞杆收回，永磁体3远离金属带材，由于此时永磁体3在金属带材中产生的电流非常小，可以忽略不计，因此可以认为后张力已切除。
如此，本发明提供的永磁涡流动态张力控制器成本低廉，可代替传统的机械-电气传动装置为运行中的金属带材提供后张力；减少了传动环节，效率高，节能效果显著；无磨损，无噪音，工作可靠。
可以理解地，金属带材2缠绕辊子1的角度并不限定，为其它任意角度均可。该永磁涡流动态张力控制器还包括液压系统(图未示)和自动化控制系统(图未示)，该自动化控制系统驱动该液压系统调整液压缸7的活塞杆的伸出量，即控制该若干永磁体3与金属带材2的距离，进而控制金属带材2中后张力的大小。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种永磁涡流动态张力控制器，其特征在于，包括辊子(1)、缠绕在所述辊子(1)外围的金属带材(2)、若干永磁体(3)、设于所述金属带材(2)外围且将所述若干永磁体(3)固定的支架(4)、液压缸(7)、连杆(5)和设于所述连杆(5)上的移动副(6)，所述支架(4)通过所述连杆(5)与所述液压缸(7)的活塞杆连接，所述连杆(5)通过所述移动副(6)运动，所述若干永磁体(3)设置在所述支架(4)靠近所述金属带材(2)的表面，当所述液压缸(7)的活塞杆完全伸出时，所述永磁体(3)仍然与包覆在所述辊子(1)外围的金属带材(2)间隔设置，相邻的永磁体(3)的磁极方向相反，所述辊子(1)被缠绕有金属带材的部分位于所述若干永磁体(3)所作用的区域内。
2.如权利要求1所述的永磁涡流动态张力控制器，其特征在于：当所述液压缸(7)的活塞杆完全伸出时，每一永磁体(3)至包覆在所述辊子(1)外围的金属带材(2)的距离均相同。
3.如权利要求2所述的永磁涡流动态张力控制器，其特征在于：所述支架(4)呈圆弧面，且该圆弧面与所述辊子(1)同心。
4.如权利要求3所述的永磁涡流动态张力控制器，其特征在于：所述若干永磁体(3)沿所述支架(4)的圆弧周向上均匀分布。
5.如权利要求4所述的永磁涡流动态张力控制器，其特征在于：所述若干永磁体(3)沿所述支架(4)所在圆弧面的轴向上均匀分布。
6.如权利要求1所述的永磁涡流动态张力控制器，其特征在于：所述金属带材(2)缠绕所述辊子(1)的角度为180度。
7.如权利要求1所述的永磁涡流动态张力控制器，其特征在于：所述永磁涡流动态张力控制器还包括液压系统和自动化控制系统，所述自动化控制系统驱动所述液压系统调整所述液压缸(7)的活塞杆的伸出量，即控制所述若干永磁体(3)与金属带材(2)的距离，进而控制所述金属带材(2)中后张力的大小。
8.如权利要求1所述的永磁涡流动态张力控制器，其特征在于：所述液压缸(7)为中间摆动式。
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