Избыточное статическое электричество в машине для горячей штамповки и нарезки фольги? Попробуйте комбинацию заземляющих и антистатических роликов.

В процессе производства и резки фольги для горячей штамповки проблемы статического электричества всегда были одной из распространенных неполадок, доставляющих предприятиям немало хлопот. Чрезмерное статическое электричество может привести к слипанию фольги, неравномерной намотке, размотке и проскальзыванию, а также к поражению электрическим током или пожарной опасности для операторов. В данной статье основное внимание будет уделено двум ключевым методам решения проблемы: оптимизации системы заземления и выбору и расположению статических роликов, а также причинам возникновения статического электричества.

1. Откуда берется статическое электричество?

Для тиснения фольгой обычно используется ПЭТ-пленка в качестве подложки, а поверхность покрывается разделительным слоем, цветным слоем и клеевым слоем. В процессе резки фольга контактирует и отделяется от направляющих роликов, пазов для инструмента, валов намотки и других компонентов режущего станка на высокой скорости, что приводит к контактному и фрикционному электрическому разряду. Сам по себе ПЭТ-материал является высоким изолятором, заряд нелегко растекается, а в условиях режущего цеха, где относительно сухо (особенно зимой или в кондиционированном помещении), скорость накопления статического электричества значительно превышает скорость его рассеивания, что приводит к заметному электростатическому разряду.

К распространенным проявлениям относятся:

• Пленка прилипает к направляющему ролику или раме, что приводит к серьезным отклонениям;

• Торцевая сторона обмотки неровная, имеется "валик в форме цветка сливы";

• Пыль, образующаяся при резке металла, трудно удалить из-за электростатической адсорбции;

• Оператор испытывает явное ощущение поражения электрическим током.

2. Основная идея управления: руководство + нейтрализация

Существует два основных способа контроля статического электричества в машинах для продольной резки:

1. Проведение: Позволяет быстро отводить образовавшийся заряд в землю по проводящим путям, предотвращая его накопление.

2. НейтрализацияИспользуя принцип коронного разряда или индукции, устройство подает на поверхность электростатической пленки ионы противоположной полярности для нейтрализации избыточного заряда.

Среди них система заземления является основной «направляющей» мерой, за исключением электростатического ролика, который выполняет как направляющую, так и нейтрализующую функцию, и сочетание этих двух функций дает наилучший эффект.

3. Система заземления: наиболее часто игнорируемый элемент фундамента.

При проверке заземления режущего станка многие заводы часто проверяют только наличие заземления корпуса станка, игнорируя при этом пути электростатического разряда вращающихся и неметаллических частей.

1. Общий осмотр заземления оборудования.

• Основная рама продольно-резательного станка должна быть надежно соединена с заземляющим проводом цеха посредством медной оплетки, при этом рекомендуемое сопротивление заземления должно быть менее 4 Ом.

• Проверьте, все ли металлические направляющие ролики, настенные пластины и втягивающие катушки электрически соединены с рамой (измерение сопротивления с помощью мультиметра, значение сопротивления должно быть менее 1 Ом).

2. Обработка поверхности вращающегося вала и направляющего ролика методом заземления.

• Смазка подшипников может образовывать изолирующий слой, из-за которого вращающиеся направляющие ролики находятся в «электрической подвеске». Распространенное решение — установить заземляющую щетку из углеродного волокна или меди на конце вала направляющего ролика и слегка прижать проволоку щетки к поверхности ролика или его выступу, чтобы обеспечить непрерывную проводимость во время вращения.

• Для металлических направляющих роликов можно устанавливать шлифованные угольные щетки напрямую; для направляющих роликов с резиновым или полиуретановым покрытием необходимо учитывать проводимость поверхности ролика (это будет рассмотрено в последующей схеме электростатического удаления роликов).

3. Заземление втягивающего барабана

• Поверхность надувного или механического вала подвержена плохому контакту из-за масляных пятен и оксидных слоев. Рекомендуется регулярно очищать поверхность вала и установить на его конец заземляющее контактное кольцо или угольную щетку.

4. Снятие статических роликов: выбор активных и пассивных роликов.

Полагаться только на заземление не удастся устранить существующий статический заряд на поверхности пленочной фольги, поскольку сама ПЭТ-пленка не проводит электричество, и заряд не сможет «отвестися» через заземляющий ролик. В этом случае необходимо удалить электростатический ролик, чтобы принять меры.

1. Пассивные проводящие ролики

• СтруктураКорпус ролика изготовлен из проводящей резины, композитного материала на основе углеродного волокна или металла с поверхностным покрытием, а значение сопротивления контролируется в диапазоне 10⁴~10⁸ Ом (как при проводящем разряде, так и при отсутствии короткого замыкания).

• ПринципКогда электростатическая пленка соприкасается с проводящим роликом, заряд может разряжаться в землю через корпус ролика → подшипник → заземленную угольную щетку →

• Применимые сценарии: В случаях, когда статическое электричество не слишком сильное, а поверхность пленки требует высокой износостойкости.

• ПримечаниеОба конца токопроводящего ролика должны быть надежно заземлены, а поверхность ролика должна быть чистой и без масляных пятен.

2. Активные ролики для устранения статического электричества (ионные ролики)

• СтруктураКорпус ролика снабжен иглой высоковольтной ионизации или стержнем ионного генератора, а поверхность ролика имеет плотную сеть мелких отверстий или сетчатую структуру.

• ПринципВысоковольтный источник питания генерирует положительные и отрицательные ионы, которые через поверхность валика выдуваются на поверхность фольги для быстрой нейтрализации статического электричества.

• ПреимуществаЭто оказывает существенное влияние на изоляционные пленки и не зависит от площади контакта между пленкой и валиками.

• НедостаткиВысокая стоимость, необходимость использования высоковольтного источника питания и регулярная очистка ионизационной иглы.

3. Предложения по планировке

• Первый направляющий ролик после размоткиСтатическое электричество наиболее сильно в момент разворачивания фольги, поэтому для максимально быстрого высвобождения большей части заряда можно установить проводящий ролик или ионный ролик.

• До и после канавки для режущего ножа:В процессе резки возникает сильное трение, поэтому рекомендуется установить проводящие ролики перед ножом и ионные ролики за ножом для направления и нейтрализации трения.

• Последний ролик перед перемоткой:Убедитесь, что электростатический потенциал поверхности мембраны перед её подачей в перемоточный вал не превышает ±2 кВ, иначе это повлияет на аккуратность намотки.

5. Пример схемы комбинирования (для средне- и высокоскоростных продольно-резательных станков)

В качестве примера рассмотрим станок для горячей штамповки и продольной резки фольги со скоростью 150 м/мин и шириной 800 мм. Рекомендуемые комбинации параметров:

В то же время рекомендуется поддерживать влажность в цехе на уровне 50–65%, что может значительно снизить интенсивность образования статического электричества.

6. Напоминание о распространенных заблуждениях.

1. Миф 1Когда корпус машины соединен с заземлением, все его части заземлены.

→ ФактВращающиеся части подвешены за счет изоляции подшипника, поэтому необходимо установить отдельную заземляющую щетку.

2. Миф 2:Сам металлический валик проводит электричество и не требует дополнительной обработки.

→ Факт:Если металлический ролик не заземлен, он по-прежнему является изолированным проводником, но будет проводить высоковольтное статическое электричество и разряжать поврежденную пленку.

3. Миф 3:За исключением электростатического ролика, беспокоиться не о чем.

→ Факт:Поверхность проводящего ролика загрязняется, а ионизационная игла ионного ролика накапливает пыль, поэтому ее необходимо чистить не реже одного раза в неделю.

7. Заключение

Проблема статического электричества в машинах для горячей штамповки и продольной резки фольги не может быть решена одним решением. Надежная система заземления + рациональное расположение роликов для удаления статического электричества (проводящие ролики и ионизаторы в совместной работе) — это зрелое и эффективное комбинированное решение в современной промышленной практике. От установки базовой заземляющей щетки до выбора ионизаторов каждый этап может значительно улучшить качество резки и безопасность работы. Рекомендуется, чтобы предприятия включили в ежедневные выборочные проверки приборы для измерения электростатического заряда (можно использовать тестеры электростатического поля) для количественного контроля и предотвращения проблем до их возникновения.

Примечание: При выборе конкретной модели, пожалуйста, обратитесь к поставщику оборудования для удаления электростатического заряда, чтобы получить расчетное решение с учетом таких факторов, как скорость резки, ширина пленочного покрытия, температура и влажность окружающей среды.