Controllo della tensione del materiale in linea

Il controllo della tensione del materiale in linea riguarda la misura del tiro, cioè della forza con cui un materiale continuo, come un filo, un nastro, un film o un tessuto, viene tirato mentre avanza tra le stazioni di una linea. Mantenere la tensione al valore giusto è essenziale: una tensione troppo alta può allungare, deformare o rompere il materiale; una troppo bassa lo lascia lento, con grinze, avvolgimenti irregolari e difetti di lavorazione. Nei processi continui il materiale passa attraverso rulli, traini e avvolgitori, e la tensione va controllata perché resti costante e adeguata in ogni tratto. La tensione si misura con appositi sensori di tiro e si regola agendo sui traini e sugli avvolgitori. Un buon controllo della tensione stabilizza il processo e previene rotture e difetti. Questa pagina spiega perché la tensione va controllata in linea e come si misura.

Questa pagina appartiene all’area Estrusione, trafilatura e linee continue ed è una guida al controllo del tiro nei processi continui.

Perché la tensione va tenuta sotto controllo

In una linea continua il materiale è costantemente in tiro tra le stazioni che lo fanno avanzare. Questa tensione ha un valore ottimale che dipende dal materiale e dal processo, e va mantenuta entro una finestra precisa. Se la tensione è eccessiva, il materiale si allunga oltre il dovuto, si assottiglia, si deforma o, al limite, si rompe, con fermi di linea e scarti; su materiali elastici un tiro eccessivo altera anche le dimensioni finali. Se la tensione è insufficiente, il materiale resta lento, forma grinze e pieghe, si avvolge male sulle bobine e può spostarsi o incepparsi. La tensione corretta, inoltre, cambia lungo la linea: tra svolgitore, stazioni di lavorazione e avvolgitore possono servire tiri diversi, che vanno coordinati. Poiché il materiale scorre di continuo, la tensione va misurata e regolata in continuo: non basta impostarla una volta, perché varia con la velocità, con il diametro delle bobine che cambia durante l’avvolgimento e con le condizioni del materiale. Il controllo della tensione è quindi un elemento chiave della stabilità e della qualità di ogni processo a materiale continuo.

Come si misura e si regola il tiro

La tensione del materiale in linea si misura con sensori di tiro, in genere celle di carico applicate ai rulli su cui il materiale scorre: il materiale in tensione esercita sul rullo una forza proporzionale al tiro, che la cella misura. Da questa misura si ricava la tensione effettiva, che viene confrontata con il valore voluto. Il sistema di controllo agisce poi sui traini, sugli avvolgitori o su rulli ballerini per riportare la tensione al valore corretto, in un anello di regolazione continuo. Su alcune linee si usano rulli ballerini mobili che, con la loro posizione, assorbono le variazioni e mantengono il tiro stabile. La regolazione deve tenere conto del fatto che, durante l’avvolgimento, il diametro della bobina cambia, e con esso la relazione tra coppia e tensione: per questo il controllo del tiro è spesso automatico. La misura del tiro rientra tra le misure di forza, e i sensori vanno scelti per il campo di tensione del materiale e tarati. Un controllo della tensione ben tarato e reattivo mantiene il tiro costante lungo la linea, prevenendo rotture, allungamenti e difetti di avvolgimento, e garantendo un materiale lavorato in modo uniforme.

Condizione	Effetto
Tensione eccessiva	Allungamento, deformazione, rottura
Tensione insufficiente	Grinze e avvolgimenti irregolari
Tensione corretta	Processo stabile e uniforme

Affidabilità del controllo

Per un controllo della tensione affidabile contano la scelta di sensori di tiro adatti al campo di forza, la loro corretta taratura, e un anello di regolazione reattivo. Le celle di carico vanno dimensionate per la tensione del materiale e tarate, e applicate correttamente ai rulli di misura. Il controllo deve tenere conto delle variazioni di velocità e del cambio di diametro delle bobine durante l’avvolgimento, che modificano la relazione tra coppia e tiro. I rulli ballerini, dove usati, vanno regolati per assorbire le variazioni senza introdurre instabilità. Verificare periodicamente i sensori mantiene affidabile la misura. Documentare la tensione impostata e mantenuta rende il processo tracciabile. Grazie alla misura e alla regolazione continua del tiro, il controllo della tensione del materiale in linea mantiene la lavorazione stabile, previene rotture, allungamenti e difetti, e assicura avvolgimenti regolari e un materiale trattato in modo uniforme lungo tutta la produzione.

• Il tiro eccessivo allunga e rompe il materiale.
• Il tiro insufficiente causa grinze e avvolgimenti lenti.
• Si misura con celle di carico sui rulli.
• Si regola su traini, avvolgitori e rulli ballerini.
• Il diametro della bobina che cambia va compensato.

Dall’applicazione allo strumento: cosa serve in pratica

Questo tema appartiene all’area Estrusione, trafilatura e linee continue del ramo Applicazioni di misura e controllo, ed è collegato alla trafilatura di fili metallici e alla velocità di linea e sincronismo tra stazioni.

Nel catalogo i sensori per la misura del tiro fanno capo alla famiglia forza, coppia, tensione e banchi prova, nel Catalogo prodotti. Se devi controllare la tensione del materiale in una linea continua, il modulo di richiesta consente di ricevere un’indicazione mirata.