Bobinatura e svolgimento

La bobinatura e lo svolgimento sono operazioni comuni a molti processi su materiali continui, tessuti, film, carta, nastri, in cui il materiale viene avvolto in una bobina o svolto da essa. La qualità dell’avvolgimento dipende dal controllo della tensione con cui il materiale viene avvolto: una tensione corretta e costante dà bobine compatte e regolari, mentre una tensione sbagliata o variabile produce bobine molli, telescopiche, con grinze o rotture. La difficoltà sta nel fatto che durante l’avvolgimento il diametro della bobina cambia continuamente, e con esso la relazione tra la coppia dei motori e la tensione del materiale: per mantenere costante la tensione occorre compensare la variazione di diametro. Il controllo della tensione e la gestione del diametro variabile sono quindi centrali. Questa pagina spiega come si controlla la tensione nella bobinatura e nello svolgimento.

Questa pagina appartiene all’area Tessile, carta e converting ed è una guida al controllo della tensione negli avvolgimenti.

Tensione e qualità dell’avvolgimento

Quando un materiale continuo viene avvolto in bobina, la tensione con cui viene tirato determina la qualità dell’avvolgimento. Una tensione corretta e costante produce bobine ben formate, compatte, regolari e stabili. Una tensione troppo alta può allungare o deformare il materiale, stringere troppo l’avvolgimento e, sui materiali delicati, causare rotture o segni; una tensione troppo bassa dà bobine molli, che si sformano, scivolano o si aprono, e presentano difetti come grinze e telescopie, cioè lo scorrimento laterale degli strati. Ancora più importante è che la tensione sia costante durante tutto l’avvolgimento: variazioni di tensione creano bobine con zone più strette e più lente, non uniformi. In alcuni casi si adotta volutamente una tensione decrescente verso l’esterno della bobina, per evitare che gli strati interni vengano schiacciati, ma anche questa strategia richiede un controllo preciso. Lo svolgimento pone problemi analoghi: il materiale va svolto con una tensione controllata per alimentarlo correttamente al processo a valle senza strapparlo né lasciarlo lento. In entrambi i casi, il controllo della tensione del materiale in movimento è la chiave per avvolgimenti e svolgimenti di qualità.

Il diametro variabile e il controllo della tensione

La sfida principale della bobinatura è il diametro variabile. Mentre la bobina si forma, il suo diametro cresce (in svolgimento cala), e questo cambia la relazione tra la coppia applicata dal motore e la tensione del materiale: a parità di coppia, la tensione diminuisce all’aumentare del diametro. Per mantenere la tensione costante, il sistema di controllo deve quindi variare continuamente la coppia in funzione del diametro. Questo si realizza in due modi. Con il controllo a tiro diretto, si misura la tensione del materiale con sensori di tiro, in genere celle di carico su rulli, e si regola la coppia dei motori in retroazione per mantenerla al valore voluto, compensando automaticamente il diametro. In alternativa, si calcola la coppia necessaria in base al diametro stimato o misurato, adattandola man mano che cambia. Spesso si usano rulli ballerini, mobili, che con la loro posizione assorbono le variazioni e aiutano a mantenere la tensione stabile. La misura della tensione, che rientra tra le misure di forza, e la gestione del diametro sono quindi integrate nel controllo dell’avvolgitore. Documentare le tensioni di avvolgimento aiuta a garantire bobine di qualità costante. Grazie al controllo della tensione e alla compensazione del diametro variabile, la bobinatura e lo svolgimento possono mantenere una tensione ottimale e costante, producendo bobine compatte, regolari e prive dei difetti dovuti a tensioni sbagliate o variabili.

Aspetto	Ruolo nel controllo
Tensione costante	Bobine compatte e regolari
Diametro variabile	Va compensato nel tiro
Rulli ballerini	Assorbono le variazioni

Affidabilità del controllo

Per un controllo affidabile della bobinatura contano la misura della tensione con sensori tarati, la compensazione del diametro variabile, e l’uso di rulli ballerini dove utile. La tensione del materiale va misurata con celle di carico o sensori di tiro adatti al campo di forza e tarati. Il sistema di controllo deve variare la coppia in funzione del diametro, in retroazione dalla tensione misurata o in base al diametro stimato, per mantenere la tensione costante lungo tutto l’avvolgimento. I rulli ballerini, dove presenti, vanno regolati per assorbire le variazioni senza introdurre instabilità. Va scelta la strategia di tensione adatta al materiale, anche decrescente dove serve. Documentare le tensioni rende la qualità delle bobine dimostrabile. Grazie alla misura della tensione e alla compensazione del diametro variabile, la bobinatura e lo svolgimento mantengono una tensione ottimale e costante, producendo avvolgimenti compatti, regolari e stabili, privi dei difetti di telescopia, grinze e rotture causati da tensioni sbagliate.

• La tensione determina la qualità dell’avvolgimento.
• Troppo tiro deforma; troppo poco dà bobine molli.
• Il diametro cambia e va compensato.
• Si misura il tiro e si regola la coppia.
• I rulli ballerini assorbono le variazioni.

Dall’applicazione allo strumento: cosa serve in pratica

Questo tema appartiene all’area Tessile, carta e converting del ramo Applicazioni di misura e controllo, ed è collegato alle cartiere e linee di trasformazione e alla stampa e accoppiamento di film.

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