一种金属带材磁场涡流动态张力控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及张力控制器，具体涉及一种金属带材磁场涡流动态张力控制器。
【背景技术】
[0002] 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。辊子和带材间的摩擦会对带材表面造成划伤，影响表面质量；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，导致传动部分成本较 大，设备较为复杂，维护工作量较大。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对上述现状，提供一种非接触式的，减少设备投资，提高设备使 用寿命的金属带材磁场涡流动态张力控制器。
[0004] 本发明采用的技术方案：一种金属带材磁场涡流动态张力控制器，包括辊子、缠绕 在相邻的两辊子上的金属带材、若干磁体和固定所述若干磁体的支架，所述若干磁体和所 述支架均设于所述两辊子之间且对称位于所述金属带材的两侧，所述若干磁体设置在所述 支架上且靠近所述金属带材，且始终与所述金属带材间隔设置，同一支架上相邻的磁体的 磁极方向相反，所述金属带材两侧对称位置的磁体的磁极方向相对。
[0005] 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 金属带材之间的电磁感应，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。
[0006] 进一步地，当所述磁体为电磁铁时，所述金属带材磁场祸流动态张力控制器还包 括控制所述若干磁体的磁场强度的电气系统。
[0007] 进一步地，当所述磁体为永磁体时，所述金属带材磁场祸流动态张力控制器还包 括液压缸、连杆和设于所述连杆上的移动副，所述液压缸、连杆和移动副均设于所述两辊 子之间且对称位于所述金属带材的两侧，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。
[0008] 进一步地，当所述液压缸的活塞杆完全伸出时，所述磁体仍然与所述金属带材间 隔设置。
[0009] 进一步地，所述支架呈平板状，且所述支架所在的平面与位于所述两辊子之间的 金属带材所在的平面平行。
[0010] 进一步地，所述若干磁体沿所述金属带材的长度方向上均勾分布。
[0011] 进一步地，所述若干磁体沿所述金属带材的宽度方向上均勾分布。
[0012] 进一步地，所述金属带材磁场祸流动态张力控制器还包括皮带轮和皮带，所述皮 带由两个皮带轮带动，位于该两个皮带轮之间的部分皮带所在的平面与位于该两辊子之间 的金属带材所在的平面平行，所述支架的两端固定所述两个皮带轮的轮心，所述支架的中 部与所述连杆连接，所述若干磁体设置在所述皮带的外表面。
[0013] 进一步地，所述若干磁体沿所述皮带的长度方向上均勾分布。
[0014] 进一步地，所述若干磁体沿所述皮带的宽度方向上均勾分布。
【附图说明】
[0015] 图1所示为本发明第一实施例提供的金属带材磁场涡流动态张力控制器的二维 结构示意图。
[0016] 图2所示为本发明第二实施例提供的金属带材磁场涡流动态张力控制器的二维 结构示意图。
[0017] 图3所示为本发明的原理示意图。
[0018] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0019] 1、辊子，2、金属带材，3、永磁体，4、支架，4'、支架，5、液压缸，6、连杆，7、移动副，8、 皮带轮，9、皮带。
【具体实施方式】
[0020] 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。
[0021] 请参阅图1，为本发明第一实施例提供的金属带材磁场涡流动态张力控制器的二 维结构示意图，该第一实施例是以永磁体为例进行说明的。该金属带材磁场涡流动态张力 控制器包括两个辑子1、缠绕在该两个辑子1上的金属带材2、若干永磁体3、固定该若干永 磁体3的支架4、液压缸5、连杆6和设于连杆6上的移动副7。该若干永磁体3、支架4、液 压缸5、连杆6和移动副7对称设在金属带材2的两侧。金属带材2沿图1中的箭头方向运 行。
[0022] 辊子1呈圆柱体，金属带材2缠绕在该两个辊子1外围。于本实施例中，金属带材 2缠绕该两个辊子1的角度均为90度。
[0023] 由于该若干永磁体3、支架4、液压缸5、连杆6和移动副7对称设在金属带材2的 两侧，以下以金属带材2的一侧进行描述。
[0024] 支架4呈平板状，且支架4所在的平面与位于两辊子1之间的金属带材2所在的 平面平行。
[0025] 该若干永磁体3设置在支架4靠近金属带材2的表面。该若干永磁体3沿金属带 材2的长度方向上均匀分布，且沿金属带材2的宽度方向上均匀分布，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。
[0026] 支架4通过连杆6与液压缸5的活塞杆连接，连杆6通过移动副7可上下运动，当 液压缸5的活塞杆完全伸出时，该若干永磁体3仍然与金属带材2间隔设置，且此时每一永 磁体3至金属带材2的距离均相同。于本实施例中，液压缸5为中间摆动式。
[0027] 请同时参阅图3,为本发明的原理图。为了说明方便，建立参考坐标系。设金属带 材2的上表面为XY平面，金属带材2运行方向为X轴正向，Y轴与金属带材2运动方向垂 直，Z轴方向指向金属带材2上方。
[0028] 金属带材2沿箭头所指方向向右运行，金属带材2的表面（单面或双面）有磁场 分布且该磁场固定。由于该磁场和金属带材2间存在相对运动速度，且磁场和金属带材2 间的相对运动速度为X轴方向，根据麦克斯韦电磁场理论以及感应电流的集肤效应，由于 金属带材2切割磁场，因此在金属带材2的表面层产生如图3所示的涡电流，电流密度为
[0029] } = ▽ X Η = ▽ X Β/μ
[0030] 电流在磁场中受到安培力作用
[0031] F = / JXBdV
[0032] 其中，Η-磁场强度，B-磁感应强度，μ-磁导率。
[0033] 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。具体地，磁场的强度越大，金属 带材2中产生的张力越大；在一定范围内，金属带材2中产生的张力和磁场运行速度正相 关；当不需要张力控制时，磁场可快速切除。
[0034] 具体实施时，当金属带材2运行时，若需要为金属带材2提供后张力，则将金属带 材磁场祸流动态张力控制器的液压缸5的活塞杆伸出，使该若干永磁体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5的有杆腔进油，活塞杆收回，永磁体3远离金属带材2,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。
[0035] 可以理解地，该金属带材磁场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5的活塞杆的伸 出量，即控制若干永磁体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。
[0036] 如此，本发明提供的金属带材磁场涡流动态张力控制器属于非接触式张力控制， 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。
[0037] 请参阅图2,为本发明第二实施例提供的金