压延机
Baike · 2010-05-03 08:39 · 25546 次点击
(1)压延机由两个或两个以上的辊筒,按一定形式排列,在一定温度下,将橡胶或塑料压制展延成一定厚度和表面形状的胶片,并可对纤维帘帆布或钢丝帘布进行挂胶的机械。
普通压延机主要由辊筒、机架、辊距调节装置、辊温调节装置、传动装置、润滑系统和控制系统等组成。
精密压延机除了具有普通压延机主要零部件和装置外,增加了保证压延精度的装置。
压型压延机,用以将胶料压成一定厚度和一定断面形状。
万能压延机,能进行擦胶、贴胶和压片各项工作。
实验用压延机,供试验用。
压延机按照辊筒数目可分为两辊、三辊、四辊和五辊压延机等;按照辊筒的排列方式又可分为“L”型、“T”型、“F”型、“Z”型和“S”型等。
(2)压延机的主要特征参数
表征压延机的参数很多,其中主要有辊筒数目及其排列型式、辊筒的直径和长度、辊筒的调速范围、速比和生产能力、压延制品的最小厚度和厚度公差、辊筒的横压力和驱动功率等。
一、辊筒长度和长径比
辊筒的长度和直径是指辊筒工作部分的长度和直径。这是表征压延机规格大小的特征参数。
1、辊筒长度
辊筒长度表征了可压延制品的最大幅度。由于两端需留出挡料板安放的位置,因此,辊筒的有效长度为辊筒长度减去非工作表面长度(约为15%辊筒长度)。
2、辊筒长径比
辊筒工作部分长度和直径的比值叫长径比。辊筒的长径比(或辊筒直径)主要影响压延制品的厚度尺寸精度(异径辊除外)。它除了与压延材料的性能、辊筒的材质与工作部分长度有关外,主要取决于压延制品的质量要求。
3、辊筒直径与横压力和功率、长径比与刚度的关系
辊筒直径与横压力和功率的关系如图所示。辊筒直径越大,横压力越大,所需驱动功率也越大,几乎成直线关系。
辊筒的长径比主要影响辊筒的刚度,图所示为直径φ610mm的辊筒在不同长径比下的刚性比。由图可见,长径比越大,刚性越差。
data/attachment/portal/201111/06/144554dqyd8c78zvgvgtz7.gif辊筒直径与横压力和功率的关系及长径比与刚度的关系
4、辊筒长度、直径和长径比的确定
辊筒长度、直径和长径比主要根据制品的生产工艺要求确定,即根据被加工原料的种类、压延制品的厚度范围和宽度范围、辊筒的压延速度(即产量要求)等要求确定。
为了确保压延制品的厚度尺寸精度,根据生产实践经验,辊筒长径比应限制在下列范围内(异径辊除外):
加工软质料(如橡胶),一般长径比为2.5~2.7。最大不超过3;
加工的硬质料,取长径比为2.0~2.2左右。
辊筒长度、直径的标准系列:φ360×1120;φ450×1200;φ550×1600;φ610×1730;φ710×1800;
二、辊筒速度与速比
压延机辊筒线速度系指辊筒的圆周速度,以“m/min”表示。辊筒的线速度是表征压延机生产能力的一个参数,也是表征压延机先进程度的参数之一。
1、辊筒速度
辊筒速度主要根据压延机的工艺用途和生产的自动化水平来决定。辊筒速度应能满足压延工艺操作的要求,即辊速应是可调的。
近年来,国际上压延速度普遍达50~90m/min,个别的已达到115m/min。对钢丝压延平均速度可达50m/min,在采用冷压延(把压延好的两层胶片直接压贴在无纬钢丝帘布上)时,压延平均速度达30m/min。
2、调速范围
辊筒可以无级变速的范围叫调速范围。由于加工材料品种多、性能差异大,为了既满足生产能力又满足慢速启动及操作的要求,一般要求压延机的调速范围10倍左右。
最高速度主要根据生产能力的要求确定,最低速度主要根据设备启动、操作安全和方便来确定。
3、速比
由于压延时贴胶、擦胶或压片的工艺要求不同,对辊筒的速比要求亦不同,在同一台压延机上不同位置的使用要求的不同,其速比也不同。
辊筒速比与压延工艺、物料性质有关。
1)为排除胶料中的气泡,一般喂料辊都具有速比,常为1:1.1~1:1.5,我国多采用1:1.1~1:1.4。软胶料取小值。
2)对于擦胶作业,为使胶料渗入到纺织物中去,擦胶辊要求有速比。速比越大剪切力越大,擦胶效果越好,但速比过大会损坏纺织物的强度,容易使胶料焦烧。而速比过小则胶料的渗透作用差。一般采用1:1.2~1:1.5,我国多采用1:1.4~1:1.5。
3)对于压片、贴合、贴胶等作业,因主要是要求取得挤压力,故一般采用等速压延,速比为1:1。
4、在选择辊速时要考虑的因素
辊筒速度直接影响压延机的功率消耗和生产能力。辊速越大,则功率与产量越高,对压延机的机械化自动化水平要求也越高。因此,在选择辊速时要考虑:
1)压延的工艺要求;
2)压延机的制造水平;
3)压延机组的自动化水平。
4)辊筒速度应能广泛的平稳地调整;
5)压延时辊速尽可能用高值,这有利于发挥设备能力。
可见辊速的高低标志着压延机组的先进水平。
近年来,由于采用电动机单独地传动每个辊筒,它可使辊筒间的速比在一定范围内(从1:1到高达1:1.3)任意调节,从而可在一台压延机上完成多种作业,这就使机台的适应性更加宽广,并有利于提高辊速。
三、横压力
(一)横压力的特征
1、横压力的概念:胶料通过辊筒间隙时,对辊筒产生径向作用力和切向作用力,径向作用力垂直于辊面,力图将辊筒分开,这个力就叫横压力,也叫分离力。
2、辊筒横压力的特征。
胶料通过压延机辊筒辊隙时,胶料的厚度逐渐由大变小,而压力逐渐上升,如图所示。
1)在a,b区域,胶料通过速度在辊隙中央部位较慢,两边部位最快。但随着胶料前进,这一速度差异逐渐减少。
2)当达到b点时,各部位的速度相同,压力达到最大值。
3)当到达辊距处,即c点处,胶料速度在辊隙中央部位大于辊隙两边部位,压力也就逐渐地下降,胶片厚度增加。
4)直至d点胶片厚度不再增加,胶料对辊筒的压力降为零。
可见,辊隙中胶料的横压力是不均匀的,最大值出现在辊距稍前处。
data/attachment/portal/201111/06/144554r1xxy9mamilk191n.gif胶料通过辊隙的状态
胶料通过辊隙的状态
(二)影响横压力的因素
在压延过程中影响横压力的因素是多方面的,主要方面有:
1、加工胶料的种类和性能;
胶种不同则横压力不同,同种胶料的硬度不同,粘度不同,则横压力不同。硬度、粘度越大,横压力越大。
2、压延制品的厚度;
制品厚度越薄,辊隙越小,分离力越大。当辊隙极端缩小时,辊筒间将产生极大的分离力。这是因为辊隙越小,制品厚度越薄,辊筒间形成刚性挤压,分离力急剧上升。从维护辊筒的观点,这对一般压延成型机是绝对不允许的。
3、辊筒直径和压延宽度。
辊筒直径和压延宽度越大,所产生的横压力也越大。
4、加胶的包角大小(即进料口处存料量);
加胶包角越大,辊筒工作面越大,横压力也就越大。
5、辊筒的速度;
辊筒的速度和横压力的关系比较复杂。
1)辊筒转速增加时,单位时间内压延熔料的数量增加,致使横压力增加;
2)辊筒转速增加,熔料摩擦发热增加,温度上升引起熔料粘度降低,使横压力降低;
3)辊筒转速增加,使压力提高从而使横压力提高等。
所以,辊筒转速和分离力的关系是几个方面的综合结果。经实测,随辊筒转速的增加,横压力的增加比较缓慢。
6、辊筒的温度
辊筒的加工温度越高,材料的粘度越低、流动性越好,产生的横压力也越小。反之则越大。
7、加胶的方法(连续或间歇);
当采用片状或条状料左右摆动式加料时,加料是比较连续均匀的,因此对辊筒的冲击作用较小,横压力的波动较小Z当采用块状加料时,加料是间歇而不均匀的,对辊筒的冲击作用大,横压力的波动也大。
三、功率消耗
1、传动功率:
压延机传动功率系指驱动压延机辊筒所需之功率。其特点如下:
1)传动功率大。由于压延机属重型机械,加上辊筒的转速较高,所以,传动功率是很大的。
2)功率消耗比较稳定。又由于压延机上被加工的胶料已经预热软化,横压力较小,胶料又是一次通过辊距,压延前后胶料的变形又不大,故操作是比较稳定的。因此,压延机电能消耗比较稳定,不像开炼机那样出现高峰负荷。
2、功率计算:
功率消耗也是压延机设计的一个重要参数,很难用理论公式准确地求得。这里简要地介绍几种经验公式近似地计算:
1)单台电动机传动时的功率计算
A、按辊筒线速度计算
N=a?L?v
式中a——计算系数
L——辊筒工作部分长度
v——压延线速度
B.按辊筒数目计算
N=K?L?n
式中K——计算系数
L——辊筒工作部分长度
n——辊筒个数。
以上两式的共同缺点是没有考虑被加工胶料的性质和加工方法,以及辊筒的直径对功率的影响,而它们对功率消耗的影响又是十分大的。可见上述二个公式都是片面的。
C.类比计算
借助已知若干机台特性和功率消耗,计算出计算系数a和K,再用上式计算设计(未知)压延机的功率。
2)多台电动机传动时的功率计算
一台压延机由于各个辊筒所在位置不同,工艺用途不同,转动线速度不同,在压延过程中各辊消耗的功率不同。在一般条件下,进料辊要比贴合辊所消耗的功率大。
A、压延时两辊筒消耗功率与辊筒的线速度成正比
若两辊筒的线速度分别为V1、V2,功率分别为N1、N2,则:
N1/N2==V1/V2
B、贴胶时所消耗的功率仅为总功率的6%
N贴=0.06N总η
式中N贴——贴胶辊功率,
N总——有效总功率,
η----传动总效率。
根据以上两点,就可以计算出各个辊筒所占的功率。
3、塑料机械产品之压延机
塑料机械中压延机通常和物料输送、筛析、计量、捏合和塑炼等先导装置,引离、牵引、压花、冷却、测厚、卷取、截断等后续装置,以及传动、监控和加热装置等组成完整的压延生产线,生产软硬薄膜、片材、人造革、墙纸和铺地卷材等产品。
塑料机械中压延机分类方式有多种,按压辊数分为二辊、三辊、四辊和五辊等类型。按压辊排列形式可分为F、Z、S和L等型。
与其它塑料机械不同,压延机由机架、压辊及其调节装置、传动系统和加热系统等部分组成,机架通常用铸铁制成,直接安装在铸铁或铸钢机座两侧,用以支承压辊轴承、轴交叉或压辊预弯曲装置、压辊调节装置、润滑装置和其它辅助装置。压辊由冷硬铸铁,铸钢制成,其长径比根据压辊材料的弯曲强度选定,约为2.6~3.5。为了补偿压辊受力产生的弯曲变形而造成制品厚度不匀的缺陷,压辊多制成腰鼓形,还可利用辊交叉装置和辊预弯曲装置消除制品的厚度不匀。每个压辊采用单独电动机传动。压辊加热一般采用水蒸气或过热水,要求两端温差不超过1℃。每个压辊均有独立的自动加热系统。现代压延机都使用滚柱轴承代替传统的滑动轴承、以节约能量、提高轴承寿命和制品厚度的精度。
根据压延机规格的不同,所产软聚氯乙烯薄膜厚度也不同,为50~1000m不等,硬聚氯乙烯薄膜的最小厚度为60m