鋼絲簾布或纖維簾布壓延的操作工藝設計
2015-01-13
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核心提示:橡膠機械網 盡管壓延機的使用已有200年的歷史,但從工藝觀點來看,對壓延過程的集中試驗卻進行的不多。與壓延過程密切有關的是產品質量。壓延制品的寬度上的厚度差別和長度上的厚度變化以及簾線密度分布決定了產品的質量,而對于大尺寸的制品來說,取決于加工參數。如同產品質量與壓延參數的密切關系一樣,。對此,介紹一種有說服力且簡化的壓延機模式。
中國橡膠機械網 盡管壓延機的使用已有200年的歷史,但從工藝觀點來看,對壓延過程的集中試驗卻進行的不多。與壓延過程密切有關的是產品質量。壓延制品的寬度上的厚度差別和長度上的厚度變化以及簾線密度分布決定了產品的質量,而對于大尺寸的制品來說,取決于加工參數。如同產品質量與壓延參數的密切關系一樣,。對此,介紹一種有說服力且簡化的壓延機模式。這種模式說明壓延機輥隙范圍內形成的壓力作為膠料粘度、壓延機輥隙的寬度、壓延速度、壓延機輥隙前后堆積膠的高度以及幾何尺寸的函數。典型的鋼絲壓延與纖維簾布壓延的總體布置可借助壓延機模式的結果加以說明。
兩個輥筒之間的間隙中的流動過程
壓延過程可以作為牽引與壓力流動過程的組合來進行說明。通過壓延機的輥筒轉動,將膠料牽引通過壓延機輥隙。牽引膠片的厚度不僅是由輥筒間隙的凈高來決定,而且也是由膠料的粘彈特性來決定的。
兩個相互并列與相互平行排列布置的輥筒將膠料在壓延機輥隙的狹窄范圍內牽引通過輥隙。這一流動過程在很大程度上是呈收斂式的,這意味著將形成一種較高的壓力。一部分被牽引的膠料將通過流動壓力而被撞回。而輯隙中的壓力將在輥隙中產生一種力,并以此導致了輥筒變形。
有關壓延機輥隙中的流動過程的第一個模式己作過介紹。另外,有一個較精確的模式,其發表比第一個模式更早一些。輥隙中的力是與輥筒之間的間距成反比的,因為膠料具有一種剪切變形的性能。所以看起來這兩個模式似乎是不能實現的。這一段落的目的在于介紹壓延機輥隙中的流動所用的一種模式,而這種模式是從乘寡定律出發的。因此,這種模式仍被看成為等溫線。
從而得出的下列情況是:
·涉及到帶有對稱輥筒的一臺兩輥壓延機;
·輥隙中的力導致輯筒彎曲,使這些輯筒不能轉動;
·膠料具有一致的溫度。加熱可根據膠料的粘度特性確定;
·輥隙中的堆積膠與輥筒的直徑相比是很小的;
·膠料的流變特性可以通過眾所周知的乘冪定律加以說明;
·數值h(x)說明了通過y=0所得的面積與一個輥筒的表面之間的間隙。
輥筒中高度的補償方法
所有的參數對壓延過程和壓延的產品有顯著的影響。而壓延速度似乎對壓延性能的影響很小。盡管對與粘度有關的加熱忽略不計,但可看到,膠料溫度的變化(以及由此產生的不同粘度)將明顯導致產品質量的不均勻性。從模式看出,與粘度值有明顯的關系。
較高的壓力將對鄰近的壓延機輥筒發生作用并導致壓延的產品沿橫向有一定的厚度梯度。
由于粘性力而通過輥筒彎曲所造成輟筒表面的整個移動y(z),用下式能計算出近似值:
式中:E-材料的彈性模數,即輥筒是由此而制造的(這里為210Gpa)
J-輥筒的慣性矩
b-輥筒的邊緣與輥筒軸承邊緣之間的間距
Z-與輥筒心軸平行的坐標與輥筒的邊緣有關
J可通過下式得出:
式中:
Do-壓延機輥筒外徑
Di-壓延機輥筒內徑
由于輥筒彎曲而引起在輥筒之間的凈間隙增大可以完全進行補償,即將外部彎曲力帶到輥筒,心軸的外部兩端上。
如果作用力導致了一輥筒彎曲,即輥筒超過了一定的變形值,則厚度梯度有可能會超過所要求的最大值。這意味著一臺壓延機須用規定的特殊裝置對輥筒彎曲進行補償。這些裝置是:
·輥筒軸交叉調節裝置
·輥筒預彎裝置
·輥筒中高度
由于兩個輥筒的心軸在壓延的膠片表面上相互進行交叉調節,故可以對輥筒彎曲局部進行補償。如果Co表示輥筒軸交叉的調節,則在使用Pythagoras定理的情況下產生輥筒的凈間距YCA(Z)用下式求出:
輥筒W的整個寬度為1600mn,而其外徑D為650mm(內徑D1為350mm)。Z表示與輥筒平行的坐標并且涉及到輥筒的一個邊緣。實際上,輥筒軸交叉的正確調節能夠對通過在輥隙內的力所引起的輥筒變形進行補償。
從理論上講,對輥筒彎曲進行圓滿的補償也可以借助于預彎裝置。如圖2所示。
若使用現代的壓延生產線,則將列出迄今為止兩種方式的補償裝置。
此外,對于寬幅壓延機輥筒的撓度補償,通常是在正常的工作條件下來用中高度。而中高度的特殊細節部分可借助于推薦的理論來了解。由于在壓延機輥隙內的最小作用力是在輥筒之間的較大凈間距的調節情況下,帶有較小堆積膠以較低的壓延速度以及在使用一種具有較低粘度的膠料情況下進行的,故規定的輥筒中高度適用于這些情況。此外,輥筒預彎裝置和輥筒軸交叉調節裝置也適用于對輥筒撓度的補償。
纖維簾布與鋼絲簾布貼膠用一條壓延聯動線從理論分析得出,鋼絲簾布與纖維簾布壓延須符合下列條件:
·恒定與連續向輥隙喂料;
·膠料保持恒定的溫度;
·簾線張力要盡可能低,但也要保持有足夠高的應力,以保證簾線進行均勻的分配;
·至少可以進行三級調節;
·簾線密度用控制裝置;
·補償壓延機輥筒撓度,除了采用預彎裝置和軸交叉調節裝置之外,還應設有輥筒中高度;
·厚度控制裝置;
·應降低張力峰值;
·要避免單個加料之間的膠料粘度的波動;
·要避免在壓延速度中的較強烈的變化。
該壓延生產線的核心部分是S形四輥壓延機。簾線是在中間輥筒間隙內進行貼膠的。兩個膠片將從上輥隙與下輥隙中拉出后通過中間輥隙。一般來說,在2號輥與3號輥設有預彎裝置用于補償在輥隙2中所產生的力:在1號輥和4號輥上設有軸交叉調節裝置。
在壓延機的前輔機上設有蓄布器,以使壓延過程連續進行,即一個簾布卷的末端與新簾布卷的前端相連接。
除輥筒彎曲及在壓延制品上產生不同的厚度差別之外,簾布貼膠時,壓延間隙中會產生較高的壓力,以致使壓延膠片中的簾線會出現不均勻的排列。但應指出的是,壓延對簾布或鋼絲簾布貼膠時所產生的簾線張力是可以避免的。如果處理不好,簾線張力將會導致某些簾線伸長。另外,為了避免出現收縮現象,須將較高張力簾線的貼膠時間盡可能縮短。壓延機前后輔機的主要任務是,使給定的簾線張力保持恒定。為了盡可能使簾線保持較低的張力,簾線張力可分3~5個階段進行調節。在纖維簾布壓延的前輔機上進行一次或兩次調節,在壓延機區段上進行一次調節,在壓延機的后輔機上進行一次或兩次調節。為了使每根鋼絲簾線的張力保持恒定,將鋼絲簾線以卷筒方式單獨進行提供,并把鋼絲簾線放到筒子架室的每個鏡子軸上,鋼絲簾線從導開裝置導開,并采用控制鋼絲簾線導開的制動裝置。
只有在壓延機區段內,簾線才有足夠高的張力,因為要阻止膠料在壓延機輥隙范圍內流動所產生的壓力。對此,可借助于局部較高的簾線張力來獲得均勻的簾線密度。
壓延不同的產品,由于采用了相應的軸交叉調節裝置進行調節,在橫向上無明顯的厚度差別。
兩個輥筒之間的間隙中的流動過程
壓延過程可以作為牽引與壓力流動過程的組合來進行說明。通過壓延機的輥筒轉動,將膠料牽引通過壓延機輥隙。牽引膠片的厚度不僅是由輥筒間隙的凈高來決定,而且也是由膠料的粘彈特性來決定的。
兩個相互并列與相互平行排列布置的輥筒將膠料在壓延機輥隙的狹窄范圍內牽引通過輥隙。這一流動過程在很大程度上是呈收斂式的,這意味著將形成一種較高的壓力。一部分被牽引的膠料將通過流動壓力而被撞回。而輯隙中的壓力將在輥隙中產生一種力,并以此導致了輥筒變形。
有關壓延機輥隙中的流動過程的第一個模式己作過介紹。另外,有一個較精確的模式,其發表比第一個模式更早一些。輥隙中的力是與輥筒之間的間距成反比的,因為膠料具有一種剪切變形的性能。所以看起來這兩個模式似乎是不能實現的。這一段落的目的在于介紹壓延機輥隙中的流動所用的一種模式,而這種模式是從乘寡定律出發的。因此,這種模式仍被看成為等溫線。
從而得出的下列情況是:
·涉及到帶有對稱輥筒的一臺兩輥壓延機;
·輥隙中的力導致輯筒彎曲,使這些輯筒不能轉動;
·膠料具有一致的溫度。加熱可根據膠料的粘度特性確定;
·輥隙中的堆積膠與輥筒的直徑相比是很小的;
·膠料的流變特性可以通過眾所周知的乘冪定律加以說明;
·數值h(x)說明了通過y=0所得的面積與一個輥筒的表面之間的間隙。
輥筒中高度的補償方法
所有的參數對壓延過程和壓延的產品有顯著的影響。而壓延速度似乎對壓延性能的影響很小。盡管對與粘度有關的加熱忽略不計,但可看到,膠料溫度的變化(以及由此產生的不同粘度)將明顯導致產品質量的不均勻性。從模式看出,與粘度值有明顯的關系。
較高的壓力將對鄰近的壓延機輥筒發生作用并導致壓延的產品沿橫向有一定的厚度梯度。
由于粘性力而通過輥筒彎曲所造成輟筒表面的整個移動y(z),用下式能計算出近似值:
式中:E-材料的彈性模數,即輥筒是由此而制造的(這里為210Gpa)
J-輥筒的慣性矩
b-輥筒的邊緣與輥筒軸承邊緣之間的間距
Z-與輥筒心軸平行的坐標與輥筒的邊緣有關
J可通過下式得出:
式中:
Do-壓延機輥筒外徑
Di-壓延機輥筒內徑
由于輥筒彎曲而引起在輥筒之間的凈間隙增大可以完全進行補償,即將外部彎曲力帶到輥筒,心軸的外部兩端上。
如果作用力導致了一輥筒彎曲,即輥筒超過了一定的變形值,則厚度梯度有可能會超過所要求的最大值。這意味著一臺壓延機須用規定的特殊裝置對輥筒彎曲進行補償。這些裝置是:
·輥筒軸交叉調節裝置
·輥筒預彎裝置
·輥筒中高度
由于兩個輥筒的心軸在壓延的膠片表面上相互進行交叉調節,故可以對輥筒彎曲局部進行補償。如果Co表示輥筒軸交叉的調節,則在使用Pythagoras定理的情況下產生輥筒的凈間距YCA(Z)用下式求出:
輥筒W的整個寬度為1600mn,而其外徑D為650mm(內徑D1為350mm)。Z表示與輥筒平行的坐標并且涉及到輥筒的一個邊緣。實際上,輥筒軸交叉的正確調節能夠對通過在輥隙內的力所引起的輥筒變形進行補償。
從理論上講,對輥筒彎曲進行圓滿的補償也可以借助于預彎裝置。如圖2所示。
若使用現代的壓延生產線,則將列出迄今為止兩種方式的補償裝置。
此外,對于寬幅壓延機輥筒的撓度補償,通常是在正常的工作條件下來用中高度。而中高度的特殊細節部分可借助于推薦的理論來了解。由于在壓延機輥隙內的最小作用力是在輥筒之間的較大凈間距的調節情況下,帶有較小堆積膠以較低的壓延速度以及在使用一種具有較低粘度的膠料情況下進行的,故規定的輥筒中高度適用于這些情況。此外,輥筒預彎裝置和輥筒軸交叉調節裝置也適用于對輥筒撓度的補償。
纖維簾布與鋼絲簾布貼膠用一條壓延聯動線從理論分析得出,鋼絲簾布與纖維簾布壓延須符合下列條件:
·恒定與連續向輥隙喂料;
·膠料保持恒定的溫度;
·簾線張力要盡可能低,但也要保持有足夠高的應力,以保證簾線進行均勻的分配;
·至少可以進行三級調節;
·簾線密度用控制裝置;
·補償壓延機輥筒撓度,除了采用預彎裝置和軸交叉調節裝置之外,還應設有輥筒中高度;
·厚度控制裝置;
·應降低張力峰值;
·要避免單個加料之間的膠料粘度的波動;
·要避免在壓延速度中的較強烈的變化。
該壓延生產線的核心部分是S形四輥壓延機。簾線是在中間輥筒間隙內進行貼膠的。兩個膠片將從上輥隙與下輥隙中拉出后通過中間輥隙。一般來說,在2號輥與3號輥設有預彎裝置用于補償在輥隙2中所產生的力:在1號輥和4號輥上設有軸交叉調節裝置。
在壓延機的前輔機上設有蓄布器,以使壓延過程連續進行,即一個簾布卷的末端與新簾布卷的前端相連接。
除輥筒彎曲及在壓延制品上產生不同的厚度差別之外,簾布貼膠時,壓延間隙中會產生較高的壓力,以致使壓延膠片中的簾線會出現不均勻的排列。但應指出的是,壓延對簾布或鋼絲簾布貼膠時所產生的簾線張力是可以避免的。如果處理不好,簾線張力將會導致某些簾線伸長。另外,為了避免出現收縮現象,須將較高張力簾線的貼膠時間盡可能縮短。壓延機前后輔機的主要任務是,使給定的簾線張力保持恒定。為了盡可能使簾線保持較低的張力,簾線張力可分3~5個階段進行調節。在纖維簾布壓延的前輔機上進行一次或兩次調節,在壓延機區段上進行一次調節,在壓延機的后輔機上進行一次或兩次調節。為了使每根鋼絲簾線的張力保持恒定,將鋼絲簾線以卷筒方式單獨進行提供,并把鋼絲簾線放到筒子架室的每個鏡子軸上,鋼絲簾線從導開裝置導開,并采用控制鋼絲簾線導開的制動裝置。
只有在壓延機區段內,簾線才有足夠高的張力,因為要阻止膠料在壓延機輥隙范圍內流動所產生的壓力。對此,可借助于局部較高的簾線張力來獲得均勻的簾線密度。
壓延不同的產品,由于采用了相應的軸交叉調節裝置進行調節,在橫向上無明顯的厚度差別。
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