压延机的相关知识介绍

        橡胶和塑料行业的发展很迅速，现在我们在市面上看到的  橡胶机和塑料械设备是越来越多了，本文我们主要来介绍其中的一种，下面我们就来说说压延机。

       简介

      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。

      归类

      [1]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。

      组成

      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。

      产品

      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zui小厚度为60m       压成片状，并实现磁粉颗粒的机械取向，提高粘结剂与磁粉颗粒的结合性能。

      机械瓶颈

      对于压延工序，产品外形尺寸、表面质量是其zui重要的控制参数。卷材外形尺寸一般要求沿长度和幅宽方向厚度公差分别为±0.015mm和±0.05mm；表面要求平整、光滑。若达不到这些要求，难以保证后续覆膜时PVC膜与磁板粘合压力均匀一致，影响粘合强度。

      技术背景

      国内粘结铁氧体磁体生产厂家都采用轴瓦结构的压延机，轴瓦材料一般为铜或尼龙，采用黄油润滑。轴瓦易磨损，造成轧辊转动过程中产生径向跳动，很难保证产品尺寸公差。因此，压延机一定要选用精度高的双列向心滚子轴承，并采用稀油润滑，减小轴承磨损，确保磁板沿长度方向厚度公差。

      由于颗粒料流动性较差，尤其是沿幅宽方向受分子间作用力及轧辊挠曲变形的影响，压延出的磁板沿幅宽方向经常会出现中间厚两边薄现象。尺寸超差会造成收卷时卷材中间紧，两边松散。解决厚度超差这个问题可采用结构复杂的倒“L”型四辊压延机。该压延机具有轴交叉和轴预弯曲功能。但该压延机结构复杂、价格昂贵、占地大、维修不便，厂房造价及设备运行费用也较高。因此，我们设计了性能优越的两辊开放式压延机。

      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zui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zui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。

      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。zui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*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，上压延速度普遍达50～90 m/min，个别的已达到115 m/min。对钢丝压延平均速度可达50 m/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30 m/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。

      zui高速度主要根据生产能力的要求确定，zui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*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*部位较慢，两边部位zui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zui大值。

      3）当到达辊距处，即c点处，胶料速度在辊隙*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，zui大值出现在辊距稍前处。

      （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。当辊隙缩小时，辊筒间将产生*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。

      四、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。