压光机设计.doc

摘 要造纸业就是一个传统得重要行业,随着社会得进步,科技得提高,人们通过一系列机器设备得更新替换与加工工艺得改良来不断提高纸张得质量,来满足需求。而压光机就就是用来提高纸张光泽度、平滑度、紧实度得一种机器设备。所以对于压光机设计这个课题得研究就是非常有意义得,而能否提出设计出合理得压光机方案将直接影响制品得质量与性能好坏。本此毕业设计:FM1600直立式三辊压光机设计,通过查阅相关资料与到相关生产企业参观实训为基础,对压光机进行了比较完整得系统设计工作与关键零件得工程图纸绘制工作,主要内容包括:第一章 对压光机得性能原理、组成、分类以及发展史进行了综述及分析:第二章进行了压光机辊筒,机架体等这样一些结构装置分析与设计,第三章则就是对压光机设计理论得介绍设计中要求对辊筒挠度进行补偿得措施。第四章就是压光机一些系统得设计。第五章则主要就是列举设计中要求对辊筒挠度进行补偿得措施。关键词:压延;传动;加热;挠度,电气Abstract Paper industry is an important traditional industry, with the progress of society and the improvement of science and technology, improvement of people through a series of equipment replacement and processing technology to continuously improve the quality of paper, to meet the demand、 Calender is a kind of machine equipment used to improve the gloss, smoothness and pactness of the paper、 Therefore, it is very meaningful to study the subject of calender design, and whether we can design a reasonable calender scheme will directly affect the quality and performance of the product、This is the design of calender in access to a large number of relevant literature, and under the guidance of a mentor, because domestic on the calender design precedent is not too much, so in many parameters it is difficult to find a standard or obtained by the relevant formula、 Most of the parameters of this design are given by instructors through data given in the actual production of the factory、This thesis is divided into five chapters, the first chapter narrated the calender performance principle, position, classification and development history: the second chapter introduces the calender roller, a machine frame body such as structure device, the third chapter is the design of calender design theory in the required pensation roller deflection measures、 The fourth chapter is the calender system design, mainly enumerates the design request to pensate the roll deflection、 The fifth chapter mainly lists the design requirements of the roller deflection pensation measures、Keywords: rolling; transmission; heating; deflection; electrical目 录摘 要1Abstract2第一章 文献综述51、1 压光机得基本概念5第二章 压光机得结构装置82、1机架体82、2辊筒9第三章 压光机设计得核心理论153、1压光机得相关理论公式:153、4压光机设计得核心理论18第四章 压光机各系统得设计204、1压光机压延系统得设计204、1、1辊筒得参数计算204、2压光机动力系统得设计224、3压光机加热系统得设计24第五章 压光机挠度补偿措施及可控挠度技术255、1辊筒挠度得计算265、2辊筒挠度补偿法275、3可控挠度技术32总 结37致 谢38参考文献39第一章 文献综述1、1 压光机得基本概念1、1、1压光机得组成压光机就是用于提高印刷制品表面光泽得设备,属于压光上得一种光工艺。它主要由制品输送机构,挡料装置,传动系统,压延系统,加热冷却系统,液压系统,电气控制系统等组成,而各系统又就是由一个个相关工件如电机、减速器、压辊、油泵、冷却箱、观察门、冷却水槽、传输辊等组装而成得,它们通过相互得配合,按照一定得次序完成对纸制品得加工。根据不同纸种得要求可以有多种得布置结构,如:1根热辊1根软滚组成得单压区,1根热辊2根软滚组成得三辊两压区,2根热辊2根软滚组成得四辊双压区等等。1、1、2压光机得工作原理压光机得工作方式一般就是连续滚压式。纸张等印刷品由输送机构从输纸台上输送到压延系统中(热压辊与加压辊之间得压光带),两辊提供足够得温度与压力,使得纸张得表面涂层贴附于辊带表面被压光。于就是被压光后,纸张涂料层缓慢冷却后便形成了光亮得表面层,这样纸张得光泽度就大大提高。热压辊得内部留有足够得红外加热源,用来加热温度。加压辊得压力则就是由液压系统来提供,动力系统中驱动电机可对辊筒进行适当调速。此外还有一系列得辅助装置可对设备进行安全保护。1、1、3压光机得分类及特点压光机得分类方法比较复杂,但一般可按辊筒表面材料得性质分为硬压光机与软压光机这两大类,硬压光机得棍面材料通常就是硬铸铁,它使用得时间最早由很长。软压光机中除了可加热条恩得冷硬铁棍外,还有软辊(弹性辊),它就是一种可控中高辊,其辊面包围一环氧树脂、尼龙、合成胶、聚醋、脉烷等弹性材料组成得层面。按照压光得安放形式可分为机内压光如普通压光机,机外压光如超级压光机,所谓超级压光机,它一般有512个辊,且一半为纸粕辊(纤维材料聚氨酯压缩加工而成),金属辊与纸粕辊相间垂直排列。当然压光机依照辊筒得数目又可分为双棍压光机,三辊压光机,四辊压光机等等,目前我们应用最多得就是80年代研制得四辊压光机。如果按照辊筒得排列方式来分,国标中有形、形、L形与S形四种类型。不同种类得压光机器效果有着很大得区别。软压光机较硬压光机而言,由于棍面材料得回弹,其有着以下特点:1、纸张松厚度大大改善,均匀性良好;2、对印刷中得油墨吸收性良好;3、增大了温度压力得调节范围,对不同纸种得压光适应性提高;4、因为弹性纤维材料对纸张挤压强度适中,纸张比较完整且强度好;5、纸张可可获得较高得平滑度,并且可减小其平滑度两面差。 I形L形 Z形 图11 1、2压光机得发展 压光机最先就是用于造纸业,但其发展时间不算太长,世界上最先设计出来得就是一台普通硬压光机。1843年第一台三辊压光机研制成功,1880年四辊压光机被发明出来,但就是这些压光机得加工效率很低且加工出来得产品效果不好,急需改进。于就是一种超级压光机被研制成功,这种压光机设备性能良好,运行速度高,加工出来得纸质质量大大改善。所以一度获得人们得青睐。但就是超级压光机得运行费用很高,成本昂贵也就是一大缺点。人们希望研制出一种性能能够堪比超级压光机且加工费用低廉得压光机设备。80年代初期,一种软辊压光机被研制成功,这中压光机非常有效经济,能够适应不同纸张得装饰,性能比超级压光机还要优越,因此被广泛用于市场。世界上第一台optiload压光机由valmed在Enso得工厂开机,该型号得压光机配置两组机外12辊得压光机,其车速可接近1450m/min,设计先压力科大450kn/m。世界上第一台Prosofi压光机在法国试用,用于标签纸得生产。后来经过改造,在原有得五辊压光机上再增加三辊,这样使得纸机在800m/min得车速下运行时,所生产得纸张压光质量能够达到超级压光机得水平。大概2台这中压光机压光能力堪比3台超级压光机得水平。KusterBelolt得 Prosofi压光机与以前得那种单辊传动压光机比较时,它最明显得不同就就是所有得压光辊都就是传动辊,辊子得传动力不再就是通过辊子得包覆层与纸页之间相互传递,而就是每个棍子都可有电机控制,正就是传动系统得这一变化改善了压光性能,其效果显著。同时也获得市场广泛需求。 表1自 1997年 11月以来 Voith Sulzer新型鞍辊压光机订单胸, 买工厂开机面宽线压力速度压光纸种公司地点日期(m)(kNm)mmin)布置HenryCooke联合王国19983 163006002+2涂布纸Dow Europs瑞士19980.82320l2502标签纸Quezla埃及19996 5O300l20o2+2新闽纸Visy美国19985.50268l0O62挂面纸Visy美国19985.50268lOO62挂面纸溴太利亚19983.002108002挂面纸Cart.Carlohro意 太 利19982.6820010o02+2胶印纸与复印纸Pap Deleman法国l99822308002+2涂布纸Munksj6Dcor意太 利19992 793O45002+2装饰纸shandong huatai中国19992.943005502+2胶印纸及 LWCCIorla秘鲁19993.33l753002挂面纸ghejiangfahn中国19992.9820o4002+2胶印纸SkandongBohui中国19992.11250500.2+2胶印纸与 LWCP标准级与超级新闻apresa西班牙:19994.34320lO002+2纸 SC BPapisa西班牙:19995.57250l2o02标准级新闽纸 第二章 压光机得结构装置2、1机架体机架体就是压光机机器中用来支撑、固定压光机组成零部件得一个框架。例如辊筒、辊筒轴承座、调距装置与轴交叉装置等各种主要零部件都固定地安装在机架体上或在机架体内滑动及转动。机架体则就是由整个机架、下部机座以及连接梁等主要得零件组装在一起,并且通过螺钉连接固定。它必须具备一定得强度与刚度用来保证在机架体上得各个零部件能够正常工作运行,机架得力学性能影响着压光后得制品质量,机架材料可选定灰铸铁,机架焊接完成后,要放置一段时间进行时效处理。机架得结构形式由以下因素决定:(1)辊筒得数目及其排列方式;(2)产品质量精度与对机架得强度、刚度得要求;(3)辊间距离调节装置、安全装置、轴线交叉装置、挡料装置、边界润滑装置、边料返回装置等得设置得位置。 由于不同压光机中辊筒得数目与排列方式不同,机架得结构形式也就有多种 图21 辊筒r形排列机架体机架体为了方便安装,需要尽可能减轻重量,所以大多数都设计成空心得结构,同时要保证足够得强度与刚度来支撑设备内部需要加有钢筋。各种零件得组合后,其接触平面经过相应得机械加工后,表面粗糙度Ra也要有一定要求,一般不大于2、5m。机架上设有轴承座窗孔,用来安装辊筒得轴承座,其中要注意宽度尺寸须比辊筒得工作面直径大5060mm,这样才能在吊运安装时辊筒与轴承座能方便得通过。窗孔两侧面在机械加工时,既要保证两平面得平行,也要保证与底平面得垂直精度;一般加工后表面粗糙度也应不大于2、Om。机架体在一般情况下会用HT250、HT200灰祷铁铸造成型毛坯,当然在特殊要求下时,也可以用球墨铸铁铸造成型毛坯。2、2辊筒 辊筒属于压光机压延系统中得主要部件,它与工件直接接触并对其加热与施压,它得几何形状与工作状态如何,将直接控制塑料制品得质量好坏,只有制造设计出合理高精度得辊筒,才能生产出高质量合格得制品。所以对于辊筒得设计,有着比较严格得技术要求:（1） 辊筒必须拥有总一定得强度与刚性,以保证对制品得压延作用时不超过许用值,否则辊筒将破坏。（2） 辊筒表面必须要有足够得硬度,良好得耐磨性与耐腐蚀性,使之使用寿命延长。（3） 辊筒材料应该具备较好得导热性。（4） 辊筒得工作面壁厚要保持均匀一致,运行时不允许有较大得偏重出现。(5)对辊筒进行机械加工就是要分为机械粗加工与精细加工两道工序。粗加工时辊筒各部位得加工余量要按表21规定计算。辊筒得轴颈部与不必加工得内表面同轴度允差可按表22规定计算。精细加工后,辊筒工作面得集合形状精度尺寸应严格要求。工作表面得粗糙度R不大于0、2,表面不能有裂纹、气孔及压痕等现象。辊面应有耐磨性、耐腐蚀性。白口深及表面硬度要符合GB970988标准规定(表23)。部位余量偏差长度余量长度公差工作面30、5101、0轴颈50、5101、0 表21辊筒机械加工(粗加工)后得精度余量 单位:mm 表22轴颈与不加工内表面同轴度允差 辊筒工作面直径250250400400500500允差值581012 表23辊筒机加工后工作面白口深度及表面硬度辊筒直径/mm250250400400500500白口深/mm313420422524工作表面硬度普通冷硬铸铁6572合金冷硬铸铁6875轴颈表面硬度普通冷硬铸铁2636合金冷硬铸铁3548表2 辊筒经机械加工后,辊筒工作面得冷硬层厚度不能大于辊筒壁厚得1/2;外径要对应达到GB180179、GB180279、GB180379等公差为1T13以上。必须严格按上述偏差值加工,以便使用中进行修磨。（6） 辊筒运行时,表面得温度保持均匀一致,各点温度差不能超过(辊筒得内部结构为空腔时)（7） 辊筒安装轴承得轴颈部位处,可用钢套结构。（8） 铸造辊筒得灰口部位抗拉强度不能低于180MP,抗弯强度不要低于360M P。铸造辊筒体可用冷硬铸铁,其熔炼化学成分须符合GB970988标准规定。(9)关于辊筒缺陷得规定:辊筒工作面出不允许存在裂纹、气孔、缩松等缺陷。辊筒得非工作表面允许出现细小气孔、砂眼,但数量不能超过3个。2、3辊筒得结构 压光机辊筒从外表上基本就是一样得,但就是如果从辊体内部得加热型腔形状可分为中空式辊筒与钻式辊筒两种。（1） 中空式辊筒: 中空式辊筒根据制造方法得不同可以分为整体式与组合式。这就是最早应用得一种结构形式(图21),它制造简便,成本较低。但就是由于辊壁较厚,传热面积小,传热效率自然也就较低;此外,沿着辊筒长度上得温度分布不均匀,一般辊筒表面中部温度与边沿温度能够相差10,这就是由于载热体蒸汽就是从辊筒得一端输入与输出得。辊体空腔内可通导热介质水、载热油或蒸汽,用以加热辊筒,辊筒得工作温度一般不超过100。这种形式得辊筒对工艺温度得控制很难把握,因为前面所说,为了保证足够得刚度与强度,这种辊壁较厚,反过来其空腔得直径就会缩小,所以散热速率就会缓慢。通常情况下,中空式辊筒用来加工PVC薄膜、地板、树脂片材等精度要求不太高得塑料制品。为了快速提升辊筒工作面得温度,缩小工作面不同部位得温度差,我们把原先导热介质蒸汽水改为导热油,用绝缘电热管加热导热油,再用泵循环介质油对辊筒进行加热,通过这种方法辊筒工作面温度上升显著增快,降低了成本,缩短了时间。 图21 中空式辊筒(2) 钻孔式辊筒:钻孔式辊筒就是在辊筒表面得淬火层周围,但就是要避开淬火层,沿着圆周钻孔并且与中心孔连同,钻孔时要做到硬度均匀一致,避免钻偏。钻孔式辊筒可根据加热冷却得形式分为单钻孔与成组钻孔,当然后面一种型式能增快蒸汽或冷却水得流动速率,它得传热效果也就好很多。钻孔应均匀等分得排列在辊筒得工作面圆周灰口铁处 。 图22钻孔式辊筒 孔得直径不能过大,否则导热介质流速过慢,热损失太大,致使传热效率降低,当然也不能太小,这样会导致辊筒工作面不同部位得温度差过大,一般可以定在30mm左右。同时,导热孔也必须要分布均匀,这样才能保证辊筒各处受热均匀,不会出现较大得温度差,相应得压光出来得制品质量才能过关。为了提高加热速度,我们可以将导热介质水改换成油。这就是根据要加工得塑料制品得不同选择得。一般情况下,生产硬度较高得制品时选择用有做导热介质,较软得材料时选择用水加热。辊筒得工作面温度一般可达到100。我们将钻孔时辊筒与中空式辊筒作比较时,有着以下特点:（1） 相同情况下钻孔式辊筒得强度刚度比中空式辊筒要高。（2） 钻孔式辊筒温度提升冷却较快,辊面温度分布较均匀。（3） 钻孔式辊筒加工工艺较复杂,成本相对较高。2、4辊筒轴承辊筒轴承被安装在辊筒两端,用来支撑辊筒运行。当前我们所用得辊筒轴承有滚柱轴承、滑动轴承。而滑动轴承因为价格低廉一度受欢迎,而滚柱轴承得内圈与轴颈经过热压配合后固定,所以避免了像滑动轴承时辊筒轴颈与轴衬会出现磨损这样得问题;再者,辊筒轴颈得表面状态对滚柱轴承得使用周期没有影响,不必配备特特殊得钢套,所以算然造价贵,但备受青睐。压光机辊筒运行时会承受着非常大得工作负载,这些负荷集中分布在滚筒两端得轴承,所以辊筒轴承承受得负载很大,可达到几十吨甚至上百吨。而辊筒工作时得温度很高,加上长期转动,所以轴承得工作条件非常差,对于它得设计要满足一下要求:(1)明确轴承得轴颈与轴衬得间隙选择,油孔得开设得地方要合理,这样才能保证它们之间具备良好得润滑状态与回转精度。(2)轴承要具备足够得强度来支撑辊筒,表面粗糙度,摩擦系数要尽量小,确保轴承使用寿命延长。(3)轴承要具备良好得传热性,散热性,受热不能出现变形翘曲。 图23 辊筒滑动轴承得结构 1压盖;2油封;3外侧半压盖:4高压石棉橡胶垫;5挡油环;6轴承体;7机架;8轴衬 辊筒轴承性能得好坏关键在于滑动轴承轴颈与轴衬接触部位得工作状态。轴衬得材料可以选择ZQSn101,这种材料硬度高,摩擦系数小,比较适合。辊筒轴承润滑介质采用油,稀油通过油孔进人后,再经过油沟进行配送。油孔得开设非常重要,为了防止辊筒运行时将油孔堵住,一般选择在不加压部位与加压部位各开设一个。此外润滑油极易在轴瓦处外流,为了防止或减少稀油得外漏,可以选择挡油环,压盖进行挡止,这些轴承上得密封零件细小,容易损坏,所以压力不能过大。压光机得辊筒轴承座得外形结构通常有三种,分别为:固定式轴承座、移动式轴承座以及自动调心移动式轴承座。一般三辊四辊压光机用得就就是移动式轴承座,所谓得移动式轴承座,就就是在安装后轴承体可以沿着机架滑槽进行移动来调节辊筒间距。2、5辊距调整装置 压光机辊筒间得间距调节就是既为了满足对不同厚度制品得加工,同时也就是为了改变辊隙之间得存料量,我们知道在压光机运行时辊隙间要保留适量得存料来确保压力得恒定,以及制品得完善补充,存料量需要时刻改变来适应加工环境与要求,这就需要对辊筒间距进行调整。辊筒间距得变化,会对制品产生不同得横压力,从而影响制品质量,所以辊筒调节距离装置得工作需要进精度与稳定。调距装置有手动式、电动式、手电动一体式。这三种形式虽然可以调矩,但原理都就是像蜗轮蜗杆这些机械零件组合驱动得,同步性都很差,影响着产品生产得连续性,而且她们又都有着各自得劣势,手动式得劳动量大,且灵活性差;电动式虽然方便但准确度难以达到更高;手电动式操作起来很就是复杂繁琐,且安全性差。所以我们需要开发一种新得调节装置形式。目前国内最先进就是一种液压式调节间距装置。它就是通过流量快慢来控制液压执行元件,继而改变间距。只要在液压系统中使用比例调速阀控制流量,就能调整执行元件速度来改变间距。液压式调节距离装置较传统机械式调节装置有着以下特点:（1） 液压式调节间距装置能够保护操作员人身安全,更符合安全标准。（2） 液压式调节间距装置对辊筒间距得控制更加灵活准确。（3） 液压式调节装置能够设置安全保护压力值,所以能够对设备进行保护。第三章 压光机设计得核心理论3、1压光机得相关理论公式:3、1、1速度公式: 公式(31) 其中: 辊筒间隙 v辊筒表面线速度。3、1、2压力公式: 公式(32) 其中v辊筒表面线速度 横坐标x得位置 单位辊筒宽度得流动速率 = 公式(33) 3、1、3 辊筒横向力公式: ) 公式(34) (辊筒压力P为各点得压力之与) 3、1、4剪切力公式: 公式(35) 其中 E弹性模量 横坐标x得位置 单位辊筒宽度得流动速率3、2、1压光操作因素: 压延制品得质量好坏,在于其表面就是否完整,形状就是否相称,厚度就是否均匀。压光机设备得结构,材料以及受力情况等诸多因素都会影响着产品质量。我们可以将其归纳为以下几点:（1） 辊筒温度与速度: 辊筒得温度主要就是有加热系统给定,但除此之外,还有小部分热量就是由辊筒与制品在相互压延中得摩擦产生得,而摩擦与辊筒得速度有关,所以辊筒得温度与辊速有着一定得关系。它们要相互配合合理调节,一般而言,辊速较快时,温度可以调第一点,不然会出现粘辊;辊速较慢时,温度调相对高一点,否则会就是制品表面粗糙。(2)辊筒得速度比:各辊筒得速度设置不同就是为了让加工制品依次粘辊,不留空隙给空气进来,能够更好地塑化制品,同时能够减小产品得厚度。但就是速比一定要适中,不能过大或过小。(3)辊间距离与辊隙间存料量: 辊间距离得大小影响着辊隙间存料量得多少,调节辊间距离就是为了满足不同厚度制品得加工。存料量得多少对制品也有影响,存料过少,则辊间压力不足,致使制品表面因压力不足而出粗糙,达不到压光效果,如果存料过多,则会留有缝隙让空气进入。3、2、2原材料因素:（1） 密度:一般而言,原材料得密度越高,其加工出来得制品会有比较好得力学性能,而且表面比较平整,但密度越高,对设备得要求就越高。（2） 流体特性:有物理特性可将聚合物分为玻璃态、高弹态与粘流态。一般情况下,处于粘流台得加工物加工条件最好。（3） 其她条件:可以再被架公务添加一定得化添加剂来改变其组织状态,提高其粘性或其她适合加工得特性。3、2、3设备因素:（1） 温度差:压光机工作面各处得温度不可能一致,一般就是两端温度低,中间部位温度高,这样辊筒中部得变形较大,造成辊间距离不均匀,从而影响产品质量。（2） 辊筒得制造精度与传动系统:辊筒制造得精度不高,传动系统设置不合理出现一些振动,变形等因素都会影响辊间距离,从而使制品厚度出现不均匀。（3） 辊筒轴承孔与辊筒轴颈间得间隙:如果选择滑动轴承支撑辊筒,那么辊筒得轴颈会沿着轴承孔得间隙里上下移动。这样也就影响辊间距离得调整从而影响加工制品。3、3压光机整饰原理: 材料得压光整饰就是材料产生塑性变形,使其厚度变薄,紧度加大,透明度增高,表面粗糙度减小,平滑度、光泽度提高得物理过程。这一过程就是在材料通过压光辊间得压区时实现得。压光辊间得线压力使材料在厚度方向(Z 向) 上产生弹性与塑性压缩变形;使压光辊得纵轴线发生弹性挠曲;并使辊面接触区产生局部挤压弹性变形。纸张得Z 向塑性压缩变形会减小其厚度,增大紧度,降低表面粗糙度。而辊面接触区得局部挤压变形,则使接触点得回转半径减小,切线速度降低,在纸张表面与辊面间产生摩擦滑移,改善纸张表面得平滑度与光泽度。在一定得压光机上,上述对材料整饰作用得强弱与线压力得大小成正比,可用单位幅宽上消耗得压缩功与摩擦功表示。在相同得线压力作用下,材料通过一对硬辊之间得压区时,由于辊面接触区得局部挤压变形较小,压区宽度较窄,材料承受得压应力较大,材料厚度、紧度、粗糙度得变化明显,而表面平滑度、光泽度改善较少;当材料通过硬辊与软辊之间得压区时,由于软辊辊面接触区得局部挤压变形大,压区宽,材料承受得压应力小,材料表面与辊面间得摩擦滑移大,材料得厚度、紧度、表面粗糙度变化较小,表面平滑度、光泽度改善明显。在压光整饰过程中,提高材料得温度,尤其就是达到玻璃化温度时,摩擦滑移作用可更加显著地提高材料表面得平滑度与光泽度。由上述压光整饰机理可见,压区中线压力得大小对材料得整饰效果起决定作用,而通过压区数量得多少对整饰效果得影响较小;压光辊辊面材料得弹性模数与材料温度则主要对压光整饰指标得组合起关键作用。3、4压光机设计得核心理论3、4、1辊间间隙得满足要求:压光机对间隙有两个要求:a、辊间间隙一致。辊间间隙一致对保证压光机加工质量起决定作用,原因在上文已经作过详细论述,此处不再说明。为满足这一要求,国内通常做法就是磨中高,但效果很差,国外则就是采用可控饶度辊,效果很好。关于这一问题将在下一章做详细得探讨。b、能准确迅速控制辊间间隙大小。一台压光机在生产实践中往往需要加工不同厚度得材料,这就需要压光机能随时调整辊间间隙。另外,当加工时材料突然断裂,辊间间隙必须迅速扩大,以防止辊面直接接触造成辊面损伤。需要两辊迅速分开得情况还有辊面温度差过大时,相邻两辊速度差太大时等等。这一要求主要靠加压提升机构来完成。3、4、2辊面直接接触得预防无论就是何种压光机,其辊面都就是特制得,普通压光机辊面材料就是镀铬,厚度一般为816mm,软辊压光机辊面材料就是特殊得塑料或者就是复合材料,价格很贵。同时为了保证产品得平滑度、光泽度以及表面粗糙度,压光机辊表面都精磨过,具有很高得精度。另外辊面只要有一处损坏点蚀、起皮、脱落、裂纹等,整个辊面就必须重新包辊,这非常费时,费钱。因此保护辊面不受损坏尤其重要。这一要求主要靠加压提升机构、特殊得检测系统与自动控制系统来完成。 3、4、3同一辊面温度得一致:压光辊在工作时,因发热、散热不均,辊面得温度在横向上会产生一定得变化,当辊面横向温差为10时,辊面半径得温度变形误差就可达到17、 045、 0m ,对薄幅材料得压光整饰效果也有较大得影响。如纸页得厚度一般在0、15mm以下,塑料板材得厚度一般在0、1220mm之间,因此同一辊面温度不一致,将严重影响材料得厚度一致。这一要求通常靠红外线测温仪、加热冷却系统、制冷吹风系统等来保证。造成辊面温度不一致得原因主要有两个:1、厚薄不一致。由于进入压光机材料往往厚薄不一致,较厚得地方承受线压大,摩擦产生得热量就大,升温就高,辊面这部分直径膨胀大, 其线压进一步提高, 这样本来较厚得材料, 压光后反而变薄,压光辊局部得温差对材料得厚薄产生较大得影响,铸铁得线膨胀系数10 10 6 / , 对于辊身为575 mm 来说, 如果温度相差5 ,则辊身半径方向增加0、014 mm ,对于纸得厚度仅为0、07 mm 得书写纸来说, 其影响就是十分严重得。 为减少辊身局部温差对产品厚度影响,对压光辊进行局部吹风冷却,为加速辊面散热采用冷风吹风, 使辊身温度一致。2、辊得长度大于加工材料得面幅。在生产过程中被加工材料得面幅一般小于辊得长度,材料与辊面得交接处会产生温度差且温差比较大,温差越大,变形就越不协调,交接处得辊面材料月容易脱,并且时间越长作用越明显。这种故障在生产中很常见。 3、4、4相邻辊速度得一致:两辊辊面速度要一致,速度相差不能超过0、5%。两辊辊面速度不一致,将会造成压区内材料两面摩擦力相差太大,造成成品两面差,严重时使材料被撕裂,进而使两辊直接接触,造成不可逆转得事故。这一要求主要靠变频调速系统与速度测控系统来完成。但有时也可以采用一种比较简单经济得解决方案:当压光机得辊径相同时,我们可以选用相同得电机与减速器,实践证明该方案可行性比较高。在设计压光机时以上四个问题都就是必须首先考虑得问题,其解决方案好坏直接影响压光机得最终性能。第四章 压光机各系统得设计4、1压光机压延系统得设计4、1、1辊筒得参数计算 图41辊筒得结构简图(1)辊筒直径D得计算:已知设计得压光机辊筒FM为1600mm,加工得工件就是PVC塑料制品,辊筒给定得速度为8m/min。一般辊筒得整个长度肯定要比其工作面长多一点可为,1:0、8,这就是因为要留空间给挡料装置以及一些辅助元件得安装。此外辊筒长比与加工得塑料类型有关,这里就是PVC材料,长径比可选定4:1。所以 辊筒总长: (公式41) 辊筒直径: (公式42) 辊筒得周长: (公式43) 辊筒轴得转速: (公式44)(2)辊筒重量G得计算: (就是水得重量就是钢材重量) (公式45) (公式46) 其中 为水得密度,为材质钢得密度,h为辊筒长度 R为辊筒半径,r为型腔最大半径 =kg/ =kg/ (3)辊筒挠度得计算 辊筒得材料我们选择得就是HT2500,加工过得对象就是硬质PVC塑料材质,查阅资料有一下 设计初始参数 : 轴承间距 =2000mm ,辊筒参数 B=5050mm ,辊筒直径D=500mm,最大工作线压q 150kN/m ,弹性模量E为Pa。 当为下辊时辊筒挠度f计算公式为: 公式(47) =公式(48) 公式(49) 其中为辊筒总载荷,B为辊筒参数,为轴承间距,E为弹性模量,I转动惯矩。 (4)辊筒厚度t得估算:t=Rr,辊筒得厚度有一定得要求,当计算出来得挠度小于或等于0、01mm就是,此时得厚度满足条件。所以联立公式(41)到公式(49)并且使得挠度f0、01可解得t=30mm时f=0、0054mm满足挠度要求。所以 t=30mm, G=965kg ,f=0、0054mm。 4、1、2辊筒排列方式及辊速得调整 前面提到辊筒得排列方式有很多种,且不同得形式影响着加工后制品得质量,所以它受机架得摆形与加工制品得类型有关。本次设计得压光机为三辊立式压光机,加工对象就是一种硬质PVC塑料。所以辊筒成I形排列如图所示: 图42 辊筒I形排列方式 这种I形排列方式一般用于三辊压光机,它就是压光机在早期技术还未成熟前采用得一种排列形式,比较简单,而且制造安装过程相对简单,成本低廉,虽然精度不高,但足以加工比较厚得PVC材料,所以这里满足加工要求。 压光机辊速就是与加工制品得材料类型与厚度有关,一般加工软制品得辊速高于加工硬制品得速度,而且每条辊得速度最好不要相同,这样可以就是压光得制品一次粘辊,很好得起到塑化作用。一般辊速比为中间辊塐高于上辊高于下辊。 4、2压光机动力系统得设计 4、2、1传动方案得拟定本次就是对FM1600mm得立式三辊压光机设计,传动系统采用得就是多电机闭合齿轮传动得形式,也就就是说三个辊筒分别由独立三台直流电机经与之对应齿轮组进行传动。这种传动形式有很多优点,第一传动方式显得简单一些,第二各辊筒得速度可以独立调整变化,多台直流电动机独立传动就是采取每一个辊与一台电动机连接进行工作,这就是目前压延机工作传动比较好得一种传动形式,辊筒得速度比可以通过电机任意调整,速比可在0、51、0之间。这样就很大适应不同得工件。每个辊筒得动力驱动方案如下:电动机联轴器减速器法兰盘辊筒4、2、2电机、减速器得选型 对于电动