压延机概述

1第一章压延设备第一节：压延机概述一、压延机的用途、种类及规格表示压延机是一种比较精密的通用橡胶机械，在橡胶工业中主要用于压延胶片、胶板以及纺织物和钢丝帘布的贴胶、擦胶等；橡胶压延机有两辊、三辊、四辊和五辊等多种，但应用最多的是三辊和四辊压延机，三辊的用来出片、单面擦胶或贴胶，或两台串联进行双面贴胶；四辊则广泛应用于轮胎厂中做帘布双面贴胶，而五辊目前已很少采用。压延机的规格过去用辊筒的外直径和长度及辊筒数目来表示，如φ230×635×4，不表示辊筒直径为230毫米，辊筒长度为635毫米的四辊压延机。目前生产的压延机，已规定了直径和长度的比例关系（即规定长度与直径比在2.6~3之间），故压延机的规格仅用辊筒长度表示，并在长度前面冠以符号以表示为何种类型。如XY4F-1730，X表示橡胶类，Y表示压延机，4表示四辊压延机，F表示辊筒的排列型式为F型（或成倒L型），1730表示辊筒长度为1730毫米。二、压延机的工作原理压延机的工作原理与开炼机大致相同。具有一定温度和可塑度的胶料喂入两个相向回转的辊筒间时，在摩擦力的作用下，胶料被拉入辊距中，由于辊距断面的逐渐变小，使胶料受到强烈的挤压而延展成型。通常许多压延工艺要求配对的辊筒在一定的速比下工作，使胶料进一步混炼、捏合和增加可塑度，最后通过最小辊距，被压延成具有一定厚度和宽度的胶片。压延机除了将胶料压成胶片外，有的工艺还需要在辊筒挤压力的作用下，把胶片挤压在纺织物上（贴胶或擦胶）或钢丝帘布上，有的需要压成一定的花纹和形状（压型），还有的需要将多层胶片粘合在一起。2压延机必要的工作条件是：1、胶料与辊筒的摩擦角必须大于辊筒的接触角，这样，胶料才能被拉入辊距中去。压延机在一般操作时，辊筒间的堆积胶较少，且供料均匀，接触角远比摩擦角小，故在一般情况下，胶料均能拉入辊距中延展成型。2、辊筒的速比应在一定的范围内，速比过大，摩擦生热太多，若导出不及时，会引起胶料胶烧；若速比过小，则剪切作用小，胶料塑炼匀化效果不好，影响压延质量。根据实践经验，在成型前的压延速比一般在1.3~1.5左右为宜。3、为了保证压延制品的密致性，按胶料及产品的要求不同，胶料要通过一个或多个辊距。三、主要性能参数1、辊筒工作部分直径与长度辊筒是压延机主要零件，其工作部分直径与长度表示机器的规格，也标志着机器能够加工的最大幅宽及其生产能力。辊筒工作部分长度L与直径D之比L/D称之为长径比。长径比是反映辊筒刚度的一个重要数据。它与横压力、电机功率及压延精度有密切关系。长径比过大，辊筒的刚度低，影响压延制品厚度的均匀。长径比过小，压延机能加工的幅宽减小，且横压力与功率随着辊筒直径增加也相应增大。一般根据压延制品的幅宽以及胶料的性质确定辊筒的工作宽度及合理长径比，然后再确定辊筒直径。压延制品最大幅宽与辊筒工作部分长度比值一般为0.8~0.9。辊筒的长径比一般为2.5~3，个别的达到3.4。胶料硬度大或横压力较大者，长径比应取小值，反之应取大值。现有的各种橡胶压延机之各个辊筒直径都是相等的。由于对压延制品的幅3宽及精度要求的提高，为保证辊筒的刚度，必须增大辊筒直径，这样，辊筒的横压力、传动功率、机械结构都要相应增大。为了既满足压延制品幅宽增加的要求，又不使受力较小的辊筒直径增大，于是就出现了大、小直径辊筒搭配使用的压延机。在堆积胶高度相同的情况下，大、小辊筒搭配的堆积胶体积，要比两个直径相同辊筒的堆积胶体积少30%，因而，横压力、传动功率也相应减小，而胶料的导入角却增大了，增加了对胶料的挤压力，提高了压延质量。2、辊筒的线速度与速比辊筒线速度一般指压延出制品的辊筒（三辊为2#辊，四辊为3#辊）圆周速度，它是衡量压延机水平和生产能力的一个重要参数。一般来说，压延机的最低速度应按慢速起动、操作调整的方便与安全（如递布、引头等）的需要而确定，通常在3~10米/分范围内选用。最高速度应按生产率和整个联动机组的工作情况来确定。辊筒线速度一般应有较大的调节范围，且能无级调速。辊筒速比与压延工艺、操作方法及胶料性能等因素有关。对于压片、压型、贴合、贴胶等作业，常采用速比1：1的等速压延。为了增加胶料的可塑度，清除胶料中的气泡，一般喂料辊筒采用1：1.2~1：1.5的速比，对于软胶料取小值，硬胶料取大值。为了使胶料能够渗透到纺织物中去，擦胶作业的速比一般在1：1.3~1：1.5之间。速比越大，剪切力越大，擦胶效果越好，但速比过大会损伤纺织品，并易引起胶料焦烧以及辊筒轴承的负荷急剧增加。速比太小，渗透作用小，并易导致包辊胶脱辊，使得操作困难。对于质地坚实的厚帆布来说擦胶可选用1：1.5速比，对于薄而强度低的织物可选用1：1.3~1：1.4的速比。为了适应多种工艺的要求，辊筒速比最好能在1：1~1：1.5的范围内无级调节。第二节：压延机的基本结构4一、辊筒辊筒是压延机的主要工作零件，直接影响压延制品的质量和产量，因而必须具有工作表面硬度高、耐磨、有足够的刚度和硬度、导热性能好、传热面积大以及较高的加工精度等特点。1、材料和技术要求压延机辊筒材料与开炼机基本相同，一般采用表面硬度高，芯部有一定强度与韧性的冷硬铸铁，也有采用铸钢、锻钢以及外表用硬质钢（淬硬钢、高合金钢）、芯部用软质钢（铸钢、低合金钢）等复合材料制成的辊筒，国内主要用冷硬铸铁。2、辊筒技术要求A、冷硬辊筒工作部分硬度及白口深度规格项目φ230×630φ360×1120φ450×1200φ550×1600φ610×1730φ700×1800白口深度，毫米3~125~205~246~156~256~15工作表面硬度HS68~7568~7568~7568~7568~7568~75轴颈表面硬度HS68~7568~7568~7568~7568~7568~75B、辊筒非冷硬层材料的机械性能：抗拉强度极限不低于20公斤/毫米²；抗弯强度极限不低于40公斤/毫米²。C、辊筒不允许存在裂纹。在非工作区范围内，直径2毫米以下的气孔、5砂眼不得超过三处。刻花、压型辊筒工作表面不准有任何的缺陷。工作表面及两端轴颈光洁度不低于▽7。D、辊筒工作面外径的锥形度不大于0.03/1000，不直度不大于0.01，工作面对轴颈的不同轴度不大于0.01，两端轴颈的不圆度不大于0.01，轴颈的锥型度不大于其尺寸公差的1/3。E、辊筒内孔应经机械加工，加工后应作水压试验，试验压力为工作压力的1.25倍，试压10分钟，不得有渗漏。3、结构与各部分尺寸压延机辊筒除了常用的中空结构外，另有一种沿工作表面钻孔的钻孔辊筒。辊筒表面形状除了压型、压花辊外，一般均为光滑表面。中空辊筒有整体式及组合式两种。组合式辊筒的筒体用离心法铸造，两端轴颈用锻钢或铸铁加工后镶装。中空辊结构简单，制造容易，成本低，可应用简便的加热冷却装置，是使用最早最广泛的一种辊筒。但它的辊壁较厚，传热面积小，导热效果差，在辊筒线速度高于临界速度时，辊面温差有时大于10℃，故只使用于一般低速压延机。钻孔辊筒在辊筒工作部分表面冷硬层附近，沿圆周有多个孔洞，与中心孔接通。根据与中心孔相连接的斜孔的分布情况，又将钻孔辊筒分为单钻孔及成组钻孔两种，成组钻孔辊筒是每3~5个孔组成一组，与中心孔相通。钻孔辊筒的传热面积大，钻孔距离工作面近，传热效率高，一般采用热水或热油循环加热和冷却，辊面温度均匀，温差可大±1℃，加热、冷却反应迅速，易于实现辊筒温度自动控制，是提高压延制品精度和辊筒线速度的关键，特别是成组钻孔辊筒更具有减少辊筒两端斜孔数量、提高加热与冷却介质流速等优点，被优先采用。6二、辊筒轴承辊筒轴承有滑动轴承跟滚动轴承两种。1、滑动轴承由于结构简单、制造方便、材料易得，在压延机辊筒轴承上获得了广泛的应用。滑动轴承主要由轴承体、轴衬、压盖及密封端盖组成。一般采用压力循环稀油润滑，为防止润滑油泄露，在辊筒轴颈上装有内、外侧挡油环及密封圈。在轴承体上有集油槽，将泄出的润滑油聚集，经油管返回油箱。辊筒滑动轴承的轴颈与轴衬的配合间隙除保证润滑需要的工作间隙外，还要考虑热膨胀及机械加工误差的影响。压延机辊筒轴承由于工作载荷大，转速低，温度高，故需要采用承压能力大，强度高、耐磨耗及散热性能好的轴衬材料。通常广泛采用的轴衬材料有：ZQSn10-1,ZQPb12-8（即ZQSn8-12）等铸造用锡青铜。轴承体采用优质铸铁（如HT20-40、HT25-47）或铸钢制成，铸后经人工时效处理。轴承两端密封圈一般采用油毛毡，再用压板压紧。为避免毛毡在使用中变硬失去弹性，最好在装入之前，用甲基硅浸泡。2、滚动轴承压延机辊筒采用滚动轴承有如下优点：A、无轴颈的磨损及拉伤问题，轴颈的表面状况对轴承寿命无影响，不必镶钢套；B、滚动摩擦代替了滑动摩擦，可节省功率消耗10~20%左右；C、减少辊筒回转时产生的偏心及浮动；D、承载能力大，寿命长，减少维护费用。缺点是滚动轴承制造困难，成本高。在选用滚动轴承时，应注意在工作时加热后还应保持适当的间隙，并应使装在辊筒两端的轴承间隙一致。三、机架机架的结构型式根据辊筒数量及排列型式不同而异。但各种型式的机架为7保持有较大的刚度和强度，一般均制成封闭式空心框架。机架的材料一般均采用强度高、抗震性能好的灰铸铁，偶有采用铸钢或球墨铸铁者。个别大型特殊用途机架采用厚钢板焊接，但都必须经过充分消除内应力处理，以免变形。常用的灰铸铁牌号有HT20-40，GT25-47等。四、辊距调节装置简称调距装置。压延机的辊距调节范围根据用途一般在0.1~10毫米之间，个别特殊用途的压延机可达30毫米。调距装置装设在左右机架需要移动辊距的部位，与两端辊筒轴承体相连，调节时须做到操作灵活、方便、准确可靠。调距装置的结构根据驱动型式可分为手动、电动与液压等数种。1、手动调距装置的特点是构造简单，制作容易，但操作不便，仅在小规格压延机上使用。2、电动调距装置是目前使用最广泛的一种调距装置，根据其传动方式的不同又可分为集中传动（整台压延机各辊筒的调距采用一套电机和减速装置）和单独传动（每个调距端配用一套电机及减速装置）两种。3、带有安全垫片的调距装置压延机的过载保护除电气控制系统外，一般是将调距螺母采用较小的安全系数，使过载时较其它重要零件先行损坏。但有的压延机为了减少拆装调距螺母的麻烦，象开炼机一样，在调距螺杆与轴承体之间装有一个安全垫片，过载时先损坏安全垫片。安全垫片一般用铸铁等脆性材料制成，以辊筒所受最大横压力的一半作为其剪切力，并应对每炉材料进行剪切试验，以确定其厚度。4、液压调距装置液压调距装置是近几年发展起来的一种新型调距装置。采用液压传动代替机械传动可使辊筒很快的前移或后退（在一秒钟内可移动9.5毫米）。这种装8置的调节速度比为60：1。调节系统内设有一个测距仪，控制最小辊距的位置。当步进电机发出一个脉冲信号时，辊筒便移动0.0025毫米，因此可以平滑调节辊筒的移动量。当辊筒达到测距仪预定位置时，便发出信号，保证机器安全。五、辊筒轴交叉装置1、装设位置轴交叉装置装设的位置和交叉方向与压延机的辊筒数量、用途及辊筒排列型式有关。三辊压延机一般设在喂料辊（1#辊）上，但也有设置在下辊（3#辊）上的。四辊压延机多用于双面贴胶作业，故设置在1#和4#辊上。2、结构形式六、辊筒温度调节装置1、调温要求各种压延作业都需在一定的温度下进行。辊温的变化或不均对压延质量有很大的影响。不同品质的胶料和不同的工艺方法对辊面温度要求是不同的，大多数压延温度在50℃~120℃之间，个别的达150℃。在压延作业中不仅要设法维持工艺上所需要的辊温，而且应力求使整个工作面温度均匀一致。因此，压延机应设置一套灵敏、效果好和操作方便的温度调节装置。2、加热冷却的方式和结构类型根据辊筒的结构，常用的加热冷却方式有：（1）、蒸汽加热水冷却；（2）、电极加热水冷却；（3）、蒸汽和电加热并用；（4）、介质循环加热与冷却（过热水和热油）等。与此相对应，常用的加热冷却装置有下列几种：A、蒸汽加热冷却装置蒸汽或冷却水通过阀门和旋转接头进入装在辊筒内腔中开有许多小孔的长管内，并由小孔喷出，加热或冷却辊面。泛水从辊筒内腔经旋转接头排出。