陳 強(qiáng)，武建新，邱毅清，張 涵，陳佳旭

(1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 機(jī)械學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051； 2.內(nèi)蒙古大唐國(guó)際再生資源有限公司,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051)

0 引 言

鋼鐵行業(yè)時(shí)時(shí)刻刻影響著一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并且周期波動(dòng)明顯，一直以來(lái)，鋼鐵的銹蝕使得大批的鋼鐵廢棄，失去它的價(jià)值，盡管通常大多數(shù)是化學(xué)或電化學(xué)的過(guò)程，但是物理與機(jī)械因素的作用也不能忽視。因此，在鋼鐵的表面貼上一層塑料膜來(lái)預(yù)防和保護(hù)鋼鐵顯得尤為重要[1]。目前，我國(guó)貼膜機(jī)的行業(yè)仍處于發(fā)展摸索的階段，貼膜的速度緩慢，準(zhǔn)確度和效率很低，設(shè)備體積龐大笨重，因此，有待于進(jìn)一步的完善和改進(jìn)。

1 貼膜機(jī)的工作原理

軋制貼膜機(jī)的工作原理是根據(jù)圖1板料進(jìn)板方向通過(guò)機(jī)架和運(yùn)送帶將塑料薄膜拉緊，上下兩成膜同時(shí)輸送，然后塑料薄膜慢慢卷到壓膜輥上，兩壓膜輥同步旋轉(zhuǎn)，鋼板處于兩壓膜輥的間隙之間，通過(guò)互相擠壓鋼帶，將保護(hù)膜平穩(wěn)的壓展的鋼板上。貼膜過(guò)程中因?yàn)轭A(yù)先會(huì)除塵和除靜電，這樣可保證全程塑料膜不會(huì)產(chǎn)生變形或貼不平整而產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象[2]。

貼膜機(jī)工作之前必須先“清洗”鋼材板料表面，在貼保護(hù)膜之前，可以做到除靜電和除塵的效果，避免事后產(chǎn)生氣泡浪費(fèi)材料等情況。待兩個(gè)壓膜輥同步旋轉(zhuǎn)，即可以同時(shí)給鋼板上下表面貼一層塑料薄膜，通過(guò)旋轉(zhuǎn)張進(jìn)塑料薄膜使塑料膜保持平直，上下壓膜輥都是向鋼板上壓一層，下壓一層塑料膜，對(duì)于后期價(jià)格昂貴的維護(hù)起到了節(jié)省成本的作用。

圖1 鋼板的貼膜簡(jiǎn)圖

2 軋制貼膜機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案

2.1 貼膜機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

到目前為止，除了手工貼膜作業(yè)外，我國(guó)市面上目前已有兩種設(shè)備，專為板材貼膜加工而設(shè)。其中，半自動(dòng)貼膜機(jī)是一種只能把塑料薄膜貼到指定位置的機(jī)器，半自動(dòng)運(yùn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中需要人為的操作，半自動(dòng)行業(yè)的組裝線常常用到這種設(shè)備機(jī)器，但由于沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化而只能用于小規(guī)模生產(chǎn)。另一種為自動(dòng)貼膜機(jī)，此設(shè)備可實(shí)現(xiàn)全程數(shù)控自動(dòng)化操作，節(jié)省人力物力是自動(dòng)貼膜機(jī)的顯著優(yōu)勢(shì)，但設(shè)備體型龐大，占地面積大只能用于大型廠房使用。

2.2 貼膜機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

生產(chǎn)過(guò)程中工序安排的好壞有時(shí)將會(huì)直接影響系統(tǒng)的各個(gè)方面，對(duì)于預(yù)防和保護(hù)鋼鐵板材的的流水線生產(chǎn)線路布置至為重要[3]，當(dāng)板材上料以后，通過(guò)開(kāi)卷機(jī)送料到達(dá)切邊機(jī)，切割為規(guī)定大小后，由壓毛刺機(jī)去除毛刺，再進(jìn)行表面除塵和去除靜電以供后續(xù)貼膜使用。因此，貼膜機(jī)的加工處理對(duì)于表面處理機(jī)和卷取機(jī)的設(shè)計(jì)和流水作業(yè)影響很大。

圖2 生產(chǎn)線路布置圖

結(jié)合以上兩種設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征與工作特點(diǎn)，可設(shè)計(jì)出新型的軋制貼膜機(jī)(見(jiàn)圖3)以供工業(yè)貼膜生產(chǎn)使用。設(shè)計(jì)的軋制貼膜機(jī)最主要是給鋼板上貼塑料膜的全自動(dòng)貼膜機(jī)[4]。此設(shè)備主要是由伺服電動(dòng)機(jī)，機(jī)座，軸承座，支架及上下壓膜輥，液壓閥和其他各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)件的(地腳螺栓、銷(xiāo)、軸等)相互組裝而成。

圖3 貼膜機(jī)的總體結(jié)構(gòu)三視圖

3 軋制貼膜機(jī)的控制傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)貼膜機(jī)的功能與特點(diǎn)，將主要設(shè)計(jì)三大控制回路：①平衡回路，防止氣(液)壓缸在自重的作用下會(huì)超速下降，即安全自鎖回路；②位置控制回路，使軋制貼膜機(jī)軋輥起落范圍實(shí)現(xiàn)限位調(diào)節(jié)控制；③同步回路，使貼膜機(jī)軋輥的兩端起落氣(液)壓缸做同步動(dòng)作。

根據(jù)液壓系統(tǒng)的清潔性和安全性，選擇傳遞介質(zhì)為空氣。通過(guò)液壓系統(tǒng)基本回路的分析及示例的選擇，實(shí)際運(yùn)行速度為0.1～0.2 m/s，沒(méi)有特別要求，此缸運(yùn)行穩(wěn)定，初選活塞桿通過(guò)0.1 m/s的速度伸出

去，因?yàn)橛墟i緊裝置，可以選活塞桿返回的時(shí)速度是0.2 m/s，以上均符合要求。 考慮到各方面的安全因素可制定如圖4所示的軋制貼膜機(jī)液壓缸系統(tǒng)回路原理圖。

壓膜輥間隙的控制就是靠液壓系統(tǒng)的拉伸和下降來(lái)調(diào)節(jié)控制的。液壓系統(tǒng)中用到的氣壓泵，濾氣器、油霧器、電磁閥、壓力計(jì)、調(diào)壓閥、減壓閥，閥門(mén)和其他管道在設(shè)計(jì)中都是采用的通用元件，這樣的話使設(shè)計(jì)的周期縮短，降低成本[5]。

圖4 液壓系統(tǒng)圖

為了考慮到機(jī)器的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，避免在規(guī)定的使用時(shí)限內(nèi)失效，要做到定期檢查與維修，保證完成工作任務(wù)的前提下正常運(yùn)行。

4 結(jié) 語(yǔ)

用于板材的軋制貼膜機(jī)的設(shè)計(jì)具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、輕巧的體型、平穩(wěn)的運(yùn)行和易于操作控制的控制系統(tǒng)等特點(diǎn)。因此，應(yīng)該盡快改進(jìn)已有實(shí)驗(yàn)試用設(shè)備，投入實(shí)際生產(chǎn)，加強(qiáng)成熟技術(shù)的推廣應(yīng)用，向著更加的優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、環(huán)保、高端、和高效率、低成本的方向進(jìn)一步發(fā)展。

[1] 于愛(ài)群,張玉書(shū).不銹鋼板表面保護(hù)工藝[J].機(jī)械工藝師,1988(1):30.

[2] 許東升.熱貼膜彩板的生產(chǎn)和控制原理[J].安徽冶金,2007(2):40-43.

[3] 楊 育.設(shè)施規(guī)劃[M].北京:科學(xué)出版社,2010.

[4] 濮良貴,陳國(guó)定，吳麗言,等.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2013.

[5] 王 健,崔廣臣.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2015.