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)
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)。
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
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。
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
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。
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.