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1、钢丝帘布或纤维帘布压延的操作工艺设计1.前言 尽管压延机的使用已有200年的历史,但从工艺观点来看,对压延过程的集中试验却进行的不多。 与压延过程密切有关的是产品质量。压延制品的宽度上的厚度差别和长度上的厚度变化以及帘线密度分布决定了产品的质量,而对于大尺寸的制品来说,取决于加工参数。如在轮胎工业中钢丝帘布或纤维帘布贴胶所要求的典型的数据如下:截面厚度:0.4～2.5m宽度:900～1450mm;士0.5mm/m(每米压延的材料在宽度上为0.5mm)孔隙率:不允许气泡:不允许帘线密度帘线的数目:在10cm
2、内为0～150根帘线有缺陷的帘线:对于纤维帘线,在10cm内为3根帘线对于钢丝帘线,在10cm内为1根帘线偏心度:最大为0.01mm面密度:士50g/m帘线应力:达2000kg帘线应力中的差别:在压延方向和垂直方向上为士25kg 如同产品质量与压延参数的密切关系一样,本文以定性方式阐述其目的。对此,介绍一种有说服力且简化的压延机模式。这种模式说明压延机辊隙范围内形成的压力作为胶料粘度、压延机辊隙的宽度、压延速度、压延机辊隙前后堆积胶的高度以及几何尺寸的函数。典型的钢丝压延与纤维帘布压延的总体布置可借助压延机
3、模式的结果加以说明。2.两个辊筒之间的间隙中的流动过程 压延过程可以作为牵引与压力流动过程的组合来进行说明。通过压延机的辊筒转动,将胶料牵引通过压延机辊隙。牵引胶片的厚度不仅是由辊筒间隙的净高来决定,而且也是由胶料的粘弹特性来决定的。在两个相互平行排列的辊筒之间的间隙中的流动过程如图1所示。 两个相互并列与相互平行排列布置的辊筒将胶料在压延机辊隙的狭窄范围内牵引通过辊隙。这一流动过程在很大程度上是呈收敛式的,这意味着将形成一种较高的压力。一部分被牵引的胶料将通过流动压力而被撞回。而辑隙中的压力将在辊隙中产
4、生一种力,并以此导致了辊筒变形。 有关压延机辊隙中的流动过程的第一个模式己作过介绍。另外,有一个较精确的模式,其发表比第一个模式更早一些。辊隙中的力是与辊筒之间的间距成反比的,因为胶料具有一种剪切变形的性能。所以看起来这两个模式似乎是不能实现的。这一段落的目的在于介绍压延机辊隙中的流动所用的一种模式,而这种模式是从乘寡定律出发的。因此,这种模式仍被看成为等温线。从而得出的下列情况是:·涉及到带有对称辊筒的一台两辊压延机;·辊隙中的力导致辑筒弯曲,使这些辑筒不能转动;·胶料具有一致的温度。加热可根据胶料的粘度
5、特性确定;·辊隙中的堆积胶与辊筒的直径相比是很小的;·胶料的流变特性可以通过众所周知的乘幂定律加以说明;·数值h(x)说明了通过y=0所得的面积与一个辊筒的表面之间的间隙。3.辊筒中高度的补偿方法 从图2～图8(略)中清楚地表明,所有的参数对压延过程和压延的产品有显著的影响。而压延速度似乎对压延性能的影响很小。尽管对与粘度有关的加热忽略不计,但可看到,胶料温度的变化(以及由此产生的不同粘度)将明显导致产品质量的不均匀性。从模式看出,与粘度值有明显的关系。 较高的压力将对邻近的压延机辊筒发生作用并导致压延的
6、产品沿横向有一定的厚度梯度。由于粘性力而通过辊筒弯曲所造成辍筒表面的整个移动y(z),用下式能计算出近似值:式中:E-材料的弹性模数,即辊筒是由此而制造的(这里为210Gpa)J-辊筒的惯性矩b-辊筒的边缘与辊筒轴承边缘之间的间距Z-与辊筒心轴平行的坐标与辊筒的边缘有关J可通过下式得出:式中:Do-压延机辊筒外径Di-压延机辊筒内径由于辊筒弯曲而引起在辊筒之间的净间隙增大可以完全进行补偿,即将外部弯曲力带到辊筒,心轴的外部两端上。 如果作用力导致了一辊筒弯曲,即辊筒超过了一定的变形值,则厚度梯度有可能会超过
7、所要求的最大值。这意味着一台压延机须用规定的特殊装置对辊筒弯曲进行补偿。这些装置是:·辊筒轴交叉调节装置·辊筒预弯装置·辊筒中高度 由于两个辊筒的心轴在压延的胶片表面上相互进行交叉调节,故可以对辊筒弯曲局部进行补偿。如果Co表示辊筒轴交叉的调节,则在使用Pythagoras定理的情况下产生辊筒的净间距YCA(Z)用下式求出: 辊筒W的整个宽度为1600mn,而其外径D为650mm(内径D1为350mm)。Z表示与辊筒平行的坐标并且涉及到辊筒的一个边缘。实际上,辊筒轴交叉的正确调节能够对通过在辊隙内的力所引
8、起的辊筒变形进行补偿。从理论上讲,对辊筒弯曲进行圆满的补偿也可以借助于预弯装置。如图2所示。若使用现代的压延生产线,则将列出迄今为止两种方式的补偿装置。 此外,对于宽幅压延机辊筒的挠度补偿,通常是在正常的工作条件下来用中高度。而中高度的特殊细节部分可借助于推荐的理论来了解。由于在压延机辊隙内的最小作用力是在辊筒之间的较大净间距的调节情况下,带有较小堆积胶以较低的压延速度以及在使用一种具有较低粘度的
