辊涂机改进设计研究

薛　辉（北京鞍信天硕工程技术有限公司，北京　100070）



辊涂机改进设计研究

薛辉
（北京鞍信天硕工程技术有限公司，北京100070）

摘要：辊涂机漆耗小、生产效率高、操作简单、维护方便，常被用作带钢涂层生产线中。辊涂机的性能决定了材料表面的涂层厚度和涂层均匀度，对机组作业效率影响重大。随着科学技术的发展，辊涂机也有了新的发展。本文通过了解辊涂机的外观结构、工作原理、辊涂工艺，对新型辊涂机的主要改进方向进行了介绍，探讨未来辊涂机发展。

关键词：辊涂机；辊涂工艺；涂料漆层厚度；料盘机构；改进设计

0. 前言

辊涂机是带钢涂层生产线的关键设备，决定了材料表面的涂层厚度和涂层均匀度，对机组作业效率影响重大。而且辊涂机操作简便、工艺灵活、节省涂料、性质稳定，是目前最为常见、使用最为广泛的涂覆设备。按辊涂方法辊涂机可分为正向辊涂机、反向辊涂机、二辊式辊涂机和三辊式辊涂机等。辊涂机的辊涂法也有多种类型：自然反转法、全反转法、自然辊涂法等。在进行辊涂机及辊涂法选择时，应根据具体工艺要求来进行选择。

图2

1. 辊涂机的外观结构与工作原理

辊涂机是一组使用回转辊筒将涂料涂布到平面材料上的装置。辊涂机的漆耗小、生产效率高、操作简单、维护方便，常与其他机构共同组成自动化生产线。辊涂机由安全拉杆、正面升降料盘机构、背面升降料盘机构、正面涂敷机构、背面涂敷机构、顶托机构、支撑辊机构、同步机构以及辊面清理机构等组成。图1即为市面上较常见的辊涂机。

辊涂机以转辊为涂料载体，涂料借助转辊的转动过程与需要辊涂的平面材料接触，并涂敷在材料表面。辊涂机工作时，转辊与带钢平行紧靠，同时匀速向内旋转，此时两者中间会产生一个V形空间，涂料就在此处均匀的流到平面材料上去。再通过调节辊、钢之间压力，控制粘附在转辊上的涂料厚度和均匀度。

图1

2. 辊涂作业工艺

根据涂辊与带钢运行方向的不同，将辊涂机的辊涂工艺分为顺涂法和逆涂法两种，如图2所示。顺涂法，涂覆辊与带钢在接触处切线速度方向一致；逆涂法，涂覆辊与带钢在接触处切线速度方向相反。由于两种辊涂工艺的涂料运行方式不同，造成辊与辊、辊与带钢间摩擦力矩不同，涂料涂覆效果也有多不同，对比两种工艺的作业效果可以发现，顺涂法较逆涂法所辊涂的漆膜厚度更小。因此在选择辊涂工艺时，应根据辊涂材料的实际要求，提高辊涂效率，降低投资成本。

3. 辊涂机的改进设计方案

随着科学技术的不断发展，各类先进技术也逐渐进入辊涂机机构组件之中，传感装置、机械材料等新兴技术的使用也为辊涂机的改进和发展创造了条件。从方便操作、稳定性能、灵活设置等人性化角度对辊涂机进行了改进，图3即为改进后的辊涂机组成机构示意图。

图3

3.1辊涂机的安全保护

辊涂机为连续作业设备，需要操作人员24小时不间断控制，尽管有安全教育和措施，但长时间工作也会增加各类意外事故的发生几率。改进后的辊涂机专门就安全防护问题进行了设计，在出入口位置增设安全拉杆，紧急情况发生时，拽动安全拉绳，使设备紧急停止，保证操作人员安全，体现了新设计方案的人性化特点。

3.2料盘机构要升降自如

该设计在辊涂机的正面和背面的涂覆机构上都装有一套供漆料盘，如图4所示。这种供漆料盘机构可通过蜗轮蜗杆的升降来调节漆盘高度，根据实际情况设置液位，满足更多工艺要求，提高辊涂机涂层质量与效率。停机检修时，也可以降下漆盘，并由轨道从辊涂机本体退出，方便换漆操作，节约清洗和维修的时间。

图4

3.3顶托机构要简便操作

旧式辊涂机在停机时为保护辊涂辊不受伤害，需要带钢与辊涂辊之间相互脱离，正面涂敷机借助构油缸实现同步，背面涂敷机构则靠顶托机构保持带钢使与辊涂辊的分离，在辊涂机工作时，由于基板质量的差异，产生浪边、瓢曲、边裂、镰刀弯等问题，背面涂敷机构发生漏涂等。改进后的辊涂机通过灵活调整顶托辊的位置，有效解决了漏涂和漆膜不均匀的问题。新型顶托机构有液压油缸式和气缸式两种驱动方式，靠齿轮齿条的上下运动进行位置调节，操作和维护操作都极为简单，更方便用户使用。图5即为新型顶托机构模式图。

图5

3.4可精确把握涂料的漆层厚度

漆膜厚度与漆膜均匀性是辊涂工艺的关键，影响漆层厚度的机构作用有涂敷辊对基材表面的压力（即两者间隙）、涂敷辊与基材间的速度差。旧式辊涂机依靠操作人员凭经验，通过蜗轮蜗杆机构对涂敷辊与基材表面间的压力进行调节，对操作人员技术能力要求极高。改进后的辊涂机，在涂头移动架与调节机构间加装了压力传感装置，将涂敷辊与基材表面之间的压力显示在显示屏上，进行实时观察、及时调节，精确控制涂料的漆层厚度。涂敷辊与基材之间的速度差可以在辊与辊、带钢之间形成剪切力，速度差越大剪切力越大，涂料的瞬间黏度越低，有利于涂料流动成膜，提高漆膜均匀性。但涂敷辊与基材之间的速度差也会影响到涂层的厚度，速度差越大图层就越厚，所以在辊涂机进行作业前，需按照实际情况控制好涂敷辊与基材之间的压力与速度差。

结语

改进后的辊涂机操作简便、工艺灵活可靠、性能稳定，已经引起业内人士的关注和兴趣。安全杆、传感器等新技术的应用让人看到了辊涂机技术的发展，升降自如的供漆料盘机构、位置可调的顶托机构也体现了设计的人性化，相关操作进一步简化，安装、调试、维护都可以由用户自行解决。随着科技的不断进步，相信新一代辊涂机优势会更加明显，辊涂机的改进和创新也不会停止。

参考文献

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中图分类号：TH122

文献标识码：A