新型蜂窝涂胶机的设计与实现

贺荣丽(北京东晟新锐自动化工程技术有限公司,北京 100000)



新型蜂窝涂胶机的设计与实现

贺荣丽
(北京东晟新锐自动化工程技术有限公司,北京 100000)

【摘 要】新型蜂窝涂胶机设备是用于对纸、铝箔进行涂胶,以制作铝、纸蜂窝芯条板(未固化),设备能印制不同规格的蜂窝芯胶条。通过可编程控制操作系统实现设备按预设置的胶条条距、条数、高精度定长切断、芯条精确定位、人工辅助端头定位叠装或自动叠装等功能,实现自动化生产。文章介绍了蜂窝芯材涂胶设备的作用和涂胶的基本原理,设计出了一款新型涂胶机,并对其设备组成及各单元主要技术进行了系统性地阐述,展望蜂窝涂胶机的应用前景,希望对蜂窝涂胶机今后的发展有一定的借鉴意义。

【关键词】蜂窝芯材 涂胶机 应用前景

在国内，芯材的制造品质还存在参差不齐的情况，主要表现在拉伸后蜂窝六边形孔格的规整程度，因蜂窝芯材作为夹层材料位于产品内部，不能直观看到，若使用结构不规整的芯材，会直接影响到夹层材料的整体性能。同时国内的涂胶设备很多都生产效率低下，特别是在涂胶精度及定位裁切精度控制方面存在缺陷。针对这一问题，则需要设计出一款新型蜂窝涂胶机来解决。

1 涂胶设备作用和涂胶原理

目前，国内的蜂窝芯材成型方式一般都选用叠层式制造工艺，其流程如下:首先是在料卷上利用涂胶设备完成胶条涂覆，然后通过牵引和切割机构，使涂有胶条的材料经固定长度的裁切并错位叠合后达到设计好的厚度，最后经热压机压合后由拉伸机拉开形成蜂窝。涂胶是整个制芯流程中最关键的一道工序，其作用是在纸或铝箔等材料上涂覆均匀的胶条，经过定长切断后进行端头错位叠合，形成蜂窝叠板。

涂胶机为横向上胶方式，每个胶条的宽度称为条距d，胶条宽度与其相临的空白长度之和称为节距s，s＝4*d。错位叠合后，上张胶条正好叠在下张纸空白的中间位置，如此交替叠合，热压粘接拉开后即能形成蜂窝孔格。

2 涂胶机组成及各单元主要技术

2.1 涂胶部分技术说明

(1)放卷装置:放卷装置为单工位结构，有气动摆臂式上料机构。在放卷装置上可以实现材料行进中的自动纠偏控制，使得材料边缘不发生偏离。除此之外，还需要保证送纸的张力稳定，这项任务主要由压力传感器反馈信号控制放卷电机转速来实现。气胀轴支撑卷宽:1m；放卷最大直径:900mm；卷料横向调节量:±20mm；纠偏精度:±0.5mm；放卷驱动:5.5KW变频系统。

(2)预热装置:预热装置的功能体现在对材料的除湿，该系统包括风机，空气加热器，保温箱以及排风管道等。预热箱长度:1m；干燥功率:电热，3kw；烘箱温度:室温～150℃；温度控制精度:±1℃；风机功率:1.5KW。

(3)涂胶及胶液循环机构:涂胶机构是涂胶机的核心部位，主要包括涂胶版辊、压辊、刮刀调节机构及胶液循环系统，可按预设程序对胶液粘度控制，并实现自动涂胶。涂胶辊长:1m；涂布压辊:120mm三元乙丙橡胶，邵尔(A)65°-70°，下述压辊均为此材质；涂胶驱动: 2KW伺服系统。

(4)干燥系统:干燥系统共有2段，每段包括风机，加热器，烘箱和排风管道，通过热电偶、电压调功器及加热管形成的闭环回路实现对烘箱温度的精准控制。烘箱长度:6m；干燥功率:电热108kw；烘箱温度:室温～150℃；控温精度:±1℃；风机功率:1.5KW。

(5)涂胶牵引及冷却系统:本系统作用是使涂有胶条的材料从烘箱出来后马上冷却，使材料能正常生产不粘辊。其摆辊张力机构能够消除前后张力间差值，达到张力稳定。它由纠偏调整机构、摆辊张力机构、牵引驱动以及冷却部分组成。牵引辊:160mm；牵引压辊:120mm；牵引驱动:2KW伺服系统；强力调节范围:3-30kg。

(6)收卷装置:收卷系统为单工位结构，有气动摆臂式卸料装置，收卷轴采用变频驱动，加上压力传感器的存在，可实现自动闭环恒张力控制，保证收卷不产生内松外紧的现象。气胀轴支撑卷长:1m；最大收卷直径:900mm；收卷驱动:5.5KW变频系统；张力调节范围:3-50kg；卷料的横向可调节量:±20mm。

2.2 定长切断部分技术说明

(1)放卷装置:此放卷机构与涂胶放卷结构一样。

(2)牵引储片机构:该机构包括牵引驱动装置和张力控制系统。采用直线导轨做双辊浮动进行储片及保持张力，能消除牵引与涂胶间的速度不同步。

(3)定长切断单元:当达到储片量时，通过接近传感器作为启动信号，开始牵引材料，达到设定长度时，气刀进行切断。本单元装有检测胶条的激光传感器，用于裁切的精准定位，且能够检测出与基材色差甚微的胶条。

(4)传送与叠装单元:通过传送带将切断的料传送至叠合台，由人工辅助端头定位。传送带台面:2.8*1.1mm。驱动电机:1.5KW变频系统。

2.3 控制系统技术说明

控制系统由PLC编程实现对上述各单元的集中控制，保证涂胶精度及定位裁切精度，同时可以实现生产过程中的数据监控，能对生产数据进行存储、查询、打印。设备通过测试，在设备性能、生产效率及产出品质上都有很大提升，能够解决目前设备存在的问题。

3 蜂窝涂胶机的应用前景

蜂窝复合材料的设计灵感来源于蜂巢的六角型结构，不仅美观，而且能承受巨大的外力，一方面节约了森林资源，另一方面还能用于装饰、美化。作为一种新型材料，蜂窝复合材料质量轻、强度和刚度大，能够起到缓冲、隔热及隔音的作用，广泛运用在包装、家具制造等领域。而涂胶机作为蜂窝芯复合材料生产过程中的一道重要工序，今后必将有很好的发展。

4 结语

文章首先介绍了蜂窝涂胶设备的作用以及涂胶的基本原理，并基于当下涂胶设备存在的问题，设计出了一种新型蜂窝涂胶机，并对其设备组成及各单元主要技术进行了系统地阐述，最后从复合材料的美好前景展望涂胶机的未来发展，希望对涂胶机今后的研究应用有所帮助。

参考文献:

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[2]翟震,杨鹏,曹蕙.蜂窝纸芯成型工艺的改进研究[J].包装工程, 2013,01:49-52.

[3]李明儒,于焕,郭云绯,王秋月.涂胶机系统设计研究与开发[J].中国新技术新产品,2010,07:17-18.