板材轧制贴膜机的设计*

陈 强，武建新，邱毅清，张 涵，陈佳旭

(1.内蒙古工业大学 机械学院，内蒙古 呼和浩特 010051； 2.内蒙古大唐国际再生资源有限公司,内蒙古 呼和浩特 010051)

0 引 言

钢铁行业时时刻刻影响着一个国家经济的发展，并且周期波动明显，一直以来，钢铁的锈蚀使得大批的钢铁废弃，失去它的价值，尽管通常大多数是化学或电化学的过程，但是物理与机械因素的作用也不能忽视。因此，在钢铁的表面贴上一层塑料膜来预防和保护钢铁显得尤为重要[1]。目前，我国贴膜机的行业仍处于发展摸索的阶段，贴膜的速度缓慢，准确度和效率很低，设备体积庞大笨重，因此，有待于进一步的完善和改进。

1 贴膜机的工作原理

轧制贴膜机的工作原理是根据图1板料进板方向通过机架和运送带将塑料薄膜拉紧，上下两成膜同时输送，然后塑料薄膜慢慢卷到压膜辊上，两压膜辊同步旋转，钢板处于两压膜辊的间隙之间，通过互相挤压钢带，将保护膜平稳的压展的钢板上。贴膜过程中因为预先会除尘和除静电，这样可保证全程塑料膜不会产生变形或贴不平整而产生气泡的现象[2]。

贴膜机工作之前必须先“清洗”钢材板料表面，在贴保护膜之前，可以做到除静电和除尘的效果，避免事后产生气泡浪费材料等情况。待两个压膜辊同步旋转，即可以同时给钢板上下表面贴一层塑料薄膜，通过旋转张进塑料薄膜使塑料膜保持平直，上下压膜辊都是向钢板上压一层，下压一层塑料膜，对于后期价格昂贵的维护起到了节省成本的作用。

图1 钢板的贴膜简图

2 轧制贴膜机的总体设计方案

2.1 贴膜机的发展现状

到目前为止，除了手工贴膜作业外，我国市面上目前已有两种设备，专为板材贴膜加工而设。其中，半自动贴膜机是一种只能把塑料薄膜贴到指定位置的机器，半自动运行，运转过程中需要人为的操作，半自动行业的组装线常常用到这种设备机器，但由于没有实现全自动化而只能用于小规模生产。另一种为自动贴膜机，此设备可实现全程数控自动化操作，节省人力物力是自动贴膜机的显著优势，但设备体型庞大，占地面积大只能用于大型厂房使用。

2.2 贴膜机的结构设计方案

生产过程中工序安排的好坏有时将会直接影响系统的各个方面，对于预防和保护钢铁板材的的流水线生产线路布置至为重要[3]，当板材上料以后，通过开卷机送料到达切边机，切割为规定大小后，由压毛刺机去除毛刺，再进行表面除尘和去除静电以供后续贴膜使用。因此，贴膜机的加工处理对于表面处理机和卷取机的设计和流水作业影响很大。

图2 生产线路布置图

结合以上两种设备的结构特征与工作特点，可设计出新型的轧制贴膜机(见图3)以供工业贴膜生产使用。设计的轧制贴膜机最主要是给钢板上贴塑料膜的全自动贴膜机[4]。此设备主要是由伺服电动机，机座，轴承座，支架及上下压膜辊，液压阀和其他各类标准件的(地脚螺栓、销、轴等)相互组装而成。

图3 贴膜机的总体结构三视图

3 轧制贴膜机的控制传动系统设计

根据贴膜机的功能与特点，将主要设计三大控制回路：①平衡回路，防止气(液)压缸在自重的作用下会超速下降，即安全自锁回路；②位置控制回路，使轧制贴膜机轧辊起落范围实现限位调节控制；③同步回路，使贴膜机轧辊的两端起落气(液)压缸做同步动作。

根据液压系统的清洁性和安全性，选择传递介质为空气。通过液压系统基本回路的分析及示例的选择，实际运行速度为0.1～0.2 m/s，没有特别要求，此缸运行稳定，初选活塞杆通过0.1 m/s的速度伸出

去，因为有锁紧装置，可以选活塞杆返回的时速度是0.2 m/s，以上均符合要求。 考虑到各方面的安全因素可制定如图4所示的轧制贴膜机液压缸系统回路原理图。

压膜辊间隙的控制就是靠液压系统的拉伸和下降来调节控制的。液压系统中用到的气压泵，滤气器、油雾器、电磁阀、压力计、调压阀、减压阀，阀门和其他管道在设计中都是采用的通用元件，这样的话使设计的周期缩短，降低成本[5]。

图4 液压系统图

为了考虑到机器的可靠性和经济性，避免在规定的使用时限内失效，要做到定期检查与维修，保证完成工作任务的前提下正常运行。

4 结 语

用于板材的轧制贴膜机的设计具有简单的结构、轻巧的体型、平稳的运行和易于操作控制的控制系统等特点。因此，应该尽快改进已有实验试用设备，投入实际生产，加强成熟技术的推广应用，向着更加的优质、节能、环保、高端、和高效率、低成本的方向进一步发展。

[1] 于爱群,张玉书.不锈钢板表面保护工艺[J].机械工艺师,1988(1):30.

[2] 许东升.热贴膜彩板的生产和控制原理[J].安徽冶金,2007(2):40-43.

[3] 杨 育.设施规划[M].北京:科学出版社,2010.

[4] 濮良贵,陈国定，吴丽言,等.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2013.

[5] 王 健,崔广臣.液压与气压传动[M].北京:国防工业出版社,2015.