铝箔分卷机的结构设计.doc

铝箔分卷机的结构设计一120一机械设计与制造MachinervDesign&Manufacture第12期2005年12月文章编号:10013997(2005)12012002铝箔分卷机的结构设计李铁(兰州铝业西$MJn-r分公司,兰州I748111)DesignofconstructionforaluminiumfoilseparatorUTie(LanzhouAluminiumIndustryCompanyNorthwesternBranch,Lanzhou748111,China)中图分类号:TF351文献标识码:A1铝箔分卷机综述1.1综述铝箔分卷机是铝箔加工中的精整设备,将铝箔轧机进行叠轧轧制(双合轧制)后的一卷双张铝箔分为两卷单张并剪切有一定宽度,卷径长度的铝箔成品.铝箔分卷是铝箔生产的重要工序,分卷机的剪切质量对铝箔的质量和成品率有着重要影响.铝箔生产要求分卷机机列速度稳定,开卷及卷取张力恒定,张力梯度,控制精度高,同时必须要有高的生产效率来满足铝箔规模化生产的需要.由于进口铝箔分卷机引进费用相对高,部分铝箔生产企业无能力购置进口分卷机.研制,开发国内高水平的铝箔分卷机是国内设计,制造业的科研课题,这里结合铝箔生产实际论述立式铝箔分卷机的结构特点及分卷机的设计要点.1.2设备组成铝箔分卷机由上料系统,分卷系统,卸料系统及电控系统组成.分卷系统由开卷机,剪切刀轴,导辊及卷取机等设备组成是分卷机的核心部分.上料系统由上料小车,开卷机组成.卸料系统由卸料小车,卷取轴夹紧装置和卷材小车组成.其中:开卷机,传动导辊,剪切刀轴及卷取机由电机驱动.来稿日期:20050408矗一萱一一图1铝箔分卷机1.3工艺流程利用上料系统将双合铝箔料卷送到分卷机的开卷锥头座上.通过穿带装置将铝箔穿过分卷机各个导辊送至卷取机,同时根据铝箔成品宽度要求调整剪切宽度,铝箔经剪切刀轴剪切成不同宽度的成品铝箔,经上,下卷取轴卷取成成品铝箔料卷.利用卸料系统将成品铝箔料卷从分卷机上卸下,并送至卷材小车上,通过卷轴夹紧装置系统将卷取轴从成品铝箔料卷中拔出,从而完成铝箔分卷的全部操作.1.4主要技术参数铝箔分卷机的主要技术参数如下:来料宽度:7001550mm;来料厚度:2X(0.0060.03)mm;来料外径:1900mm(max);表3两种深孔钻的效果比较然而,对于较小直径的深孔(如632mm)用上述高速钢深孔钻头加工出现了不能断屑,导致堵屑而无法使用的情况.为此,我们对于较小直径深孔钻头进行了进一步研制,其参数和使用状况如表4所示.经改进,效果同样很理想.4结束语整体型高速钢深孔钻头,制造工艺简单,切削稳定可靠,特表4小直径整体式高速钢深孔钻的主要参数和使用效果参数效果前解r=8.,刃上不设倒棱分屑槽间隔2ram断屑槽宽3mm单位寿命几/次总寿命几/支形成粒卷切屑切屑变窄断屑稳定11220别是可以反复重磨,使用寿命大约是焊接式硬质合金深孔钻头的30倍.克服了焊接式硬质合金深孔钻的刃磨次数少,钻杆刚性差,切屑流动不畅,刀片脆性大,极易损坏等诸多缺陷,因而在机械制造行业具有较大的推广使用价值.第12期李铁:铝箔分卷机的结构设计一121一分切条数:6条(最多);成品外径:800毫米(na】【);机列速度:1200m/min(ma】【):速度控制精度:0.1%张力控制精度:<1%1.5关键结构1.5.1剪切机构根据分卷铝箔厚度不同,铝箔分卷机配有两套剪切刀轴,分别使用蝶形刀片和剃须刀片,每套剪切刀轴由上刀轴,下刀轴组成,上刀轴根据剪切的需要可安装蝶形刀片或剃须刀片,下刀轴通过更换下刀片适应剪切刀片,满足不同厚度铝箔的剪切.剪切不同厚度的铝箔时通过操作机构可以快速更换剪切刀轴,剪切过程中刀片与刀槽的剪切位置极为关键,可通过刀轴摆动调节和刀架上的调整机构来调整刀片与刀槽的深度和位置.剪切铝箔厚度0.0060.015mm时采用剃须刀片进行剪切,铝箔厚度大于0.015mm或更厚的箔材,采用碟形刀片进行剪切.1.5.2超声波焊机构铝箔在轧制,分卷过程中会发生断带现象,为保证铝箔成品卷的铝箔长度,分卷机配有超声波焊接机,将断带铝箔进行焊接并重新分卷剪切.超声波焊接是利用超声波(频率超过20KHz)的机械振动能量进:行的特殊焊接方法,当发生铝箔断带时,首先将铝箔平铺在导辊上,清除铝箔表面的轧制油,启动超声波焊接机,超声波发生器开始工作,焊接轮以一定的压力在铺有两层铝箔的导辊面上滚动.焊接机从导辊的一端行走至另一端时焊接便自动完成了.图2剪切机构1.5.3卷取机构铝箔分卷机布置有上,下两套卷取机.两套卷取机的结构和控制方式相同,每台卷取机与驱动电机联接.根据用户对铝箔成品卷的要求不同,卷取轴分为75mm和d150mm两种.卷取机同时满足两种卷取轴的使用.卷取轴在生产中需要快速与卷取机相连,实现卷取,卸卷,上轴等步骤,卷取轴两端与传动连接部位为采用滚动轴承与弧齿连接的结构,保证每一次上轴位置与分卷机内的各导辊平行,传动可靠.卷取机的驱动电机采用交流变频控制技术,驱动电机要保证卷取张力梯度的稳定.随着卷取卷径的增加,卷取张力是线性递减的,称为张力梯度.如在卷取过程中,张力恒定会使铝箔料卷内,外部软硬不一,控制张力梯度的目的就是使铝箔料卷的内,外软硬一样.因此卷取机的张力控制精度是保证成品卷质量的关键.卷取轴在工作时,铝箔料卷垂直表面上有2个压平辊紧紧压靠在铝箔料卷上,为了保证成品铝箔的产品质量,卷取过程中要通过合理地调整压平辊的面压值和卷取张力来控制分卷的平整度和铝箔卷取密度.1.5.4卸卷机构.完成铝箔成品卷的卸卷,抽卷取轴等工作,提高铝箔分卷机的工作效率.它由卸卷小车,卷取轴夹紧装置和卷材小车组成.当卷取的铝箔成品卷达到工艺要求后,分卷机停止工作,卸卷小车驶向分卷机,把起上,下卷取轴及铝箔成品卷,同时驶向卷轴夹紧装置和卷材小车,将两带有卷取轴的铝箔成品卷放在卷材小车上,通过夹紧装置取轴,卸卷小车行走,完成抽取卷取轴等工作.2设计要点根据消化吸收国外铝箔分切机的资料结合铝箔生产实际,考虑国内装备生产企业的技术装备实力,国产铝箔分卷机在设计,制造中要注意以下几个方面:2.1铝箔生产工艺的特点铝箔分卷机首先是要稳定,高速工作,工作时对通过的铝箔不能出现影响铝箔表面质量的任何缺陷.由于分卷铝箔厚度在0.0060.03mm,作用在分卷铝箔上的拉力很小,最小张力值为t25N.加之铝箔生产需要长期稳定的工作,所以对铝箔分卷机的设计和制作提出了很高的要求.国内部分企业早在几年前就开始研制铝箔分卷机,但由于各种原因设计,制造的铝箔分卷机还存在许多不如人意的方面,关键在于没有深入了解铝箔生产工艺对生产设备的特殊要求,分卷机的关键部件的设计,制作存在不足而造成.2.2主要部件设计2.2.1分卷机牌坊分卷机牌坊是分卷机的最大的部件也是分卷机的基础,分卷机各传动导辊,剪切刀轴均安装在其内.牌坊在设计中要充分考虑牌坊的刚性,钢板厚度不宜小于150mm,良好的刚性才能满足稳定,高速的剪切需要.牌坊宜选用轧制优质钢板制作,牌坊在加工时根据国内机械制造业的技术装备水平,采用大型数控镗床加工或将两片牌坊连接在一起加工轴承孔座的的办法要满足两片牌坊各个加工部位的同心度,平行度的要求.2.2.2导辊分卷机作用在铝箔的张力非常小,分卷机内的各个导辊在非常小的摩擦力作用下要与铝箔的速度保持一致,就要求导辊必须有小的转动惯量,设计中要采用薄壁钢管加工,钢管内,外壁必须加工,同时保证内,外壁同心,导辊内的铁屑必须清理出来.各导辊必须经过动平衡试验,动平衡不易低于Gl_O.导辊直径按照铝箔在最小张力,油膜状态下的驱动导辊计算,导辊轴头直径按照导辊承受力计算尽可能地采用小轴径,同时选用D级精度轻系列轴承,以减少转动惯量.2.2.3剪切刀轴的结构与调整铝箔剪切时由于上,下刀片与铝箔发生摩擦,长时间的剪切工作,各个剪切部件将产生磨损和温升,在短时间的运行中磨损,温升问题得不到暴露,长期将发生刀片间距发生变化,造成铝箔端面剪切不齐产生串层等缺陷.设计时要充分考虑刀轴机械设计与制造一122一MachineryDesign&Manufacture第12期2005年12月文章编号:10013997(2005)12012203抽油机减速器常见故障诊断陈琴张光伟(西安石油大学机械工程学院,西安710065)CommonfaultsdiagnosisofpumpingunitreducerCHENQin,ZHANGGuangwei(xi,anShiyouUniversity,Xian710065,China)【摘要】抽油机减速器在现场运转过程中,常因外部工作环境和内部一些因素的制约,出现漏油,齿轮损坏,串轴和轴承损坏等现象.这里通过对这些问题的分析和研究,提出了一些处理方案,并运用频谱分析法对减速器振动信号进行监测,判断减速器零部件早期损坏引起的非正常运行,避免减速器的突然失效,为现场修复减速器,寻找故障原因提供理论依据.关键词:抽油机;减速器;故障诊断;振动【Abstract】Duringtheoperationofapumpingunitreducer,suchtroublesasoilleakage,geardamage,saftleapingandbearingdamagealwaysoccurduetotheaffectionoftheworkingconditionsandthelimitationofs0,neoftheinternalfactors.Basedontheanalysisandresearchofthesetroubles,somehandleschemesofreducerareputforward.Moreover,utilizethespectrumanalysistomonitortothereducervi-brationsigna1.Judgeearlyphaseinjuresofthereducercomponents,whichcausethenorinormaloperation,andaverttheabruptfailureofthereducer.Andtheseprovideabasisforonsitetroubleshootingandrepairingofpumpingunitreducer.Keywords:Pumpingunit;Gearreducer;Faultdiagnosis;Vibration中图分类号:TH132.4文献标识码:A减速器是抽油机工作组中的重要部件.如果工作中减速器总是出现问题却不能及时找出其问题所在,将会大大地降低工作来稿13期:20050418效率,甚至造成停产.因此,通过监测减速器运行时的实际工况,判断减速器零部件早期损坏引起的非正常运行,并以此建立减速器的长期维护程序,避免减速器的突然失效是具有重要意义的.传动,刀轴的更换和刀片的调整.尽可能的选择调整方便,可靠的结构形式,尽可能地选择小刀盘直径的蝶形刀片.同时考虑刀槽处的平整和修磨的需要.2.2.4合理选配导辊直径铝箔分卷机中各导辊之间采用皮带传动,传动速率固定,由于铝箔在各导辊间存在前滑现象,铝箔表面会出现起皱,擦伤现象,设计中考虑通过调节皮带轮和改变各导辊辊径的方法可消除上述现象,保证铝箔在各导辊之间的平稳通过.这部分的经验需要设计单位与铝箔生产单位共同探讨摸索.2.2.5轴承各导辊的直线运动,开卷机,卷取轴的直线运动要采用直线导轨轴承,保证直线运动的准确性.导辊轴承选用转动惯量小的高精度轴承.2.3机械加工精度各零部件设计时,要提高各零部件的制造精度(不低于6级精度),我国目前机械加工的装备水平相对落后,部分制造单位对制造精度要求高的部分存在理解执行不够,致使部分零部件的制造精度达不到设计要求.分卷机达不到设计速度的主要原因就是主要部件达不到制造精度.造成分卷机在工作速度不高时就发生较高的噪音,严重时分卷机将发生较为严重的振动甚至无法工作.2.4温升铝箔生产时需要长期稳定的生产,规模化生产铝箔的企业中分卷机一直处于生产状态,对于设备产生的温升问题必须给予重视,各转动部位,轴承,刀片关键部位要充分考虑润滑和冷却,同时要防止润滑油污染铝箔表面.采用间歇式集中润滑装置进行润滑,即可保证各转动部位的润滑要求,又能保证在生产过程中避免润滑油的污染.2.5制动装置铝箔分卷机工作速度相对高,在发生断带时,高速运行的铝箔在各个导辊中堆积,清理这些废料很费时间同时可能给铝箔料卷带来不必要的损害,在分卷机中一定要配置可靠