层压设备知识

层压机设备原理知识

培训员：卢志刚2010.01.27层压机是制造覆铜板最终成型的关键设备，压机精度的好坏及合适的工艺参数对板材品质起着至关重要的作用。目前世界上主要的层压机设备制造商有KITAGAWA、SIEMPKAMP、ACCUDYNE、OEM等。国内的生产厂家有上海人造板机器厂。层压设备的组成1、压机主体

包括压机主体机框、真空门2、液压系统

液压站、油缸3、加热、冷却系统

热油炉（或者锅炉）、加热板、管道、冷却塔、大水池、交换器等

4、真空系统

真空站5、辅助设备

横移车、储存架、推拉臂6、控制系统

控制电柜、电脑、软件生益层压设备的发展1、第一台真空压机

1995年投产的三厂层压机2、第一台热油压机

1997年投产的四厂层压机3、第一台高温压机

2009年投产的工程中心层压机4、第一次自行改造成功真空压机

1998～1999年由设备动力部自行设计，先后改造一厂和二厂的层压机，成功将此两台层压机升级为真空压机，公司从此全面进入真空层压时代。使公司的产品竞争力大为提升。层压三要素1、温度

2、压力3、真空

常用部件名称1、高压泵：为液压系统提供高压油的油泵。2、低压泵：快速合模时提供大量低压油的油泵。3、比例阀（热油部分）：精确控制油温的阀门。4、BOSCH卡、阀（比例调压阀）：精确控制压力的电路板和阀门。5、水环式真空泵：一种类型的真空泵。6、罗茨泵：辅助水环泵抽真空的泵，与水环泵组成为真空泵组。7、保护板：保护层压加热板的专用钢板。8、热电偶：检测温度的传感器。液压系统产品所需要的压力及压力的稳定性均匀，都是通过液压系统来实现，所以液压系统是否可靠对压机非常重要。制造覆铜板层压机液压系统基本上大同小异，都是为了两个目的:正常工作状态下精确控制液压系统的压力;在出现异常情况时，系统能保压甚至能手动补压。液压系统主要由高低压泵、方向阀、比例调压阀、安全阀、单向阀、油箱、过滤器等组成。

液压系统工作步骤合模

当待压的板材推进压机准备就绪后，操作人员按下合模开关，液压系统的高压泵和低压泵同时工作，将液压缸升起的过程。加压

当压机合模到尽后，低压泵停止工作。按程序设定值由高压泵和BOSCH阀同时配合，将压力稳定在设定值。压力随层压程序设定值变化而变化。卸压

当层压过程完成，需要开模时，卸压阀先打开，将压力降低。开模

将液压缸内所有液压油排出，层压加热板全部打开至开模状态。液压系统的重要部件——油缸

油缸的结构油缸主要由缸体、活塞、密封件、导向套4大部分组成。

a.缸体缸体一般选用45**钢制造，但必须对钢材调质处理到HBS241-285。

b.活塞活塞采用耐磨铸铁制造而成，表面不仅要光滑，而且要耐磨。目前进口压机如KITAGAWA和SIEMPKAMP之活塞加工完全达到镜面级0.05μm而且硬度也达到HRC48以上。

c.导向套导向套材料一般为耐磨青铜，其表面粗糙度为0.63μm，利用液压油润滑导向套。

d.密封与防尘装置采用"y"型密封圈。

液压系统的重要部件——高、低压泵

层压机在合模时由于油缸大，需要泵提供大流量、低压力的液压油;但当合模到位后，油缸仅需要小量油加压或保压，如果仅用一个油泵，既需要流量大又需压力大，对泵的功率必须选很高的，同时液压油在高压下溢流，容易发热，严重时会影响液压元件的使用性能。所以目前所有的大中型压机均采用高、低压泵分开，低压泵提供油缸所需流量，高压泵提供油缸所需油压。

加热、冷却系统重要部件——加热板压机热板精度对产品起着重要作用，目前世界上主要压机设备供应商其加热板平面度均在0.04-0.05mm/m之间，上海人造板机器厂加热板平面度为0.07mm/m。为有效保护加热板表面，在加热板上表面上加装一块硬度较高且耐磨的保护板。

蒸汽压机

蒸汽加热系统，由进蒸汽阀、进冷水阀、回锅炉阀、疏水阀、排水阀、排蒸汽阀等构成。控温原理，是加热板控温通过装于热板上的热电偶检测热板温度，控制进蒸汽阀的开度大小来控制加热板温度。在加热过程中，热板中的积水回流到疏水阀处，当积水达到一定程度后，疏水阀自动打开，将积水排回锅炉。加热板冷却，通过冷却塔水池的水来冷却，在压机热板通冷却水之前，必须将热板中的蒸汽预先排空，再通人冷却水，否则会产生水汽撞击。蒸气压机与热油压机优缺点热油压机采用导热油加热具有下述优缺点:加热板温度均匀，层间温度也均匀，甚至可以实现热板温度相差在±1.5℃内;管道压力小，不容易腐蚀管道;温度可以升到很高，导热油可耐340℃高温，锅炉可以烧到300℃

，正常使用温度可达270℃;导热油循环使用，无废水、无污染等问题，相对蒸汽加热要节能;导热油加热的最大缺点就是管道相对复杂，需要油泵和阀门较多。

蒸气压机与热油压机优缺点蒸气压机

蒸汽加热有如下优点，压机用蒸汽加热，管路比较简单，也无需再配热源输送动力，只要控制蒸汽进入热板的多少就可以控制热板之温度。同时热板或管路出现漏水现象，维修起来比较方便。缺点：热板板面分布均匀性不理想;蒸汽的冷凝水对不同层加热板温差影响比较大;管道压力大，蒸汽在190℃时压力有1.5MPa

，如果我们要求提高蒸汽温度，势必要提高蒸汽压力，这就对管道、阔门等提出更高要求，一般来说蒸汽压机加热板温度不会超过200℃;采用蒸汽加热，比较浪费能源，在加热和冷却过程中存在蒸汽赶水，也存在排放蒸汽，这两者都是浪费热能，这种方式不节能。

真空泵的类型

按照板材工艺要求，板材层压过程需要在＜30mbar的真空情况下完成。1、旋转刮片式真空泵2、水环泵＋大气喷射3、水环泵＋罗茨泵真空度的换算各真空单位换算如下：1标准大气压=101325Pa≈101KPa≈1013mbar≈760Torr1mbar=100Pa1KPa=10mbar1Torr=1.33mbar=133Pa水环泵原理与结构4.水环泵原理动画

工作原理:带有多叶片的转子偏心装在泵壳内，当它旋转时，把液体抛向泵壳并形成与泵壳同心的液环，液环同转子、叶片形成容积周期变化的旋转变容真空泵。

水环泵+大气喷射器理论最高可以达到10mbar真空度优点：控制简单，故障点小。缺点：效率低、浪费能源。当达到最高真空度时，b口处连压机的抽气量只有真空泵抽气量的30-40%。压机不同配置真空泵优缺点旋转刮片式真空泵优点：

结构简单，维修方便。缺点：

需要良好的润滑性能，而抽真空时空气中的水份容易积在真空泵油中，造成真空泵中油容易乳化甚至炭化，这就使得叶片和泵体润滑性能减弱，形成恶性循环，造成叶片容易磨损，油气分离器破损。不同配置真空泵优缺点水环泵＋大气喷射优点：

1.结构简单，制造精度要求不高，容易加工。

2.结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的排气量，占地面积也小。

3.压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。

4.由于泵腔内没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。

5.吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。缺点：

1.效率低，一般在30%左右，较好的可达50%。

2.真空度低，这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。用水作工作液，极限压强只能达到2000~4000Pa。用油作工作液，可达130Pa。

不同配置真空泵优缺点水环泵＋罗茨泵优点：

1.理论真空度高；2.一般选择罗茨泵抽气量是水环泵的1.5-2.5倍，在高真空状态时，抽气量加大，抗微泄漏能力强。3.能耗利用效率高。缺点：

1.增加罗茨泵是一个故障点。2.控制复杂：罗茨泵与水环泵的开停次序要严格执行；要检测真空度控制罗茨泵的开停；停泵时破真空要执行到位。

热板均匀性测定

(1)压力纸测定法这种方法就是在热板与热板中间放一张压力应变纸(常态下为白色)，在压力应变纸上下各放两张牛皮纸，在合模压力状态下，看压力纸变颜色的程度(变为红色，颜色越深压力越大)来定性分析热板均匀性。(2)复写纸测定法这种方法与压力纸方法一样，只是将压力纸换成了复写纸，也是一种定性测试方法。(3)铅条测定法这种方法采用铅条放在热板与热板之间，左中右各放一条，在合模压力作用下，铅条厚度发生变化，再将铅条从热板中间取出，用千分尺测量铅条前中后不同点的厚度，这样就可以定量测得加热板均匀性的数据。温度均匀性测量

热板层间温度绝大部分压机都有电脑显示，无须测试。只是同一块热板温度均匀性需测试。测量方法:一般先预叠一个"叠合"，这个"叠合“仅需托板、盖板和适量的牛皮纸，将9条热电偶线埋人牛皮纸中间(分布在板的角或中心点)，并将热