輥涂機改進設計研究

薛　輝（北京鞍信天碩工程技術有限公司，北京　100070）

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輥涂機改進設計研究

薛輝
（北京鞍信天碩工程技術有限公司，北京100070）

摘要：輥涂機漆耗小、生產效率高、操作簡單、維護方便，常被用作帶鋼涂層生產線中。輥涂機的性能決定了材料表面的涂層厚度和涂層均勻度，對機組作業效率影響重大。隨著科學技術的發展，輥涂機也有了新的發展。本文通過了解輥涂機的外觀結構、工作原理、輥涂工藝，對新型輥涂機的主要改進方向進行了介紹，探討未來輥涂機發展。

關鍵詞：輥涂機；輥涂工藝；涂料漆層厚度；料盤機構；改進設計

0. 前言

輥涂機是帶鋼涂層生產線的關鍵設備，決定了材料表面的涂層厚度和涂層均勻度，對機組作業效率影響重大。而且輥涂機操作簡便、工藝靈活、節省涂料、性質穩定，是目前最為常見、使用最為廣泛的涂覆設備。按輥涂方法輥涂機可分為正向輥涂機、反向輥涂機、二輥式輥涂機和三輥式輥涂機等。輥涂機的輥涂法也有多種類型：自然反轉法、全反轉法、自然輥涂法等。在進行輥涂機及輥涂法選擇時，應根據具體工藝要求來進行選擇。

圖2

1. 輥涂機的外觀結構與工作原理

輥涂機是一組使用回轉輥筒將涂料涂布到平面材料上的裝置。輥涂機的漆耗小、生產效率高、操作簡單、維護方便，常與其他機構共同組成自動化生產線。輥涂機由安全拉桿、正面升降料盤機構、背面升降料盤機構、正面涂敷機構、背面涂敷機構、頂托機構、支撐輥機構、同步機構以及輥面清理機構等組成。圖1即為市面上較常見的輥涂機。

輥涂機以轉輥為涂料載體，涂料借助轉輥的轉動過程與需要輥涂的平面材料接觸，并涂敷在材料表面。輥涂機工作時，轉輥與帶鋼平行緊靠，同時勻速向內旋轉，此時兩者中間會產生一個V形空間，涂料就在此處均勻的流到平面材料上去。再通過調節輥、鋼之間壓力，控制粘附在轉輥上的涂料厚度和均勻度。

圖1

2. 輥涂作業工藝

根據涂輥與帶鋼運行方向的不同，將輥涂機的輥涂工藝分為順涂法和逆涂法兩種，如圖2所示。順涂法，涂覆輥與帶鋼在接觸處切線速度方向一致；逆涂法，涂覆輥與帶鋼在接觸處切線速度方向相反。由于兩種輥涂工藝的涂料運行方式不同，造成輥與輥、輥與帶鋼間摩擦力矩不同，涂料涂覆效果也有多不同，對比兩種工藝的作業效果可以發現，順涂法較逆涂法所輥涂的漆膜厚度更小。因此在選擇輥涂工藝時，應根據輥涂材料的實際要求，提高輥涂效率，降低投資成本。

3. 輥涂機的改進設計方案

隨著科學技術的不斷發展，各類先進技術也逐漸進入輥涂機機構組件之中，傳感裝置、機械材料等新興技術的使用也為輥涂機的改進和發展創造了條件。從方便操作、穩定性能、靈活設置等人性化角度對輥涂機進行了改進，圖3即為改進后的輥涂機組成機構示意圖。

圖3

3.1輥涂機的安全保護

輥涂機為連續作業設備，需要操作人員24小時不間斷控制，盡管有安全教育和措施，但長時間工作也會增加各類意外事故的發生幾率。改進后的輥涂機專門就安全防護問題進行了設計，在出入口位置增設安全拉桿，緊急情況發生時，拽動安全拉繩，使設備緊急停止，保證操作人員安全，體現了新設計方案的人性化特點。

3.2料盤機構要升降自如

該設計在輥涂機的正面和背面的涂覆機構上都裝有一套供漆料盤，如圖4所示。這種供漆料盤機構可通過蝸輪蝸桿的升降來調節漆盤高度，根據實際情況設置液位，滿足更多工藝要求，提高輥涂機涂層質量與效率。停機檢修時，也可以降下漆盤，并由軌道從輥涂機本體退出，方便換漆操作，節約清洗和維修的時間。

圖4

3.3頂托機構要簡便操作

舊式輥涂機在停機時為保護輥涂輥不受傷害，需要帶鋼與輥涂輥之間相互脫離，正面涂敷機借助構油缸實現同步，背面涂敷機構則靠頂托機構保持帶鋼使與輥涂輥的分離，在輥涂機工作時，由于基板質量的差異，產生浪邊、瓢曲、邊裂、鐮刀彎等問題，背面涂敷機構發生漏涂等。改進后的輥涂機通過靈活調整頂托輥的位置，有效解決了漏涂和漆膜不均勻的問題。新型頂托機構有液壓油缸式和氣缸式兩種驅動方式，靠齒輪齒條的上下運動進行位置調節，操作和維護操作都極為簡單，更方便用戶使用。圖5即為新型頂托機構模式圖。

圖5

3.4可精確把握涂料的漆層厚度

漆膜厚度與漆膜均勻性是輥涂工藝的關鍵，影響漆層厚度的機構作用有涂敷輥對基材表面的壓力（即兩者間隙）、涂敷輥與基材間的速度差。舊式輥涂機依靠操作人員憑經驗，通過蝸輪蝸桿機構對涂敷輥與基材表面間的壓力進行調節，對操作人員技術能力要求極高。改進后的輥涂機，在涂頭移動架與調節機構間加裝了壓力傳感裝置，將涂敷輥與基材表面之間的壓力顯示在顯示屏上，進行實時觀察、及時調節，精確控制涂料的漆層厚度。涂敷輥與基材之間的速度差可以在輥與輥、帶鋼之間形成剪切力，速度差越大剪切力越大，涂料的瞬間黏度越低，有利于涂料流動成膜，提高漆膜均勻性。但涂敷輥與基材之間的速度差也會影響到涂層的厚度，速度差越大圖層就越厚，所以在輥涂機進行作業前，需按照實際情況控制好涂敷輥與基材之間的壓力與速度差。

結語

改進后的輥涂機操作簡便、工藝靈活可靠、性能穩定，已經引起業內人士的關注和興趣。安全桿、傳感器等新技術的應用讓人看到了輥涂機技術的發展，升降自如的供漆料盤機構、位置可調的頂托機構也體現了設計的人性化，相關操作進一步簡化，安裝、調試、維護都可以由用戶自行解決。隨著科技的不斷進步，相信新一代輥涂機優勢會更加明顯，輥涂機的改進和創新也不會停止。

參考文獻

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