牽引輥制備及使用過程中關鍵問題研究探討

王麗紅

摘要： 牽引輥是液晶基板玻璃成型區域需要定期更換的核心部件，文中針對牽引輥生產制備過程中遇到的關鍵問題進行系統研究，設計的打磨裝置、垂直放置裝置、組合更換套件解決了牽引輥打磨精度低、水平放置易引起變形、同心度超差、更換過程繁瑣、安全性差的技術難題。

Abstract： The traction roller was the core part of the liquid crystal substrate glass forming area which needs to be replaced periodically. In this paper， key problems were studied， such as the low precision of the grinding roll， the easy deformation of the horizontal placement， the poor concentricity， the replacement process and the poor safety. Polishing device， vertical placing device， and combination replacement kit were designed.

關鍵詞： 牽引輥；打磨精度；同心度

Key words： traction roller；grinding precision；concentricity

中圖分類號：TQ171.1+1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）16-0142-03

0 引言

隨著平板顯示行業的飛速發展，對上游基板玻璃品質要求越來越高[1]，牽引輥是溢流熔融法生產液晶玻璃工藝生產線成型區段的核心部件，位于成型退火爐內，主要作用為保證液晶玻璃的厚度尺寸及液晶玻璃的品質，牽引輥的運行平穩直接影響玻璃基板的品質數據[2]。在牽引輥的生產制備過程中，發現存在一些系統的問題，嚴重影響牽引輥的使用及后續基板玻璃的品質：如牽引輥生產使用過程中打磨精度低，水平存放容易引起彎曲變形、同心度超差，更換過程繁瑣等，本文針對生產中遇到的問題一一進行研究探討。

1 牽引輥打磨裝置

基板玻璃生產過程中，位于成型區域退火爐中的牽引輥工作時，其表面容易粘有玻璃殘渣，影響基板玻璃品質，常用的方法是人工使用包裹有拉絲絨的不銹鋼鋼板作為磨具對牽引輥進行打磨處理，該方法的缺陷主要為人工打磨力量無法保證一致，打磨尺度控制困難，打磨精度不一[3]。

針對如何提高牽引輥打磨精度的問題進行了系統研究，設計了一種打磨裝置，如圖1所示，其結構主要包括以下幾個部件：打磨部件，進給部，驅動部，冷卻系統[4]。

①打磨部件：主體為不銹鋼鋼板，其外表面包裹有拉絲絨，因拉絲絨面具有粘黏性在打磨時可以吸附玻璃殘渣；

②進給部：以刻度卡尺作為進給測量裝置，當進給部行進時，通過卡尺可以精確控制進給量。此外，進給測量裝置上設置有鎖緊螺絲，進給部的進給量達到預定值時，使用鎖緊螺絲鎖緊進給部，保持打磨裝置在打磨過程中進給量不變，提高打磨的穩定性；

③驅動部：主要作用是驅動進給部，驅動部設置驅動輪與從動輪的齒輪傳動機構，從動輪與進給部第二端的齒條嚙合連接，旋轉手柄連接于驅動輪的軸心，驅動輪與從動輪嚙合。

④冷卻系統：由進水口、兩套套管管路以及出水口組成的冷卻管路系統，冷卻水從進水口進入，經過第二套管流向第一套管，由于冷卻水不斷的進入，在壓力的作用下，冷卻水從出水口排出，該冷卻系統通過冷卻水實現了對進給部及打磨部件的冷卻作用。

當打磨時，轉動旋轉手柄，驅動輪驅動從動輪轉動，從動輪帶動進給部行進，通過進給測量裝置顯示的刻度控制進給量，當進給量達到預定值時，停止驅動，打磨部件移動到預定位置進行打磨。該打磨工具提高了退火爐牽引輥的打磨精度，進而提高了基板玻璃的生產質量。

2 牽引輥垂直放置裝置

牽引輥水平存放時，容易引起彎曲變形，造成牽引輥同心度超差，該偏差會直接影響后續基板玻璃的品質[5]。針對該問題進行了系統研究，設計了一種垂直懸掛存放裝置，采用該方式可以有效防止牽引輥彎曲變形[6]。

該裝置包括懸掛小車和垂直懸掛架。

2.1 懸掛小車

懸掛小車由車架、旋轉臂、旋轉機構、上下調節機構、牽引輥固定機構和萬向輪六部分組成，如圖2所示。車架由方管焊接而成，內設安裝軸承的旋轉機構安裝在車架上，旋轉機構通過螺栓與旋轉臂連接，通過軸承與上下調節機構連接，牽引輥固定機構安轉在旋轉臂頂部，萬向輪安轉在車架下端，萬向輪可將懸掛小車運輸到垂直懸掛架處。

2.2 垂直懸掛架

垂直懸掛架由掛架、掛鉤和固定地腳構成，掛鉤焊接在掛架上，固定地腳安裝在掛架下端。其主要用來懸掛牽引輥，如圖3所示。

存放時：首先將旋轉臂旋轉為水平位置，牽引輥水平抬起，放置在旋轉臂上，此時使用牽引輥固定機構將其固定，然后將旋轉臂旋轉至垂直位置，將懸掛小車推至垂直懸掛架處，通過上下調節機構的調整動作，將牽引輥上升，并將牽引輥掛到掛鉤位置，將牽引輥固定后，調整上下調節機構，拉出懸掛小車，完成牽引輥垂直懸掛存放。

3 牽引輥組合更換套件

在基板玻璃生產工序中，牽引輥需要定期更換。通常，由操作人員手動完成更換動作，由于退火爐爐口的溫度較高，約為500℃左右，加之牽引輥與燕尾槽的安裝對接要求較高，耗時較長，導致操作人員長時間將手置于高溫爐口，安全性差[7]。

為了解決上述問題，設計了一種成型退火爐牽引輥組合更換套件，該套件主要由三部分構成：牽引輥抬送工具、蓋板抓取工具以及擋板扶正工具。

3.1 牽引輥抬送工具

牽引輥抬送工具兩端分別設置抬送工具把手和用于鉤掛牽引輥的彎鉤。圖4為其結構圖。

3.2 蓋板抓取工具

蓋板抓取工具由以下五部分構成：抓取工具把手、用于承托退火爐蓋板底部的條形底板、垂直連接于條形底板的側板、垂直連接于側板的加強板、加強板上端的嵌頭。

抓取工具把手，包括間隔連接到加強板上的T型把手和直桿把手；第一擋板和第二擋板主要用于卡擋在退火爐蓋板兩側；條形底板遠離側板的一端有翻邊，該翻邊用于卡接于退火爐蓋板底部的凹槽；加強板垂直連接于側板，抓取工具把手通過加強板接于側板；嵌頭包括連接在加強板的拐折段以及嵌入到退火爐蓋板上的活動小擋板安裝軌道縫隙中的平板段，該嵌頭用于嵌入到退火爐蓋板上的安裝軌道的縫隙中。

3.3 擋板扶正工具

該工具兩端分別設置抬送扶正工具把手和用于套接活動小擋板的套接部，套接部由相互垂直設置的矩形套圈和U形套圈構成，圖6為其結構圖。

使用該牽引輥組合更換套件進行牽引輥拆除工序作業時：

①一名操作人員持抓取工具把手，移動抓取工具至退火爐蓋板處，確保抓取工具的條形底板托住退火爐蓋板的底部，條形底板的翻邊卡入到退火爐蓋板的底部的凹槽中，第一擋板和第二擋板卡擋在退火爐蓋板的兩個側面；

②拆卸退火爐蓋板上與爐壁相連的緊固螺栓；

③向活動小擋板的反方向移動抓取工具，分離退火爐蓋板與爐壁；

④安裝口敞開后，另一名操作人員手持操作把手向外拉動牽引輥，另一只手持抬送工具把手，待牽引輥的輥軸伸出后，利用彎鉤將牽引輥抬起，始終保持牽引輥水平狀態，并將牽引輥取出，完成牽引輥的拆除工作。

使用該牽引輥組合更換套件進行牽引輥安裝作業時：

①操作人員利用抬送工具將牽引輥抬起，當輥頭與輥軸保持水平狀態時，將燕尾導軌和基座的燕尾槽對接；

②對接完畢后，操作人員一手持操作把手并向內推動牽引輥，另一只手持抬送工具把手提起輥軸，并始終保持牽引輥的水平狀態，兩手配合將牽引輥輥頭推進退火爐安裝口內；

③另一名操作人員一手持抓取工具把手，將承托于條形底板內的退火爐蓋板向上提起，另一只手持扶正工具把手，并套住活動小擋板的另一端，向上撥動活動小擋板，將活動小擋板由垂直狀態轉動為水平狀態，通過兩手的配合，使退火爐蓋板朝向活動小擋板移動，將活動小擋板插入到退火爐蓋板的安裝軌道內；

④操作人員將安裝好的退火爐蓋板和活動小擋板朝向爐壁的方向移動，待退火爐蓋板貼合到爐壁位置時，通過緊固螺栓固定到爐壁，退火爐安裝口封閉。

通過牽引輥組合套件的配合使用，代替了人手更換牽引輥的方式，不僅縮短了更換時間，并且相對安全、便捷。

4 結語

通過以上對于牽引輥的研究探討，一一解決了其在生產制備過程中遇到問題：

①針對牽引輥人工打磨精度低的技術問題，設計了牽引輥打磨裝置，通過增加進給測量裝置實現了打磨尺度和精度的準確控制；

②針對牽引輥水平放置容易引起彎曲變形，同心度超差的技術問題，設計了一種垂直懸掛存放裝置，有效解決變形、軸差等問題；

③通過牽引輥組合套件的配合使用，代替了人手更換牽引輥的方式，不僅大大縮短了牽引輥拆卸更換的時間，并且可以避免操作人員受到高溫輻射及高溫氣流的灼燒。

以上三個裝置的研發設計解決了牽引輥在生產過程中的關鍵技術難題，提高了牽引輥的使用壽命，并進一步提高了基板玻璃的品質。

參考文獻：

[1]田英良，張磊，戴琳，等.TFT-LCD基板玻璃化學組成的發展狀況與展望[J].硅酸鹽通報，2010，29（6）：1348-1352.

[2]沈先良.分體式牽引輥[J].科技展望，2015（28）：136.

[3]宋義鋒，李兆廷，石志強，等.一種打磨工具[P].CN：201420818877.7.

[4]韓非，賈英才，張慶國，等.打磨裝置及退火爐[P].CN：201520967280.3.

[5]張冰，劉文泰，李兆廷.TFT-LCD基板玻璃成型工藝中使用的垂直向牽引裝置[P].CN：200910074711.2.

[6]李斌，李兆廷，石志強，等.牽引輥垂直懸掛存放裝置[P]. CN：201520532473.6.

[7]劉源，李青，李兆廷，等.蓋板抓取工具及成型退火爐牽引輥組合更換套件[P].CN：201610949186.4.