适应热压动态热膨胀的连续压机结构设计
连续压机热压板的拼接方式影响局部的动态精度和温度均匀性。同时,由于热压板长度长,在温度变化时会产生较大的热膨胀,需采用适宜的结构来释放该热膨胀,并保证压机工作过程中的动态精度。
笔者公司设计开发出适应连续压机工作要求的热压板短台阶搭接和框架移动释放热膨胀的结构形式,能最大限度地减小热压板拼接对温度均匀性的影响,以及热压板热膨胀对连续压机动态精度的影响。目前已应用于多条连续压机生产线中,并经受了生产实践的检验。热压板接缝处间隙变化小,温度偏差小,连续压机在热膨胀时的动态精度可知可控,重复精度在±1mm范围内,在生产中表现良好,完全满足人造板的生产工艺要求。
1满足动态热压要求的热压板拼接结构
1.1传统拼接结构
以往热压板的拼接主要有2种结构形式。一种是长台阶本体拼接(图1)。
1—前热压板;2—后热压板
图1热压板长台阶本体拼接结构
该结构简洁,零件少,连接可靠,拼接热压板之间的过渡也较平滑。但搭接面宽,制作精度要求高,成本较高,不利于板坯的连续加热,连续压机的有效加热长度缩短。
另一种是对接形式(图2)。
1-前热压板2-连接板3-后热压板
图2热压对接结构
该结构制作要求低,成本低,相较前种结构,热压板的利用率提高。但易造成热压板内接缝处的前低后高现象,引起辊毯的卡滞;润滑油易流失,钢带的润滑质量变差,易造成接缝处环境污染。
1.2新型拼接结构
综合前两种结构的优点,笔者公司的连续压机热压板采用短台阶搭接形式连接(图3)。
1—前热压板;2—连接板;3—后热压板
图3热压板短台阶搭接结构
将传统的长台阶结构改进为短台阶,同时,为避免短台阶在高压力工作下,结合部可能产生变形,又吸收了第二种对接结构的特点,用连接板加螺栓把合的增强方式。
前后热压板的加热通道孔距离小,温差小,有效加热区增长。同时,搭接台阶还起到热压板上下方向的定位作用。即使在压机静、动热压板的搭接间隙和热压板的形状都在不断改变的状态下,设定的加工公差也能保证热压板在接缝处任一时刻均前高后低,使得辊毯顺畅通过。搭接台阶的上下贴合,还能有效阻止下热压板工作面上钢带润滑油的流失。
2满足动态热膨胀的框架结构
2.1传统框架结构
1)热压板移动式结构。
该结构安装方便,结构紧凑,成本低。但结构易失衡甚至变形,热压板产生的热膨胀难以释放,油缸易产生密封泄漏,影响密封件的寿命。
2)框架移动的结构形式。
其特点是框架板两两一组形成框架组,框架与下热压板固定,油缸悬吊在框架上,并与上热压板相连接。热压板热膨胀时,框架组会跟随下热压板前后运动,不会对紧压的油缸柱塞产生轴向力,但框架移动的设计要保证热压板平面工作精度,以及各框架部件稳定、准确的相互位置关系。
2.2新型框架结构
通过综合分析对比,笔者公司的连续压机采用框架移动的技术路线,并开发了两种结构形式。
一种为导轨滑块式框架结构(图5)。
1—平面支撑;2—框架板;3—导向;4—底梁
图5导轨滑块式结构
框架底部分左右支撑在滑块上。为消除热板纵向热膨胀和框架板的横向热膨胀,其中一侧滑块带有导向(3),另一侧滑块采用平面支撑(1)。所有框架的平面支撑滑块位于连续压机中心线的同一侧,当框架热膨胀时,平面支撑滑块可横向滑移。
为保证热压板平面工作精度,滑块与底轨均采用高硬度材料(HRC30~50),相互滑动表面采用含钼的固体或胶体润滑剂,在极高的静压载荷下,摩擦系数控制在0.07~0.13之间,磨损极少。导轨和滑块加工简单,精度容易保证。
滑块的接触面也可为V型或圆柱型等其他形状。滑块之间还可改用精密机床用的针式滚动滑块,以进一步减小摩擦力。
另一种为滑靴式框架结构(图6)。
1-支撑轴2-滑套3-支撑块4-支座5-底梁6-滑靴7-框架8-导轮
图6滑靴式结构
该结构易进行清洁和润滑等操作,也易于保持机构的长期有效性;加工难度和加工成本较低,滑动副的长度可以按使用要求灵活确定,更加合理;滑靴可以单独安装并调整精度,可操作性强;可消除热板纵向热膨胀和框架板的横向热膨胀;可平衡热压板推拉框架所附带的倾翻力矩。