摘 要：超纤皮革轧机是织物进入拉幅定型前的轧液轧车，现有轧机采用机械螺杆压下的方式，给操作和控制造成了不便，轧制不均匀、轧余率高。通过改进轧辊结构、气动压下装置，使轧制均匀、操作简化、轧余率下降。现场试验及试运行证实该设计方案可靠，在产品试制、实验分析、设备改进设计等方面具有重要的实际应用和推广价值。
关键词：轧机；设计；超纤皮革
1.绪论
轧机是超纤皮革生产线上用途最广的设备之一。由于超纤皮革基布中空气的存在，进入含浸槽过程中，这些气泡会继续保留其中，也会随浆料附着在超纤皮革基布的表面，使超纤皮革基布内部产生空洞，同时在表面上形成凹坑，给后续的贴膜质量造成不良影响。要消除这些空气泡除在浆料中加入消泡剂外，轧机起到重要的作用。本设计在轧机轧辊结构、压下装置等方面进行了改进。
2.轧机方案设计
2.1. 技术参数
超纤皮革基布厚度：
超纤皮革基布幅宽：
轧辊直径：
气压缸工作压力：
工作速率：
取 ）
超纤皮革基布轧余率：
轧机运行环境：高温高湿、重载、腐蚀。
2.2. 轧机的工作原理和结构
轧机的工作主要由动力部分、执行部分、传动部分三部分 。电动机是整机的动力源，电动机驱动轧辊的转动，气压缸产生恒定的压下力，同时实现轧机轧辊的同步升降，实现轧机轧制。
轧机主要由电机传动装置、机架、轧辊、加压装置等几部分组成。如图1所示。
图1轧机结构
2.3.轧机传动装置设计
轧机主机主要由机座、主传动装置、电动机组成。其主传动装置主要由联轴器，减速器，齿轮机座，连接轴等组成。机架采用铸铁开放式结构，利于换辊和检修。
轧机传动由电动机驱动主动轧辊。如图2所示。
图2轧机传动方案
3.轧辊的设计
根据技术要求参数：
轧辊直径
超纤皮革基布幅宽
确定轧辊辊身长度 ，并初步选择轧辊直径 。
轧辊选择硬橡胶包覆轧辊，如图3所示。轧辊由轴头、辊体、外包层等组成。轴头由两短轴组成，材料为45#碳钢。辊体采用 HT20 铸铁。外包覆层用丁腈橡胶 。为了使轧辊运转平衡，辊体需经校静平衡。据受力和结构要求，壁厚确定为 6 mm。轧辊的表面不平度≤0.1 mm。
图3 轧辊结构
1—轧辊 2—外包层 3—铸铁辊体 4—-轴头
3.1.轧制力及其力矩的计算
根据要求，轧余率 ，由经验公式：
轧制力N=3000/轧余率
=3000/
橡胶间的摩擦系数为 。则摩擦力：
轧制力矩：
。
3.2.电机选择
已知轧制力矩 ，技术参数要求转速 ，因此电机转矩：
。
电机功率：
机械传动系统的总效率取0.87，电机输出功率：
由于电机额定功率 ，所以取
P0=2.2KW
由电机额定功率P0=2.2Kw，选转速为710r/min的三相异步电动机：Y132S-8。
4.轧机加压装置设计
轧机加压装置选择气动压下方式，如图4所示。压缩空气为动力作用于气压缸，推动轧辊压紧超纤皮革基布， 动作灵活可靠，两侧压力能保持一致，达到设计要求。
图4 加压装置
4.1.气压缸类型选择
轧机采用两个气压缸保证主动轧辊的均匀受力，同步升降。由于轧辊的升降力较大，对气压缸强度要求较高，材料为45号钢，选用系列代号为C的粗杆缓冲单活塞双作用气缸。单活塞双作用气缸具有“通开通关”的特性，即开关动作均由气源来驱动执行，通气开，通气关，断气后仍能保持活塞杆的原位，其可靠性高，满足使用要求 。
4.2 .气压缸推（拉）力的设计计算
根据工作压力 = ，气压缸的缸径选为 = ，根据经验公式，活塞杆直径：
=0.3x160=48（mm）
气压缸的理论推力为：
计算知轧制力：
显然2F推 > 2F拉 >N，符合设计要求。
4.3 .气压缸活塞杆直径的计算及校核
4.3.1. 气压缸活塞杆直径计算
活塞杆的材料选用45号钢。根据徐永生《气压传动》第二版公式：
取气压缸活塞杆直径：
将 值代入上式得：
圆整后取
4.3.2. 气压缸活塞杆直径强度校核
在超纤皮革轧机工作过程中气压缸需要承受较大的载荷，为了防止气压缸在工作过程中因为受力过大而受到损坏，对活塞杆进行强度校核。活塞杆为45号钢， = ，取安全系数取 ，所以活塞杆材料的许用应力：
将活塞杆材料许用应力 带入公式：
符合设计要求。
因气压缸活塞杆为小柔度杆，气压缸活塞杆的稳定性，应按强度问题计算。
综上，气压缸活塞杆满足条件。
4.4 .气压马达的选择
超纤皮革轧机处于高温高湿、重载、腐蚀、振动的实际运行环境，气压缸在带动轧辊进行工作时需要具有足够的强度、韧性、较好的灵敏性和可靠性。因此选用高负载和低速高扭矩的 型活塞式气压马达。功率为735.5-18388W，转速为280-1100 。
5. 结论
针对现有超纤皮革轧机结构的不足，对轧辊结构、气动压下装置进行改进设计。对超纤皮革轧机性能影响的因素进行分析，并依据相关设计原理和设计标准进行了轧辊结构、气动压下装置设计与校核。经现场试验及试运行证实该设计方案可靠，在产品试制、实验分析、设备改进设计等方面，为研究同类设备提供可借鉴的依据。
参考文献
[1] 胡良生；轧车基本知识（上）[J]；印染；1981年06期
[2] 李连祥. 染整设备[M].北京：中国纺织出版社，2002
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