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| 华橡输送带平板硫化机组系列创新设计简介 | |
| 福建华橡自控厦门研发中心 孙鲁西 | |
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摘要：择要介绍了华橡新型平带平板硫化机组的多项创新设计要点，简要论述该装备一些传统设计缺陷的改进和前瞻性设计的考虑。
bstract: Introduced Sino-Rubber new Conveyor Belt Curing Press , including some technology innovation in design and some development for that equipment in future.
关键词：输送带平带平板硫化机组 创新设计
Keyword: Conveyor Belt Curing Press , technology innovation
应市场及用户要求，福建华橡自控技术股份有限公司厦门研发中心设计研发了新型平带平板硫化机系列机组，其为钢丝绳（织物）芯层输送带平板硫化生产线成套设备，主机系列化规格分别为1.4、1.8、2.4、3.4～6.4 m多种幅宽规格和9～15 m长度、采用可解体框架、低位节材、兼顾蒸汽—过热水、电热油和直接电热多种热媒、可中割分幅、单层/双层设计等应变设计外，还研发配套设计了千斤顶式无泄漏超高压缸、多缸上位下压以及超高压液压站系统。硫化压力达5～7MPa，硫化厚度5～50 mm，（如1.8 m机型最宽硫化幅面1.6 m输送带）。该机组定位于装备国际、国内及再生胶利用市场中高强、阻燃钢绳运输带、尼龙帘布运输带等平带和片、卷材生产用户。本系列机组能同时满足普通织物（帆布）芯层输送带、尼龙织物芯层输送带以及钢丝绳输送带等多种结构输送带生产工艺技术要求，适应于硫化三大类输送带的全功能系列机组，是胶带生产厂家的理想设备，也是华橡年度自主创新和turn-key(交钥匙)工程项目之一。
从华橡制造能力出发来研发、制造能适应未来输送平带的机组系列，突出经济、合理的创新要点是必要的。在现有市场需求中体现出自主产权、自主创新设计的上述异于传统框架式平板宽幅硫化机的创新点即亮点，使其有鲜明的市场属性，籍以促进尽快形成应用市场是此项课题的要点。目标是华橡输送带平板硫化机组系列设计成目前国内自动化水平比较高，结构紧凑、明显节能减排的系列机组。在厦门研发中心设计项目组努力下，基本达到预期目的。
1系列机组
主机均采用框式结构，化整为零的迷宫式热板、新颖的隔热传压结构、柱塞缸或高压缸均选用优质材料，加工精密，不易腐蚀磨损，维修方便，工作压力稳定和调整方便，不泄漏且更换密封圈间隔长。控制系统采用HMI（人机界面）+PLC（程序控制器）控制方式，硫化过程可实现多程序自动控制，可自动检测和同步调节热板温度，排气周期自控、实现多缸同步和稳定控制各项温度、压力、张力、扭矩、行程、动作、安防等近千种数据，极大提高了平板硫化机组自动化控制水平，降低了劳动强度，提高了生产效率。根据需要，可以方便地组成网络组态控制。
该系列机组主要由钢丝绳导开预张紧机、钢丝绳液压张紧恒张站、分梳装置、移动式冷压成型机、驱动检查车、垫布卷取机、尼龙带导开架、前伸长夹持机、单层（双）平板硫化机（主机）、主机液压系统、后固定夹持机、五辊式拉伸牵引装置、切割装置、成品卷取机和电气控制系统等十数种台（套）设备组成。
其中主机有传统型（中压 A / 高压 B）柱塞缸（下置）、更新型（上置C / 下置 D）超高压钢管缸共四种分型，未来的系列化机组产品主推超高压钢管缸（上置）形式，其最为节材、节能、电能装机容量低、易于输送带品种拓展。
2 工艺适应性
该系列机组可以适用三种输送带生产工艺流程：
第一种为钢丝芯绳输送带生产流程：钢丝绳导开预张紧机——钢丝绳液压张紧恒张站——分梳装置——移动式冷压成型机——驱动检查车——垫布卷取机——尼龙带导开架——前伸长夹持机——单层平板硫化机（主机）——主机液压系统——后固定夹持机——五辊式拉伸牵引装置——切割装置——成品卷取机
第二种为尼龙带层输送带生产流程：垫布卷取机——尼龙带导开架——前伸长夹持机——单层（双）平板硫化机（主机）——主机液压系统——后固定夹持机——五辊式拉伸牵引装置——切割装置——成品卷取机
第三种为普通织物（帆布）芯层输送带生产流程：移动式冷压成型机（固定、使用其生带导开装置）——普通织物（帆布）导开架——前伸长夹持机——单层（双）平板硫化机（主机）——主机液压系统——后固定夹持机——五辊式拉伸牵引装置——切割装置——成品卷取机
华橡平带平板硫化机组系列一般为三合一组合产品，用户不用辅机部分，如钢丝绳部分装置，或增加指定装置，相对调整技术配备和价格。
3 主设计方案
华橡平带平板硫化机主设计方案为D型主机设计，其中采用上压式，设计中采用重力下降、机械同步、双作用缸拉动多缸气压补液和高压加压至5～7MPa最优硫化压力的方式，取消了主机的液压大系统，使用电机功率极大降低，相类用电装机容量仅为常规机种的四分之一，使得该类机组避免诸如耗能、液压油污染、庞大的下压油缸、油路故障、维修等等老大难问题，使得框架结构简单可靠，力分布均匀、封闭力系合理，设计、制造、运输、安装、使用、维护简洁方便，有效降低综合生产成本。
作为装备制造企业，遵从顺应市场原则，华橡厦门研发中心针对陕西橡六技术要求单独设计一套1.8 m x10 m钢丝绳输送带生产线机组，其中主机采用下缸式（A型）铸钢柱塞缸。该项设计，我们称之为传统型设计，可以完全满足需方要求。
4 新型系列机组的创新点
（1） 采用电磁离合器被动反驱卷轴形式，避开钢丝绳锭子与卷轴摩擦，降低预张紧所需动力，精确提供单根钢绳预张力，减少减速机-电机组数量由16组减为4组，降低能耗和维修难度，减小钢丝绳导开预张紧站整体空间尺寸，同时提高更换钢丝绳锭子的便利性；
（2） 液压张紧恒张站的单张缸采用双作用油缸取代传统单作用小径柱塞缸，缸头张紧轮采用U槽活支并提高单支强度，提供较宽的工艺张紧力，使用80根数以内钢绳时简化操作直拉通过，使用81～160根数时交叉错位，以减小液压张紧站整体空间尺寸，同时对单独的液压张紧缸进行分组分别压力监控，以同时采用不同线径的钢丝绳；
（3） 冷压车采用同主机相同缸径油缸产生较宽冷压压力，轮系借用行走式起重机标准主动、被动轮组，前进时与五辊张紧牵引装置伺服同步，工作后退时与覆盖胶片导开的垫布卷取装置伺服同步，并与胶片导开与垫布卷取装置分立吊装运输，现场并装，增加胶料放卷工位，既作为调配分层胶料，也为异形带的工艺储备，设计中采用边侧机动装料，对在线增添下层胶料提供极大便利；
（4） 主机采用框架板式分离式结构，D型采用双作用千斤顶式直立油缸，大流量低压快速行程采用气压补液为主，小流量高压加压产生闭合力系间所需的宽工艺单位面积硫化压力，无泄漏密封保压。各型主机均可选择采用位置传感器检测各缸行程，计算机调整各缸进油流量以达到精确电子多缸同步平衡控制，并以相同的模块同步温度控制，所有电控元器件立足国产件配套；
（5） 对传统热板进行改造，分立式加热块采用CNC加工迷宫槽，同时采用耐高温抗压环氧树脂玻纤层压板中置水冷块隔热，取消通体冷却板；采用分体热板提高可加工性和模具安装可能性；采用薄体整板接触板减低制作耗材和更换报废耗材，降低现场安装起重设备规格，后续设计中，保证间隙和平面度条件下，用电镀分跨接触板代替薄体整板接触板，直接采用上下模具腔板形式完成异形截面带硫化工艺；
（6） 垫铁机构采用同步伺服电机两侧同步或分侧带动链轮、链条组，驱动各跨主垫铁进退方式，既可以点动、半自动控制，也可在辅助垫铁条稳定拼贴时，由PLC全自动联动，其中上压方式的垫铁处理相对简单，两种结构都做了隔热、强度等工艺适应性设计，增加机动性同时减少原设计液压垫铁的框板内占用空间和用材；
（7） 液压设计由2.5、21、16、50 MPa多种压力组成的分系统和液压站以及管路设计和下压上、上压下的中压、高压、超高压油缸设计，其中D型超高压油缸将成为全系列单一通用标准件；
（8） 兼顾非钢丝绳输送带生产和复杂输送带（需模具类）要求以及输送带发展要求储备设计HMI+PLC控制系统，完成工艺存储调用、过程控温同步、油缸同步、液压控制、行走拉伸卷取三位同步、张力控制、安全保护的自动化控制和工位点动控制；
（9） 扩展设计：双横向布丝机构、热媒采用电热油和纯电加热以及波纹挡边带、圆管传送带专用带配套设计。
5 结束语
目前，正在选择配合用户，完成该机组系列的制造，建立该机组系列的企业标准，通过产品认证，争创省部级科技创新奖项。
为保护知识产权，该设计以及产品中涉及的创新关键技术部份已申报了实用新型专利，部份将以华橡自控know—how形式保有。
在该系列机组设计中，华橡厦门研发中心得到国内一流的输送带厂家、行业专家--青岛橡六领导层、技术层的多方面鼎力支持，在未来的联手双赢合作中，相信会有更多、更新的亮点，使该系列机组更加趋于完善，同时，也诚恳希望得到同行业资深工程技术人员的指点。我们大家的共同努力将使中国制造的平板硫化机装备和输送带产品一同站在世界的前列。
参考文献：
[1]杨顺根，白仲元主编.橡胶工业手册.第九分册（修订版）（下册）[M]. 北京：化学工业出版社，1994，8.
[2]巫静安，李木松主编.橡胶加工机械[M]. 北京：化学工业出版社，2006，1.
作者简介：
孙鲁西 机械工程师 从事现场机加工工艺和机电一体化整机设计工作 luxi.sun@gmail.com
于建东 助理机械工程师 从事机械制造研发设计工作 yujiandong2006@163.com
3/9/2008 | |
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