鋁箔軋機(jī)主要設(shè)備配置計(jì)算分析

門轉(zhuǎn)平

(中色科技股份有限公司，河南 洛陽(yáng) 471039)

隨著高速寬幅鋁箔軋機(jī)在我國(guó)鋁加工企業(yè)應(yīng)用逐漸增多，各鋁板帶企業(yè)對(duì)軋機(jī)的要求也越來越高，尤其在生產(chǎn)效率、可靠性、維護(hù)性等方面。從軋機(jī)設(shè)計(jì)調(diào)試與應(yīng)用維護(hù)的角度分析，所有的高速寬幅鋁箔軋機(jī)主要技術(shù)特點(diǎn)比較明顯。與傳統(tǒng)軋機(jī)設(shè)備相比較，現(xiàn)代鋁箔軋機(jī)具有多種優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在開卷機(jī)、軋機(jī)主機(jī)、卷取機(jī)等主要設(shè)備選型配置中的力能參數(shù)、減速機(jī)速比、電機(jī)選取等。 這“三大主機(jī)”電機(jī)的正確選取和減速箱速比的正確確定對(duì)于鋁箔軋機(jī)高質(zhì)量、高效率的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工藝路線具有十分重要意義。

1 軋機(jī)主機(jī)電機(jī)的選型和速比配置

軋機(jī)主機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)主要由主電機(jī)、主減速箱及分齒箱、萬向接軸等組成。主電機(jī)動(dòng)力通過主減速及分齒箱、萬向接軸傳遞到軋輥，驅(qū)動(dòng)軋輥旋轉(zhuǎn)進(jìn)行帶材軋制。現(xiàn)以某廠的2150mm鋁箔粗軋機(jī)為例進(jìn)行說明。設(shè)計(jì)輸入條件如下：

軋制材質(zhì)：1xxx、8xxx、3003系合金；

來料規(guī)格：厚度0.02mm～0.6mm (1xxx、8xxx合金)，0.5mm (3003合金)；

寬度1000mm～1980mm；

卷材內(nèi)徑：Φ565mm；

最大外徑：Φ1900mm；

最大卷重： 12870kg(不含套筒)；

成品規(guī)格：厚度1×0.012mm，2×0.006mm(8079合金)，0.02mm(3003合金)；

寬度1000mm～1980mm；

軋制力矩： 20.1kN·m；

最高軋速： 2000m/min；

工作輥規(guī)格：Φ280mm/Φ255mm×2300mm；

支承輥規(guī)格：Φ950mm/Φ920mm×2150mm。

1.1 主傳動(dòng)配置

設(shè)定鋁箔穿帶速度時(shí)，現(xiàn)代鋁箔軋機(jī)一般定為20m/min～40 m/min，鋁箔軋機(jī)為閉輥縫軋制，如果穿帶速度對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速不超過10r/min，此時(shí)電機(jī)處于爬行狀態(tài)，容易造成鋁箔斷帶，穿帶困難。所以在配主傳動(dòng)減速箱速比時(shí)，注意增速比不應(yīng)太小。

1.2 注意事項(xiàng)

直流電機(jī)的選型主要是確定功率、額定轉(zhuǎn)速和弱磁轉(zhuǎn)速。主電機(jī)功率的確定主要依據(jù)是額定軋制扭矩，而扭矩的確定是依據(jù)軋制工藝表，這也是軋機(jī)設(shè)計(jì)重點(diǎn)。初步確定了電機(jī)功率后，要結(jié)合電機(jī)樣本來確定電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速和弱磁轉(zhuǎn)速。有以下幾個(gè)原則：(1)電機(jī)轉(zhuǎn)速盡量接近軋輥轉(zhuǎn)速，速比接近1；(2)選擇額定轉(zhuǎn)速偏高的電機(jī)，以使尺寸、重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小，同時(shí)造價(jià)越低。

2 開卷機(jī)、卷取機(jī)電機(jī)的選型和速比配置

2.1 卷取機(jī)傳動(dòng)的配置

現(xiàn)代鋁箔軋機(jī)在設(shè)計(jì)卷取傳動(dòng)時(shí)，通常不配減速箱，當(dāng)帶材寬度和厚度變化較大時(shí)，配大小電機(jī)串聯(lián)傳動(dòng)(大電機(jī)配置在尾部，可通過撥叉離合器將大小電機(jī)脫開)。這樣配置的優(yōu)點(diǎn)是在軋制薄帶時(shí)，可將大電機(jī)脫開，僅有小電機(jī)驅(qū)動(dòng)錐頭，保證了工藝對(duì)小張力的要求，減小了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，有利于高速軋機(jī)加減速控制。

2.2 開卷機(jī)傳動(dòng)的配置

現(xiàn)代鋁箔軋機(jī)開卷傳動(dòng)通過電機(jī)和減速箱串聯(lián)傳動(dòng)，當(dāng)來料有紙?zhí)淄矔r(shí)，需用雙柱頭開卷機(jī)，傳統(tǒng)的鋁箔軋機(jī)往往在傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)各配1臺(tái)電機(jī)和減速機(jī)。而現(xiàn)代鋁箔軋機(jī)僅在傳動(dòng)側(cè)配1個(gè)減速機(jī)和2臺(tái)電機(jī)串聯(lián)，這樣設(shè)計(jì)少了1臺(tái)減速箱，回轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比較小，有利于高速軋機(jī)加減速控制，也節(jié)約了成本。嚴(yán)格控制回轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是設(shè)計(jì)一臺(tái)高速鋁箔軋機(jī)能不能成功的關(guān)鍵。

2.3 注意事項(xiàng)

(1)一般鋁箔軋機(jī)開卷張力大于卷取張力，帶材不易拉斷，能防止跑偏，降低軋制壓力比較顯著。但是，最大張應(yīng)力不應(yīng)超過合金的屈服極限，以免發(fā)生斷帶；最小張應(yīng)力必須保證帶材卷緊卷齊。設(shè)計(jì)中可選擇張應(yīng)力值q=(0.2～0.4)σs，通常在8MPa～30MPa，帶材越薄張應(yīng)力值越大。

張力在軋制工藝中是一個(gè)很重要的參數(shù)，其作用可歸納為以下幾點(diǎn)：軋制過程中，開卷、卷取張力的施加都能使軋制壓力降低，能耗下降;開卷張力的施加對(duì)軋制力的影響幅度要大于卷取張力；同時(shí)開卷張力的施加對(duì)板型產(chǎn)生明顯的影響，張力可防止帶材跑偏，保證軋制穩(wěn)定。

3 結(jié)束語

鋁箔軋機(jī)的設(shè)計(jì)，應(yīng)該始終圍繞關(guān)鍵設(shè)備和難點(diǎn)問題的有效解決，此舉是提高設(shè)備效率、保持軋制良好、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的有力保證。現(xiàn)代鋁箔軋機(jī)是一個(gè)系統(tǒng)化的機(jī)電產(chǎn)品，需要依據(jù)軋制工藝路線系統(tǒng)地考慮機(jī)組配置，更需要不斷吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)成果融匯到軋機(jī)設(shè)計(jì)中，使鋁箔軋機(jī)的發(fā)展始終滿足市場(chǎng)的需要。