橡胶压延机工作原理.docx
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橡胶压延机工作原理
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"
第三篇
橡胶压延成型机械设备
第一章
第一章橡胶压延机工作原理
橡胶压延机工作原理
第一节概述
压延机在橡胶机械中属于重型高精度机械，它是橡胶制品加工过程的基本设备之一。
自从!
""#年四辊压延机问世以来，随着橡胶工业的发展，新型原材料的应用，使压
延机不断的更新，新型压延机的特点是规格大，产量高、精度高，自动化程度高。
目前橡
胶用压延机最大规格为!
"!
$%&’$#毫米辊筒速度高达"#（!
##米）分；压延制品厚度误
差一般为*#+#!
毫米，最小达*#+##&$毫米；用电子计算机自动控制的压延机，可达到
全部作业自动化。
一、用途、分类
压延机主要用于胶料压片；纺织物挂胶；钢丝帘布挂胶；胶胚压型；胶片贴合；除去胶
料中杂质和挂隔离胶片。
压延机按用途可分为：
压片压延机；擦胶压延机；压片擦胶压延机；贴合压延机；压型
压延机；压光压延机和实验用压延机。
压延机按辊筒数目可分为：
两辊压延机；三辊压延机；四辊压延机和五辊压延机。
压延机按辊筒排列形式可分为：
!
型压延机；!
型压延机；,型压延机；"型压延机；-
型压延机；.型压延机。
二、工作流程
由于压延机的工艺用途不同，其工作流程亦各异，图/0!
0!
、图/0!
0&、图/0!
0
・!
!
!
・
第三篇橡胶压延成型机械设备
!
所示是各种不同用途压延机的工作流程图。
其中以三辊、四辊压延机应用最广泛，五辊
压延机目前只在塑料压延方面有所使用。
图!
"#"#两辊压延机工作图
$—压片；%—挤出机辊筒口型；&—冷双面贴合
图!
"#"’三辊压延机工作图
$—压片；%—压型；&—垫布压延；（—擦胶或单面贴胶
图!
"#"!
四辊压延机工作图
$—!
型压延机压片（最终产品）；%—）型压延机压型；
&—*型压延机贴合；（、+、,—"型、!
型、*型压延机两面挂胶
・##’・
三、规格表示与技术特征
第一章橡胶压延机工作原理
压延机规格用辊筒外直径（毫米）!
辊筒工作面长度（毫米）!
辊数表示。
如!
"#$!
%#&!
’，表示辊筒直径为"#$毫米，辊筒长度为%#&毫米的四辊压延机。
目前生产的压
延机已规定了直径和长度的比例关系（即规定长度与直径比在"（%）#之间），所以压延
机的规格可以仅用辊筒长度表示，并在长度前面冠以符号，以表示为何种类型。
如*+,
’-,./$$。
*表示橡胶类，+表示压延机，’表示四辊，-表示辊筒的排列形式为-型，
./$$表示辊筒长度为./$$毫米。
表#,.,.所示为几种压延机的技术特征。
表#,.,.压延机规格及技术特征
主要技术规格特征
外形尺寸
重量
名称
排列
形式
辊筒辊筒
直径长度
毫米毫米
辊筒速度
米0分
前：
..
辊筒速比
压延厚度压延宽度
毫米毫米
供电容量（）长!
宽!
高
米
主电机总容量
.34!
.3.
吨
两辊压延机1"#$%#$
后：
..
.2.
.2.2.3##
//3#
!
.3’
.36!
.3’
"3&
三辊压延机5"#$%&$中/34
.2.2.
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三辊压延机!
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三辊压延机1%.$.4#$&3’）&’
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四辊压延机!
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无级$3"）.$.’&$..&
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钢丝#,6
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四辊压延机倒5（!
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四辊压延机-4$$./$$%）%$.2.3&2.3&2.$3"）.$.&$$."&!
""6.3&.$!
6!
’3#."$
・..#・
第三篇橡胶压延成型机械设备
第二节基本结构
一、整体结构与传动系统
!
"整体结构
压延机主要由辊筒、辊筒轴承、机架和机座、调距机构、温度调节装置、控制系统、润
滑系统和传动装置所组成。
图#$!
$%为!
%&’（!
）’’毫米三辊压延机。
在铸铁机座!
上平行的安装两个用上
横梁）相连的机架#，在机架上装有三对辊筒轴承%、&、*及三个辊筒+、,、-。
中辊筒,的
轴承&固定在机架上，上、下辊轴承%和*分别与调整螺杆!
’和!
!
相连接。
用电动机
!
）或手轮!
#通过垂直杆!
%，蜗杆蜗轮!
&和蜗轮箱!
*完成辊距调整工柞，用爪形离合器
!
+、!
分别控制上、下辊的调整，用爪形离合器!
-、）’分别控制左、右端的调整。
辊距指
示器）!
指示辊筒的调整大小。
安全装置#,用以控制辊距的调整范围及紧急停车。
压延机辊筒的传动是通过电动机）），减速机）#、驱动齿轮）%传动中辊筒,的，在
中辊筒,上装有速比齿轮箱）&用以传动上、下辊筒+和-，速比更换器）*用以变更
速比。
制动器）+用以制动传动轴以便紧急停车。
加热与冷却装置）,可根据压延作业的需要向辊筒中供蒸气或冷却水。
机器的润滑油通过油泵）-和滤油器#’与油管及机器各润滑点相通，润滑油循环使
用。
扩布装置##可使帘布扩张，通过递布板#%进入辊距，切胶边装置#&用以切除胶片
两边多余的胶条，切胶片装置#*可把胶片切成一定的宽度。
挡胶板#+用以控制加胶宽度。
图#$!
$&所示是!
*!
’（!
+#’毫米四辊!
型压延机。
该机的特点是辊筒成!
型排
列，速比齿轮在辊筒的两侧各装一组；调距装置分别用单独电动机传动；电动机与减速机
出轴成垂直布置，减少了占地面积，此种机台广泛的应用于轮胎，管带的生产中。
图#$!
$*所示为.型四辊压延机，它的优点是速度高、精度高、可提高生产能力和
产品质量。
・!
!
%・
第一章橡胶压延机工作原理
・""!
・
第三篇橡胶压延成型机械设备
图!
"#"$!
%#&’#（!
&四辊!
型压延机
#—电动机；）—减速机；!
—润滑油泵；*—辊筒；$—调距装置；
%—帘布压紧装置；（—挡胶板；+—加热冷却装置；,—速比齿轮
辊筒#为合金冷硬铸铁，采用钻孔辊筒，用过热水循环方式的自动温度调节机构调
节辊筒温度。
四个辊筒成-形排列，这样不但使其受力状态合理，而且操作方便。
辊筒
轴承）由轴承体，轴瓦组成，轴承体为正常结构。
调距装置!
分别装在#号、）号和*号
辊筒上，!
号辊筒固定。
辊筒左、右端的调距可成对同时调节。
也可每端单独分别调节。
调距装置是由电动机、电磁离合器和行星摆线针轮减速机、蜗轮减速机以及调距螺杆组
成。
轴交叉装置*设在#号和*号辊上，目的是使辊筒在负载状态下产生的变形得到一
定的补偿。
辊筒和轴交叉装置的调节是由电动机经过行星摆线针轮减速机，蜗轮减速机
和调节螺杆来实现的，用液压缸油压来平衡，其调节范围可通过指示器指示。
拉回装置$
装在每个辊筒上，它是由装在机架外侧辊筒轴端的油缸，通过液压系统向油缸内供压力
油而产生预负荷力，使辊筒轴颈在工作时紧密地靠在轴承的负荷面上，从而保证压延机
精度。
刺气泡装置装在!
号辊筒附近，对包辊胶片刺孔、排除气泡以保证压延质量。
四
个辊筒用两个电动机通过减速机##及万向联轴节#&驱动，调速装置采用可控硅调节，
省电、效率高、结构小、维护方便，因此可在不改变流程情况下贴胶、擦胶或压延胶片。
装
有自动测厚计和温度自动记录测量装置，可自动控制制品厚度和辊筒温度。
加料装置#+
可自动加料，安全装置用于紧急停车以保证机械与人身安全。
・##%・
第一章橡胶压延机工作原理
・""!
・
第三篇橡胶压延成型机械设备
!
"传动系统
压延机在传动要求上具有如下两个特点：
第一，为适应操作上的方便，压延机需变换
辊筒的压延速度，即要具有快速、慢速回转，并且能平稳地调整；第二，为适应不同的压延
工艺要求，压延机须能变换辊筒的速比，即速比等于#或速比不等于#进行压延操作。
为了满足第一个特点要求，一般选用交流整流子电动机（小规格压延机采用）或直流
变速电动机（大规格压延机采用）进行无级变速传动。
直流变速电动机附有交直流电动
发电机组供直流电，现推荐用可控硅整流。
三辊压延机的传动系统如图$%#%&示。
图中具有两套速比齿轮组，使辊筒可在不
同的速比下工作，速比齿轮&、’、（、#）用离合器#!
与辊筒连接，这四个齿轮分组使用以
便得到不同的速比。
下列为离合器连接的四种情况：
（#）离合器与齿轮&、’连接，与齿轮（、#）脱离。
（!
）离合器与齿轮&、#）连接，与齿轮’、（脱离。
（$）离合器与齿轮（、’连接，与齿轮&、#）脱离。
（*）离合器与齿轮（、#）连接，与齿轮&、’脱离。
图$%#%&三辊压延机传动图
#—电动机；!
—减速机；$、*—驱动齿轮；+、,—主动齿轮；
&、’、（、#）—从动齿轮；##—联轴节；#!
—离合器
四辊压延机的传动系统如图$%#%’示。
图$%#%’四辊压延机传动图
#—电动机；!
—减速机；$、*—驱动齿轮；
+、,—主动齿轮；&、’、（、#）、##—速比齿轮
・##’・
第一章橡胶压延机工作原理
与三辊压延机相比同样具有两组速比齿轮及!
种组合形式，用键连接代替离合器接
连。
侧辊与上辊的速比一定。
图"#$#%所示为&型四辊压延机的传动系统，由于采用了轴交叉装置和拉回装
置，需使用独立的齿轮箱，通过万向联轴节由两个或一个电动机传动，或采用单独电动机
传动，如图"#$#$’示。
图"#$#%&型四辊压延机传动图
$—电动机；（—变速箱；"—万向联轴节；
!
—辊筒；）—轴承
图"#$#$’&型四辊压延机传动图
$—电动机；（—变速箱；"—万向联轴节；
!
—辊筒；）—轴承
这种传动方式可以使辊筒之间的速比在一定范围内（从等速到高达$*"）任意调节，
从而可在&型四滚压延机上进行擦胶、贴胶、压延胶片以及薄层胶片复合等多种作业，并
可按照配方的要求，随意调节，保证压延质量，工作适应性好。
另外由于将驱动轮等均放在独立、减速箱内，这就可以采用小模数斜齿与人字齿轮、圆
孤齿轮及行星摆线针轮来传动，采用滚柱轴承，建立润滑机构。
但占地面积大、造价高。
二、主要零部件
$+辊筒
压延机辊筒和炼胶机辊筒相似，但要求更精密，由于压延机用于半成品生产，因此工
艺上就要求辊筒表面光洁度高，一般要求达到,-.级；并且要求辊筒有足够的刚度，从
而减少在横压力作用下的弯曲变形，同时还要求辊筒在加热或冷却时，辊筒温度尽可能
达到一致，因而要求对中空辊筒内腔沿整个工作长度镗孔，以保证辊筒厚度一致，否则由
于辊筒回转时产生弯曲和表面温度不均匀，从而导致压延制品的厚薄不均。
・$$%・
第三篇橡胶压延成型机械设备
压延机辊筒材料多采用冷硬铸铁或铸钢。
辊筒的结构形式有两种：
一种是中空辊
筒，一种是钻孔辊筒。
中空辊筒如图!
"#"##$所示，其加热或冷却采用密闭式的加热冷却装置，加热介
质一般用蒸气或过热水，蒸气或水经分配器#进入辊腔内带孔的管!
中，然后从小孔喷
出，对辊筒%进行加热或冷却。
经交换后的废水或蒸气从辊腔经分配器排出。
图!
"#"##压延机辊筒
这种辊筒表面温度分布不均，中部温度比两端温度高，一般相差&’（），造成压延厚
度不均匀。
因此有在中空辊筒两端头附近装设高频交流电磁板加热以减少辊筒表面温度
不均匀性，从而达到提高压延质量的目的，但现代压延机一般采用钻孔辊筒代替中空辊筒。
钻孔辊筒如图!
"#"##*示，它在辊筒表面冷硬层内钻有一系列互相平行的纵向孔
+，蒸汽或冷水经分配器#进入辊筒%的中心镗孔,，后即沿倾斜径向孔&进入周边的钻
孔+，对辊筒进行加热或冷却，废水从斜孔（、空腔,、小管!
经分配器#排出，图!
"#"
##-为钻孔表面展开图。
辊筒轴向钻孔的两端用装有石棉橡胶垫的端盖封闭，端盖用双
头螺栓及螺母与辊筒端面压紧，双头螺栓固定在辊筒上。
也有的厂采用金属堵塞，把轴
向钻孔的两端封闭。
钻孔辊筒比中空辊筒具有下列优点：
传热面积约为中空辊筒的两倍。
辊筒传热快，表面温度均匀，且易于调节温度，与同规格中空辊筒比，其工作面与传
・#%.・
第一章橡胶压延机工作原理
热面间的距离（厚度）大大减少，热阻力小，因此传热效率高。
例如!
!
"#毫米的辊筒，若
采用中空辊筒，其壁厚达"$%&"’#毫米；若采用钻孔辊筒，辊筒表面与钻孔中心的距离
为!
（）*毫米，钻孔直径为$*）’毫米，辊筒表面与钻孔表面的厚度为*#）+毫米。
这样，传
热介质在辊筒表面接近的位置通过，热介质的温度与表面温度传热时间非常短，传热效
果好，温度分布均匀，且易于调节温度，保证制品质量。
钻孔辊筒中央部位与两端的厚度一致（中空辊筒两端的厚度略大）。
因而辊筒的工
作部分表面温度均匀一致，其两端温差不超过,"-，有利于提高半成品质量。
钻孔辊筒在保证辊筒的温度要求条件下，辊筒的断面尺寸可增大（或缩小），且整个
工作部分均匀一致，使辊筒的刚性大大提高。
因而减轻辊筒弯曲，提高产品质量。
其缺点是钻孔辊筒的制造技术要求较高，大量生产时需要专用钻孔机床，否则效率
太低。
$）调距装置
调距装置用于调整压延机辊筒的辊距。
常用的调距装置一般可分为整体式和单独式两种。
图（."."$所示为常用两级蜗杆蜗轮传动整体式调距装置的工作原理。
电动机"
和手轮（配合操纵。
当双向电动机"转动时，通过齿轮$、伞形齿轮!
、传动轴%和两对蜗
杆蜗轮"（、"’与/、"*转动调整螺杆"#，调整螺杆"#与固定在机架上的螺母""配合带
动辊筒上、下移动，根据电动机的转向决定辊筒调距方向。
图（."."$整体式调距装置原理
"—电动机；$—传动齿轮；（、’—手轮；*、+、"!
—离合器；!
—伞形齿轮；
%—传动轴；/、"’—蜗轮；"#—调整螺杆；""—螺母；"$—压盖；"（、"*—蜗杆
离合器+用以单独控制上辊筒或下辊筒，离合器"!
用以分别控制辊筒的左端或右端。
图（."."（为上述系统的主传动部分及调整部分结构。
・"$"・
第三篇橡胶压延成型机械设备
・"!
!
・
第一章橡胶压延机工作原理
大手轮!
、小手轮"和离合器#分别与伞形齿轮$的轴固定，大传动齿轮%套于该轴
上。
用小手轮"控制离合器#，当离合器与大齿轮%脱开后，系统与电机脱离，手轮!
起
作用，可见电机用于大范围调距，手轮用于小范围精确的调距。
调距螺母&&的安全系数比辊筒和机架的安全系数小些，这样螺母可作为压延机的
一个安全装置。
上述调距装置的缺点是操作不够简便，机构比较笨重，多用于老式的设备中。
近代
新型压延机通常采用单独传动。
即每个辊筒（除中辊外）都有一套单独的电机调距装置，
并采用两级球面蜗杆或行星齿轮或行星摆线针轮等减速传动，这样可以提高传动效率，
减少调距电动机功率和减小体积。
用时便于实现调距机械化和自动化。
图!
’&’&"所示是用两级蜗杆蜗轮减速器的单独电动机调距装置，可以保证每个
轴承单独的动作，也可以协调动作，便于实现调距的机械化与自动化。
电动机是双向双
速的，!
$&（）&*!
（毫米压延机的快速调距为#+（"毫米,分，慢速调距为%+#%毫米,分。
图!
’&’&#为压延机上采用行星摆线针轮减速器传动的单独电机调距装置。
该装置由电动机&、变速器%、行星减速器!
、蜗杆与蜗轮"、调节螺杆$和螺母*组
成。
辊筒左、右端的辊距可以成对的调节也可以单独调节，由于采用了绕线式电动机这
就保证了左、右端同步作业。
另通过装在变速器内的两个电磁离合器（它是采用联锁控
制的）进行快、慢两个速度的选择。
为防止辊距调节过大造成机械的损伤，在机架外侧装
有辊距行程限位开关，当辊距达到%（毫米时，限位开关动作，电动机自动停止转动。
!
+轴交叉装置
轴交叉装置的作用是在辊筒两端施加外力，使两平行辊筒产生轴向交叉，从而补偿
由于辊筒挠度引起的胶片厚薄不均的误差。
图!
’&’&$所示为轴交叉装置
电动机&经过行星摆线针轮减速器%、蜗杆和蜗轮!
使固定着调整螺母#的轴"转
动，在螺母#内为螺杆$，并在其上面装有弧面支座*，支座*紧紧压合轴承体弧面块-。
由于轴"与螺母#转动，螺杆$则上、下运动，因而带动轴承体.及辊筒&（偏移，使之与
另一平行辊筒产生轴向交叉。
轴承体.靠油压缸&&和柱塞&%通过压杆&!
来平衡。
"+预负荷装置
预负荷装置又称为零间隙装置或拉回装置，无论滚动轴承或滑动轴承，其辊筒轴颈
（对滚动轴承来说，轴颈套在内圈上）和轴衬（对于滚动轴承是轴承不动的外圈）之间都
有，一个间隙。
因为辊筒可能产生热膨胀。
当压延机负荷工作时，辊距充满胶料，辊颈和
轴衬间的间隙在横压力作用下逐渐减到零，因而对胶片厚度无影响（见图!
’&’&*/）。
但在辊距中的存胶量变化时，作用到辊筒中的横压力0&、0%、0!
就发生变化，此压力首先
・&%!
・
第三篇橡胶压延成型机械设备
引起胶片厚度的改变。
因此，在压延机上通常采用预负荷装置，预先对轴承加一负荷（如
图!
"#"#$%中的位置），工作时轴承就处在&位置（见图!
"#"#$&），以避免由于辊筒
负荷变化而影响产品的精度。
通常在每个辊筒轴承体的外侧装一个较小的辅助轴承体，
用预负荷装置对这个辅助轴承体施以足够的外力（液压或机械）以消除间隙，防止辊筒抖动。
图!
"#"#’两级蜗杆蜗轮传动的调距装置
#—双向双速电动机；（—弹性联轴节；!
—蜗杆；’—蜗轮；）—蜗杆轴；*—蜗轮；
$—调距螺杆；+—调距螺母；,—机架；#-—压盖；##—止推轴承，#（—辊筒轴承
・#（’・
第一章橡胶压延机工作原理
图!
"#"#$行星减速器传动的调距装置
#—电动机；%—变速器；!
—行星减速器；&—蜗轮；$—键；’—调整螺杆；（—螺母；
）—压盖；*—止推块；#+—止推轴承；##—夹板；#%—轴承体；#!
—蜗轮罩
图!
"#"#）所示为单缸拉回式预负荷装置，在机架#的外侧固定有油压缸%的支承
轴!
，油压缸的活塞&通过活塞杆$的末端用销轴’固定轴承外壳（，其内紧压滚动轴承
），轴承两端用半圆形上压盖*和下压盖#+封闭。
・#%$・
第三篇橡胶压延成型机械设备
图!
"#"#$压延机轴交叉装置
#—电动机；%—行星摆线针轮减速机；!
—蜗轮；&—蜗轮轴；
’—调整螺母；$—螺杆；（—弧面支座；）—弧面块；
*—辊筒轴承；#+—辊筒；##—油压缸；#%—柱塞；#!
—压杆
当往油压缸内通以压力油时，活塞及活塞杆带动轴承体及辊筒移动，使辊筒得到预
负荷。
预负荷装置在辊筒工作前即应启动，保证辊筒达到预先指定的位置。
’,扩布装置
常用的扩布装置按其结构可分为弧形（中间具有（+-#++毫米的挠度）扩布器、螺旋
（表面上刻有自中间向两端延伸的螺纹）扩布器和旋转辊子扩布器三种，在一台设备中可
以联合采用。
・#%$・
第一章橡胶压延机工作原理
图!
"#"#$辊筒轴颈的负荷及其在轴承内的位置
%—没有预负荷时负荷辊筒的位置；
&—有预负荷装置辊筒在无负载时的状态；
’—有预负荷和辊筒有负载时的状态；
!
、"、#、$—辊筒；
#—胶料；（—工作负荷时辊筒轴颈和轴衬间的间隙；
!
—辊筒轴颈；）—辊筒轴承；*#、*（、*!
—横压力
图!
"#"#+单油压缸预负荷装置
#—机架；（—油压缸；!
—支承轴；）—活塞；
—活塞杆；-—销轴；$—外壳；+—滚动轴承；
.—上压盖；#/—下压盖；##—主轴承；#（—辊筒轴颈
・#（$・
第三篇橡胶压延成型机械设备
图!
"#"#$所示是旋转辊子扩布器的结构和工作状态。
两个辊子!
固定在带手柄
%的转动圆盘&上，用带拧紧手柄$的螺栓#’将圆盘固定在支架（上，支架（焊在活板）
上，此活板可沿双头螺栓*转动，并用螺帽+将其固定在一定位置上。
下固定板#由支架
固定在机架上，此装置在机架两边各安装一个。
图!
"#"#$旋转辊子扩布器
#—下固定板；*—双头螺栓；!
—辊子；
&—转动圆盘；%—手柄；）—上活板；
（—支架；+—螺母；$—手柄；#’—螺栓；
辊子的构形稍带圆锥形，以保证帘布扩展均匀及增大边缘的展布能力。
图!
"#"*’为其工作状态。
图!
"#"*’旋转辊子扩布器工作状态
#—帘布；*—辊子；!
—固定板及活动板
扩布的方法如下：
・#*+・
第一章橡胶压延机工作原理
帘布夹在两对辊子之间，当辊子沿总回转轴转动时，扩布张力角!
即行增大，帘布张
力随之增大，此时若"增大，帘布张力也增大，由于这个原因帘布扩展能力及伸张力均有
增加。
此种扩布器安装位置最好在两个地方，即帘布还没有受到剧烈伸张的地方和离压延
辊筒最近的地方。
此种扩布器的优点是结构简单，操作方便又可靠。
提高了帘布使用面积，消除了帘
布中间的伸张，帘布密度均匀。
!
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