微通道換熱器翅片機雙頭放卷裝置的設計

李淑芳，丁瑞芳，2，陳鼎，2，曾志剛，2

(1.華中科技大學機械科學與工程學院，湖北武漢430074；2.東莞華中科技大學制造工程研究院廣東省制造裝備數字化重點實驗室，廣東東莞523808)

翅片作為微通道換熱器的基本組成元件之一，廣泛應用于汽車，航天，微電子等各種需要熱交換器的裝置中。翅片機作為生產翅片的專用設備，其工作性能的好壞直接影響到翅片的生產品質和工作性能，而鋁箔卷材的放卷裝置作為翅片機生產過程中的第一個生產環節，對整個設備的工作性能有著重要的影響。

傳統的放卷裝置采用被動式放卷，即主要收卷棍或者由下一道工序中的主機提供動力，將鋁箔從放卷架上拉出，此時需要在放卷軸上加一定的制動力矩，一般通過磁粉制動器來提供，這種設計的缺點在于磁粉制動器的輸出轉矩的調整困難，極易造成鋁箔料材的過度拉伸甚至拉斷。

本設計考慮到采用鋁箔厚度僅為0.08mm，且允許的拉力變化范圍較小，因此設計了一種主動式放卷裝置，即由專門的放卷馬達驅動放卷主軸旋轉實現料材放卷，控制方便可靠，同時雙頭放卷使得工作效率大大提高。

1 放卷部分結構設計

放卷裝置的結構如圖1所示，主要由放卷架、雙放卷頭、限位機構組成。放卷架固定安裝在底座上，雙放卷頭安裝在放卷架上。可以水平旋轉，限位機構豎直安裝在放料架上。

圖1 放卷裝置

放卷架立柱焊接在下底板上圖2，上端安裝有轉盤軸承，雙放卷頭通過連接板與轉盤軸承連接，可以實現放卷頭相對于放卷架在水平面內旋轉。

圖3放卷盤結構的卡盤與內卡塊通過楔形燕尾槽結構配合實現卡緊，卡盤調節塊通過螺紋連接在放卷軸上，可通過調節螺紋的在軸上的旋入量來調整卡盤的卡緊狀態。內外卡塊之間通過螺釘連接固定，鋁箔卷材卡裝在外卡塊上。

圖2 放卷架

圖3 放卷盤

圖4 所示是限位機構通過踏桿帶動拉桿，然后再由拉桿帶動滑板沿著導軌上下滑動，滑塊限位軸安裝在滑板上，并與圖5所示限位座配合共同實現限位功能。圖5所示限位部分安裝在安裝放卷頭的支撐架上。

圖5 限位座

2 張力檢測部分結構設計

張力檢測部分采用典型的三輥張力檢測原理圖6，由下面的一個浮動輥和上面的兩個固定棍子以及固定支架體組成。浮動棍通過直線軸承可沿著固定立柱上下滑動，被測鋁箔繞在這三個輥上面，當鋁箔張力增大時，浮動棍向上移動，當鋁箔張力減小時，浮動棍向下移動，通過測量浮動棍的移動量來達到卷材張力控制的目的。

圖6 張力檢測裝置

3 結論

本文所設計的翅片機的雙卷頭放卷裝置可實現翅片鋁箔卷徑最大達1 800mm，卷材厚度最大可達到100mm，最大放卷速度約為300m/min。采用放卷馬達牽引下的鋁箔卷材主動放卷，設計為雙旋轉開卷機頭，可在一頭料架上的卷材使用完后，直接旋轉料盤將處于待機狀態的放卷料進行放卷，料盤定位可靠，可實現放卷的方便高效，同時該裝置可用于其它需要采用放卷裝置的相關機械設備的設計中。

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