壓延膠簾布自動測厚裝置的設計

苗 非，徐云慧，2*，孫 鵬，王 虎

（1．徐州工業職業技術學院，江蘇 徐州 221140；2．中國礦業大學，江蘇 徐州 221116；3．徐州徐輪橡膠有限公司，江蘇 徐州 221005）

簾布壓延覆膠是橡膠制品加工過程中的關鍵工序，壓延參數尤其是壓延膠簾布厚度的控制直接影響橡膠制品質量。在實際生產中影響壓延膠簾布厚度的因素很多，例如壓延輥溫、輥距、輥速、輥筒間堆積膠量和膠料混煉質量等，且這些因素均具有不確定性，因此對壓延膠簾布厚度的檢測是非常必要的[1]。

目前，壓延膠簾布厚度多采用接觸式手提機械測厚計測量，這種測厚計雖然使用簡單，但其對運動的壓延膠簾布檢測具有諸多不足[2]。

本工作設計了壓延膠簾布自動測厚裝置（包括壓延膠簾布中間部位厚度測量裝置和邊部厚度測量裝置），現將設計情況簡介如下。

1 壓延膠簾布厚度現在的測量方法

1.1 壓延膠簾布邊部厚度

壓延機壓出的膠簾布平面距地面的高度為1.8～2.5 m，測量壓延膠簾布厚度時操作人員一般需向上伸手操作，讀數時人眼與刻度線不在同一水平線，測試結果存在較大誤差。同時，壓延過程中壓延膠簾布是一直運動的，操作人員在測量并讀取壓延膠簾布邊部厚度時測厚儀需夾住簾布一定時間，上身會隨著壓延膠簾布移動，雙腳則站在凳子或操作臺上，身體呈傾斜狀態，測量過程中存在較大安全隱患。

1.2 壓延膠簾布其他部位厚度

接觸式手提機械測厚計只能測量距壓延膠簾布邊緣5 mm以內的厚度，其他部位厚度的測量則需操作人員用剪刀剪取部分壓延膠簾布進行測量，一般情況是取長為6～10 mm、寬為3～5 mm的簾布條，然后再用接觸式手提機械測厚計測量3～5個點的厚度。該操作方法存在以下不足：一是隨著簾布運動，操作人員需抬高手臂用剪刀剪取簾布條，很不安全；二是剪取的簾布條測量后無其他用處，造成浪費；三是剪裁部分的膠簾布在成型時需要拼接，為成型帶來不便；四是在操作人員移動剪取簾布條時會用手擠壓膠簾布，剪取的膠簾布厚度會發生變化，造成測量誤差。

1.3 接觸式手提機械測厚計的不足

采用接觸式手提機械測厚計測量壓延膠簾布的厚度存在兩點不足。第一，不同操作工對壓力手柄的施加壓力不同會造成操作誤差，壓力大，厚度測量值偏小，壓力小，厚度測量值偏大；第二，只能進行點測量，不能實時監控膠簾布的厚度情況，即不能連續測量膠簾布的厚度。

2 壓延膠簾布自動測厚裝置的設計

壓延膠簾布自動測厚裝置由兩部分組成，分別為壓延膠簾布中間部位厚度測量裝置和壓延膠簾布邊部厚度測量裝置[3]。壓延膠簾布自動厚度測量裝置結構如圖1所示。

圖1 壓延膠簾布自動測厚裝置示意

2.1 壓延膠簾布中間部位厚度測量裝置

壓延膠簾布中間部厚度測量裝置采用非接觸式厚度測量裝置—壓延膠簾布專用X射線測厚控制系統。該系統由X射線發射源、X射線檢測器、測厚控制柜和用戶操作終端4部分組成。

（1）X射線發射源。在四輥壓延機主機左右兩個機架上端前部對應壓延輥的中間部位設置X射線發射源存放架，保證X射線發射源位置與壓出的膠簾布平行，使X發射向下發射到壓延膠簾布上，且距壓延膠簾布3～10 mm。

（2）X射線接收器。在四輥壓延機主機左右兩個機架下端前部對應壓延輥的中間位置設置X射線接受器存放架，保證X射線接收器位置與壓出的膠簾布平行，且距壓延膠簾布3～10 mm，保證其準確接收通過壓延膠簾布的X射線。

（3）測厚控制柜。測厚控制柜是整個系統的心臟，立放在壓延機主機左機架或右機架旁，主要裝置為信號轉換與處理器，負責采集和處理從X射線接收器傳來的信號，負責測厚儀數據處理，同時為整個系統提供穩定的電源。

（4）用戶操作終端。用戶操作終端設置在測厚控制柜附近，包括一個專用計算機和彩色顯示器，可顯示整個系統的檢測、設定和偏差值。用戶通過顯示頁面可直接控制和操作測厚儀。主操作頁面顯示正常操作所需的各種數據，維護頁面顯示系統正常工作時各種參數，如高壓反饋管電流、燈絲電流和射線源溫度等。一些與用戶質量有關的重要數據圖如厚度差曲線、厚度與長度關系曲線均可打印。技術員通過操作終端報表打印功能很容易打印已顯示的信息。

（5）X射線發射源存放架和X射線接受器存放架可以在壓延機前左右移動，以便測定壓延膠簾布中間部位50～100 cm寬度范圍的厚度。因此，在壓延機前端兩個左右機架上要設置可供X射線發射源存放架和X射線接收器存放架左右對稱移動的兩個橫梁，在兩個橫梁對應標刻距壓延輥中間的距離，便于對應移動X射線發射源存放架和X射線接收器存放架。另外，在橫梁上需設置固定存放架的固定螺絲和螺栓。

2.2 壓延膠簾布邊部厚度測量裝置

壓延膠簾布邊部厚度測量裝置采用的接觸式輕便數顯自動加壓大寬度測厚計（安裝結構如圖2所示）結構與普通厚度計的不同在于以下4個方面。

圖2 輕便數顯自動加壓大寬度測厚計安裝結構示意

（1）采用自動加壓。接觸式輕便數顯自動加壓大寬度測厚計在普通測厚儀控制桿處安裝不同的加壓砝碼，在操作界面設置加壓開關，這樣可做到自動加壓，減少人為加壓帶來的誤差。

（2）采用大寬度測厚把柄。接觸式輕便數顯自動加壓大寬度測厚計把柄設置成寬矩形，使把柄底端距離測量頭達30～50 cm，沿膠簾布兩邊可分別測量30～50 cm寬度范圍的厚度。

（3）采用輕便材料。普通測厚儀采用金屬把柄和金屬底座，輕便數顯自動加壓大寬度測厚儀則采用橡膠把柄和橡膠底座。

（4）安裝可供測厚計自由移動的不銹鋼管。在壓延機主機左機架與壓延機烘干輥左機架間和壓延機主機右機架和壓延機烘干輥右機架間分別設置兩根金屬不銹鋼管，鋼管直徑為3～5 cm。在兩根鋼管上均分別懸掛一個輕便數顯自動加壓大寬度測厚計，保證測厚計隨簾布運動而在金屬桿上自由移動。

2.3 使用效果

壓延膠簾布自動測厚裝置的使用效果如下：（1）實現連續測厚，對膠簾布質量實時監控；（2）實現自動測厚，避免測厚操作造成的膠簾布浪費和不安全因素；

（3）具有數據存儲功能，實現膠簾布的質量追溯；

（4）實現自動加壓和數顯讀數，減少人為讀數產生的膠簾布厚度測量誤差；

（5）實現全方位測厚，提高膠簾布質量控制。

3 結語

本設計壓延膠簾布自動測厚裝置已在輪胎生產企業實際應用，并獲得實用新型專利授權（CN 204831231U）。