中空压花辊筒加工过程中弯曲变形原因分析.pdf

Ac a d em i c 学术 中空压花辊筒加工过程中弯 曲变形 原 因分析 河南安彩高科股份有限公司 一 马素良 潘新征 刘鹏程 摘 要 ： 压延辊是光伏玻璃生产成型中的核心构件 ， 在压延辊生产过程中经常会出现弯曲变形现象 ， 严重制约了压延辊生产的正常进行。为突破 这一难题 ， 技术攻关团队经过艰难攻关 ， 取得预定目标。本文通过对一系列辊筒的数据分析和实体造型后的仿真 ， 确定了辊筒弯曲变形的主 要因素 ， 并采取针对性措施 ， 从根本上解决压延辊生产过程中弯曲变形的问题。 引 言 光伏玻璃压延辊与普通压延辊相 比，工作 环境温度 高，冷热变换范围大，一次使用时间 长，在压延辊筒 的车、磨 、压花过程中，辊筒 需承受很大 的压应力，易导致弯 曲变形。经技 术人员调查、分析对辊筒弯 曲变形产生影响的 各种因素， 从消除应力等多方面采取对策方案， 经多次试验 ，最终找 出了辊简压花变形 的主要 原因。在此基础上采取相应 的措施，压延辊弯 曲变形均在 0 0 2至 0 0 3 ra m之间，从根本上解 决了压延辊弯曲变形的问题。 压延辊辊筒弯曲原因分析 1 应力对压延辊的影响 1 1 辊筒在长期滚压 中，由于反复受 “ 升 温一 降温 ”这一循环过程 ，可产 生内应力。在 以后加工过程 中会导致辊筒变形； 1 2 辊筒在加工过程中，由于受力不均匀， 产生加工应力，导致弯 曲。 针对以上两种现象， 采用去应力退火处理， 热处理后再进行辊筒压花时，还是 出现弯曲现 象，并无明显效果，具体数据如下 回火后辊筒的压延数据 实验数据表明，内应力对于辊筒的变形不 起主要作用 。 2 压延辊压制挠度分析 压延辊表面压花时工件安装如下图所示 1 一卡盘2 一辊筒3 一压花刀4 一 尾座 辊筒压花前后的跳动情况如下表所示 中2 3 9外圆 距左端 中间 距右端 6 0 0跳动 跳动 6 0 0跳动 滚花前 中2 3 9 4 3 O 0 2 O O l 0 O 1 5 滚花后 02 3 9 6 1 O 2 3 O 2 O 0 1 9 根据上图装夹方 式，实际压花过程 中，工 件的受力情况可视为 一端固定，一端为活动支 座的变截面筒支梁，其受力情况 ，按照以下公 式计算： P 1 2E J yx ( 4 9 ； + 6 莩一 ) ( P 一压花过程 中滚轮有效宽度作用在工 件表面的滚压力 。) 代 入 数 值 得 P ： 4 2 0 k g ， 最 大 挠 度 Y m x = O 0 3 m m ，即 工件 压 花 中最 大 弯 曲变 形 为 0 0 3 m m ，由此产生的最大跳动量为 0 0 6 m m ， 此值 与压花前工件跳动量之和应为压花后工件上产 生的最大跳动。为验证此理论，我们首先进行 了实体仿真，通过造型分析，辊筒的弯 曲变形 情况如下图所示： 由造型分析得出在压力作用下，辊筒在 2 3 处弯曲变形量最大，这和上述理论分析完全 相符，同时也和实际压花过程 中的弯 曲情 况是一致的。 综上所述，辊筒表面压花时的受力状态是 辊筒在滚压力作用下受到移动集中载荷的弯曲 应力，同时变形处表面材料在滚压力作用下产 生一定深度 的塑性变形形成所需花纹 。通过改 变受力截面改变应力集 中区可以改变辊筒的抗 弯能力，从而改变辊筒滚花后表面几何精度。 试验情况如下表： 2 3 6 外圆 距 左 端 中间 距 右 端 6 0 0跳动 跳动 6 0 0跳动 滚花前 2 3 6 2 6 O O 2 0 O l O O l 5 滚花后 中2 3 6 4 4 O O 2 O O 2 O O 2 3 结论 针对辊筒的弯 曲现象，通过上述对辊筒应 力分析、挠度分析可得出，辊筒的弯曲变形与 辊筒 的挠度有很大关系，这为解决辊筒的弯 曲 变形难题提供了科学的理论依据，成为压延辊 技术攻关中的一项重要突破 ，在压延辊实际生 产中起到了重要的指导作用。 作者简介 1 马素 良 ( 1 9 8 3 0 6 )，男，汉，河南安 阳， 河南安彩高科股份有限公司， 工程师，学士， 研究方向机械设计、制造 2 、 潘新征 ( 1 9 7 7 0 9 ) ， 男， 汉， 河南驻马店， 河南安彩高科股份有限公司，工程师，学士， 研究方向光伏玻璃生产 3 、刘 鹏程 ( 1 9 7