層壓設備知識

層壓機設備原理知識

培訓員：盧志剛2010.01.27層壓機是制造覆銅板最終成型的關鍵設備，壓機精度的好壞及合適的工藝參數對板材品質起著至關重要的作用。目前世界上主要的層壓機設備制造商有KITAGAWA、SIEMPKAMP、ACCUDYNE、OEM等。國內的生產廠家有上海人造板機器廠。層壓設備的組成1、壓機主體

包括壓機主體機框、真空門2、液壓系統

液壓站、油缸3、加熱、冷卻系統

熱油爐（或者鍋爐）、加熱板、管道、冷卻塔、大水池、交換器等

4、真空系統

真空站5、輔助設備

橫移車、儲存架、推拉臂6、控制系統

控制電柜、電腦、軟件生益層壓設備的發(fā)展1、第一臺真空壓機

1995年投產的三廠層壓機2、第一臺熱油壓機

1997年投產的四廠層壓機3、第一臺高溫壓機

2009年投產的工程中心層壓機4、第一次自行改造成功真空壓機

1998～1999年由設備動力部自行設計，先后改造一廠和二廠的層壓機，成功將此兩臺層壓機升級為真空壓機，公司從此全面進入真空層壓時代。使公司的產品競爭力大為提升。層壓三要素1、溫度

2、壓力3、真空

常用部件名稱1、高壓泵：為液壓系統提供高壓油的油泵。2、低壓泵：快速合模時提供大量低壓油的油泵。3、比例閥（熱油部分）：精確控制油溫的閥門。4、BOSCH卡、閥（比例調壓閥）：精確控制壓力的電路板和閥門。5、水環(huán)式真空泵：一種類型的真空泵。6、羅茨泵：輔助水環(huán)泵抽真空的泵，與水環(huán)泵組成為真空泵組。7、保護板：保護層壓加熱板的專用鋼板。8、熱電偶：檢測溫度的傳感器。液壓系統產品所需要的壓力及壓力的穩(wěn)定性均勻，都是通過液壓系統來實現，所以液壓系統是否可靠對壓機非常重要。制造覆銅板層壓機液壓系統基本上大同小異，都是為了兩個目的:正常工作狀態(tài)下精確控制液壓系統的壓力;在出現異常情況時，系統能保壓甚至能手動補壓。液壓系統主要由高低壓泵、方向閥、比例調壓閥、安全閥、單向閥、油箱、過濾器等組成。

液壓系統工作步驟合模

當待壓的板材推進壓機準備就緒后，操作人員按下合模開關，液壓系統的高壓泵和低壓泵同時工作，將液壓缸升起的過程。加壓

當壓機合模到盡后，低壓泵停止工作。按程序設定值由高壓泵和BOSCH閥同時配合，將壓力穩(wěn)定在設定值。壓力隨層壓程序設定值變化而變化。卸壓

當層壓過程完成，需要開模時，卸壓閥先打開，將壓力降低。開模

將液壓缸內所有液壓油排出，層壓加熱板全部打開至開模狀態(tài)。液壓系統的重要部件——油缸

油缸的結構油缸主要由缸體、活塞、密封件、導向套4大部分組成。

a.缸體缸體一般選用45**鋼制造，但必須對鋼材調質處理到HBS241-285。

b.活塞活塞采用耐磨鑄鐵制造而成，表面不僅要光滑，而且要耐磨。目前進口壓機如KITAGAWA和SIEMPKAMP之活塞加工完全達到鏡面級0.05μm而且硬度也達到HRC48以上。

c.導向套導向套材料一般為耐磨青銅，其表面粗糙度為0.63μm，利用液壓油潤滑導向套。

d.密封與防塵裝置采用"y"型密封圈。

液壓系統的重要部件——高、低壓泵

層壓機在合模時由于油缸大，需要泵提供大流量、低壓力的液壓油;但當合模到位后，油缸僅需要小量油加壓或保壓，如果僅用一個油泵，既需要流量大又需壓力大，對泵的功率必須選很高的，同時液壓油在高壓下溢流，容易發(fā)熱，嚴重時會影響液壓元件的使用性能。所以目前所有的大中型壓機均采用高、低壓泵分開，低壓泵提供油缸所需流量，高壓泵提供油缸所需油壓。

加熱、冷卻系統重要部件——加熱板壓機熱板精度對產品起著重要作用，目前世界上主要壓機設備供應商其加熱板平面度均在0.04-0.05mm/m之間，上海人造板機器廠加熱板平面度為0.07mm/m。為有效保護加熱板表面，在加熱板上表面上加裝一塊硬度較高且耐磨的保護板。

蒸汽壓機

蒸汽加熱系統，由進蒸汽閥、進冷水閥、回鍋爐閥、疏水閥、排水閥、排蒸汽閥等構成。控溫原理，是加熱板控溫通過裝于熱板上的熱電偶檢測熱板溫度，控制進蒸汽閥的開度大小來控制加熱板溫度。在加熱過程中，熱板中的積水回流到疏水閥處，當積水達到一定程度后，疏水閥自動打開，將積水排回鍋爐。加熱板冷卻，通過冷卻塔水池的水來冷卻，在壓機熱板通冷卻水之前，必須將熱板中的蒸汽預先排空，再通人冷卻水，否則會產生水汽撞擊。蒸氣壓機與熱油壓機優(yōu)缺點熱油壓機采用導熱油加熱具有下述優(yōu)缺點:加熱板溫度均勻，層間溫度也均勻，甚至可以實現熱板溫度相差在±1.5℃內;管道壓力小，不容易腐蝕管道;溫度可以升到很高，導熱油可耐340℃高溫，鍋爐可以燒到300℃

，正常使用溫度可達270℃;導熱油循環(huán)使用，無廢水、無污染等問題，相對蒸汽加熱要節(jié)能;導熱油加熱的最大缺點就是管道相對復雜，需要油泵和閥門較多。

蒸氣壓機與熱油壓機優(yōu)缺點蒸氣壓機

蒸汽加熱有如下優(yōu)點，壓機用蒸汽加熱，管路比較簡單，也無需再配熱源輸送動力，只要控制蒸汽進入熱板的多少就可以控制熱板之溫度。同時熱板或管路出現漏水現象，維修起來比較方便。缺點：熱板板面分布均勻性不理想;蒸汽的冷凝水對不同層加熱板溫差影響比較大;管道壓力大，蒸汽在190℃時壓力有1.5MPa

，如果我們要求提高蒸汽溫度，勢必要提高蒸汽壓力，這就對管道、闊門等提出更高要求，一般來說蒸汽壓機加熱板溫度不會超過200℃;采用蒸汽加熱，比較浪費能源，在加熱和冷卻過程中存在蒸汽趕水，也存在排放蒸汽，這兩者都是浪費熱能，這種方式不節(jié)能。

真空泵的類型

按照板材工藝要求，板材層壓過程需要在＜30mbar的真空情況下完成。1、旋轉刮片式真空泵2、水環(huán)泵＋大氣噴射3、水環(huán)泵＋羅茨泵真空度的換算各真空單位換算如下：1標準大氣壓=101325Pa≈101KPa≈1013mbar≈760Torr1mbar=100Pa1KPa=10mbar1Torr=1.33mbar=133Pa水環(huán)泵原理與結構4.水環(huán)泵原理動畫

工作原理:帶有多葉片的轉子偏心裝在泵殼內，當它旋轉時，把液體拋向泵殼并形成與泵殼同心的液環(huán)，液環(huán)同轉子、葉片形成容積周期變化的旋轉變容真空泵。

水環(huán)泵+大氣噴射器理論最高可以達到10mbar真空度優(yōu)點：控制簡單，故障點小。缺點：效率低、浪費能源。當達到最高真空度時，b口處連壓機的抽氣量只有真空泵抽氣量的30-40%。壓機不同配置真空泵優(yōu)缺點旋轉刮片式真空泵優(yōu)點：

結構簡單，維修方便。缺點：

需要良好的潤滑性能，而抽真空時空氣中的水份容易積在真空泵油中，造成真空泵中油容易乳化甚至炭化，這就使得葉片和泵體潤滑性能減弱，形成惡性循環(huán)，造成葉片容易磨損，油氣分離器破損。不同配置真空泵優(yōu)缺點水環(huán)泵＋大氣噴射優(yōu)點：

1.結構簡單，制造精度要求不高，容易加工。

2.結構緊湊，泵的轉數較高，一般可與電動機直聯，無須減速裝置。故用小的結構尺寸，可以獲得大的排氣量，占地面積也小。

3.壓縮氣體基本上是等溫的，即壓縮氣體過程溫度變化很小。

4.由于泵腔內沒有金屬磨擦表面，無須對泵內進行潤滑，而且磨損很小。轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。

5.吸氣均勻，工作平穩(wěn)可靠，操作簡單，維修方便。缺點：

1.效率低，一般在30%左右，較好的可達50%。

2.真空度低，這不僅是因為受到結構上的限制，更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液，極限壓強只能達到2000~4000Pa。用油作工作液，可達130Pa。

不同配置真空泵優(yōu)缺點水環(huán)泵＋羅茨泵優(yōu)點：

1.理論真空度高；2.一般選擇羅茨泵抽氣量是水環(huán)泵的1.5-2.5倍，在高真空狀態(tài)時，抽氣量加大，抗微泄漏能力強。3.能耗利用效率高。缺點：

1.增加羅茨泵是一個故障點。2.控制復雜：羅茨泵與水環(huán)泵的開停次序要嚴格執(zhí)行；要檢測真空度控制羅茨泵的開停；停泵時破真空要執(zhí)行到位。

熱板均勻性測定

(1)壓力紙測定法這種方法就是在熱板與熱板中間放一張壓力應變紙(常態(tài)下為白色)，在壓力應變紙上下各放兩張牛皮紙，在合模壓力狀態(tài)下，看壓力紙變顏色的程度(變?yōu)榧t色，顏色越深壓力越大)來定性分析熱板均勻性。(2)復寫紙測定法這種方法與壓力紙方法一樣，只是將壓力紙換成了復寫紙，也是一種定性測試方法。(3)鉛條測定法這種方法采用鉛條放在熱板與熱板之間，左中右各放一條，在合模壓力作用下，鉛條厚度發(fā)生變化，再將鉛條從熱板中間取出，用千分尺測量鉛條前中后不同點的厚度，這樣就可以定量測得加熱板均勻性的數據。溫度均勻性測量

熱板層間溫度絕大部分壓機都有電腦顯示，無須測試。只是同一塊熱板溫度均勻性需測試。測量方法:一般先預疊一個"疊合"，這個"疊合“僅需托板、蓋板和適量的牛皮紙，將9條熱電偶線埋人牛皮紙中間(分布在板的角或中心點)，并將熱