苗 非，徐云慧，2*，孫 鵬，王 虎

（1．徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221140；2．中國礦業(yè)大學(xué)，江蘇 徐州 221116；3．徐州徐輪橡膠有限公司，江蘇 徐州 221005）

簾布?jí)貉痈材z是橡膠制品加工過程中的關(guān)鍵工序，壓延參數(shù)尤其是壓延膠簾布厚度的控制直接影響橡膠制品質(zhì)量。在實(shí)際生產(chǎn)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(zhì)量等，且這些因素均具有不確定性，因此對(duì)壓延膠簾布厚度的檢測(cè)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(jī)械測(cè)厚計(jì)測(cè)量，這種測(cè)厚計(jì)雖然使用簡(jiǎn)單，但其對(duì)運(yùn)動(dòng)的壓延膠簾布檢測(cè)具有諸多不足[2]。

本工作設(shè)計(jì)了壓延膠簾布自動(dòng)測(cè)厚裝置（包括壓延膠簾布中間部位厚度測(cè)量裝置和邊部厚度測(cè)量裝置），現(xiàn)將設(shè)計(jì)情況簡(jiǎn)介如下。

1 壓延膠簾布厚度現(xiàn)在的測(cè)量方法

1.1 壓延膠簾布邊部厚度

壓延機(jī)壓出的膠簾布平面距地面的高度為1.8～2.5 m，測(cè)量壓延膠簾布厚度時(shí)操作人員一般需向上伸手操作，讀數(shù)時(shí)人眼與刻度線不在同一水平線，測(cè)試結(jié)果存在較大誤差。同時(shí)，壓延過程中壓延膠簾布是一直運(yùn)動(dòng)的，操作人員在測(cè)量并讀取壓延膠簾布邊部厚度時(shí)測(cè)厚儀需夾住簾布一定時(shí)間，上身會(huì)隨著壓延膠簾布移動(dòng)，雙腳則站在凳子或操作臺(tái)上，身體呈傾斜狀態(tài)，測(cè)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(jī)械測(cè)厚計(jì)只能測(cè)量距壓延膠簾布邊緣5 mm以內(nèi)的厚度，其他部位厚度的測(cè)量則需操作人員用剪刀剪取部分壓延膠簾布進(jìn)行測(cè)量，一般情況是取長(zhǎng)為6～10 mm、寬為3～5 mm的簾布條，然后再用接觸式手提機(jī)械測(cè)厚計(jì)測(cè)量3～5個(gè)點(diǎn)的厚度。該操作方法存在以下不足：一是隨著簾布運(yùn)動(dòng)，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(cè)量后無其他用處，造成浪費(fèi)；三是剪裁部分的膠簾布在成型時(shí)需要拼接，為成型帶來不便；四是在操作人員移動(dòng)剪取簾布條時(shí)會(huì)用手?jǐn)D壓膠簾布，剪取的膠簾布厚度會(huì)發(fā)生變化，造成測(cè)量誤差。

1.3 接觸式手提機(jī)械測(cè)厚計(jì)的不足

采用接觸式手提機(jī)械測(cè)厚計(jì)測(cè)量壓延膠簾布的厚度存在兩點(diǎn)不足。第一，不同操作工對(duì)壓力手柄的施加壓力不同會(huì)造成操作誤差，壓力大，厚度測(cè)量值偏小，壓力小，厚度測(cè)量值偏大；第二，只能進(jìn)行點(diǎn)測(cè)量，不能實(shí)時(shí)監(jiān)控膠簾布的厚度情況，即不能連續(xù)測(cè)量膠簾布的厚度。

2 壓延膠簾布自動(dòng)測(cè)厚裝置的設(shè)計(jì)

壓延膠簾布自動(dòng)測(cè)厚裝置由兩部分組成，分別為壓延膠簾布中間部位厚度測(cè)量裝置和壓延膠簾布邊部厚度測(cè)量裝置[3]。壓延膠簾布自動(dòng)厚度測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 壓延膠簾布自動(dòng)測(cè)厚裝置示意

2.1 壓延膠簾布中間部位厚度測(cè)量裝置

壓延膠簾布中間部厚度測(cè)量裝置采用非接觸式厚度測(cè)量裝置—壓延膠簾布專用X射線測(cè)厚控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由X射線發(fā)射源、X射線檢測(cè)器、測(cè)厚控制柜和用戶操作終端4部分組成。

（1）X射線發(fā)射源。在四輥壓延機(jī)主機(jī)左右兩個(gè)機(jī)架上端前部對(duì)應(yīng)壓延輥的中間部位設(shè)置X射線發(fā)射源存放架，保證X射線發(fā)射源位置與壓出的膠簾布平行，使X發(fā)射向下發(fā)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(jī)主機(jī)左右兩個(gè)機(jī)架下端前部對(duì)應(yīng)壓延輥的中間位置設(shè)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(zhǔn)確接收通過壓延膠簾布的X射線。

（3）測(cè)厚控制柜。測(cè)厚控制柜是整個(gè)系統(tǒng)的心臟，立放在壓延機(jī)主機(jī)左機(jī)架或右機(jī)架旁，主要裝置為信號(hào)轉(zhuǎn)換與處理器，負(fù)責(zé)采集和處理從X射線接收器傳來的信號(hào)，負(fù)責(zé)測(cè)厚儀數(shù)據(jù)處理，同時(shí)為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源。

（4）用戶操作終端。用戶操作終端設(shè)置在測(cè)厚控制柜附近，包括一個(gè)專用計(jì)算機(jī)和彩色顯示器，可顯示整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)、設(shè)定和偏差值。用戶通過顯示頁面可直接控制和操作測(cè)厚儀。主操作頁面顯示正常操作所需的各種數(shù)據(jù)，維護(hù)頁面顯示系統(tǒng)正常工作時(shí)各種參數(shù)，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(zhì)量有關(guān)的重要數(shù)據(jù)圖如厚度差曲線、厚度與長(zhǎng)度關(guān)系曲線均可打印。技術(shù)員通過操作終端報(bào)表打印功能很容易打印已顯示的信息。

（5）X射線發(fā)射源存放架和X射線接受器存放架可以在壓延機(jī)前左右移動(dòng)，以便測(cè)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(jī)前端兩個(gè)左右機(jī)架上要設(shè)置可供X射線發(fā)射源存放架和X射線接收器存放架左右對(duì)稱移動(dòng)的兩個(gè)橫梁，在兩個(gè)橫梁對(duì)應(yīng)標(biāo)刻距壓延輥中間的距離，便于對(duì)應(yīng)移動(dòng)X射線發(fā)射源存放架和X射線接收器存放架。另外，在橫梁上需設(shè)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(cè)量裝置

壓延膠簾布邊部厚度測(cè)量裝置采用的接觸式輕便數(shù)顯自動(dòng)加壓大寬度測(cè)厚計(jì)（安裝結(jié)構(gòu)如圖2所示）結(jié)構(gòu)與普通厚度計(jì)的不同在于以下4個(gè)方面。

圖2 輕便數(shù)顯自動(dòng)加壓大寬度測(cè)厚計(jì)安裝結(jié)構(gòu)示意

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

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

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

（4）安裝可供測(cè)厚計(jì)自由移動(dòng)的不銹鋼管。在壓延機(jī)主機(jī)左機(jī)架與壓延機(jī)烘干輥?zhàn)髾C(jī)架間和壓延機(jī)主機(jī)右機(jī)架和壓延機(jī)烘干輥右機(jī)架間分別設(shè)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(gè)輕便數(shù)顯自動(dòng)加壓大寬度測(cè)厚計(jì)，保證測(cè)厚計(jì)隨簾布運(yùn)動(dòng)而在金屬桿上自由移動(dòng)。

2.3 使用效果

壓延膠簾布自動(dòng)測(cè)厚裝置的使用效果如下：（1）實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)厚，對(duì)膠簾布質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控；（2）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)厚，避免測(cè)厚操作造成的膠簾布浪費(fèi)和不安全因素；

（3）具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，實(shí)現(xiàn)膠簾布的質(zhì)量追溯；

（4）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加壓和數(shù)顯讀數(shù)，減少人為讀數(shù)產(chǎn)生的膠簾布厚度測(cè)量誤差；

（5）實(shí)現(xiàn)全方位測(cè)厚，提高膠簾布質(zhì)量控制。

3 結(jié)語

本設(shè)計(jì)壓延膠簾布自動(dòng)測(cè)厚裝置已在輪胎生產(chǎn)企業(yè)實(shí)際應(yīng)用，并獲得實(shí)用新型專利授權(quán)（CN 204831231U）。