真空吸附輥的密封如何確定
2020-06-25 薛志成 李彥鋒 李征 盧瑤 武秋敏 艾波
摘 要:真空吸附輥密封面的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù),如動靜環(huán)密封角度、密封加工位置及氣膜厚度等對開啟力、泄漏量都有重要影響。
真空吸附輥主要在高精密涂布機中使用,在涂布機工作的過程中,真空泵對真空吸附輥抽氣形成局部負壓,使涂布的對象在被牽引的過程中能牢靠地吸附在輥子表面而不易發(fā)生偏移,避免了料膜滑移的現(xiàn)象,從而減輕了輥子表面對涂布產(chǎn)品表面的磨損,這樣就可以保證印刷產(chǎn)品表面(如液晶顯示屏等)的高質(zhì)量和高精度。
1 建立密封模型
在真空吸附輥工作的過程中,外輥隨著料膜的移動而旋轉(zhuǎn),內(nèi)輥與安裝在內(nèi)輥上的密封條靜止不動。為了提高密封條的壽命和密封性能,采用的密封形式為非接觸式密封,它是固定徑向間隙的密封,且端面間隙是可以調(diào)整和控制的。
為了使密封條有更好的密封性能,密封條的端面需要有一定的角度使靜環(huán)和動環(huán)之間形成收斂流體膜,密封條端面的角度大小和加工角度的位置都會影響密封的效果。三種氣膜截面形狀的簡化幾何模型見圖1。
2 密封性能
2.1氣膜厚度
在密封條角度α、拋物線的曲率都不發(fā)生改變,只改變氣膜的入口高度時,泄漏量和開啟力的變化關(guān)系見圖2??梢钥闯?,當真空吸附輥的表面線速度為300m/min時,隨著膜厚度的增大,三種密封模型的泄漏量都增加,但開啟力都減小。當氣膜厚度相同時,模型1的泄漏量最小,模型2的。
2.2密封條角度加工位置
假設(shè)三種模型的氣障厚度均為0.2mm,結(jié)果見圖3。可以得出,隨著密封條角度的增大,泄漏量和開啟力都隨之增大。在三種密封模型中,模型2是密封性能最差的,不予考慮。模型3采用拋物線型流體膜層,泄漏量和開啟力都合理,但是模型3的拋物線形比較難加工,尤其當密封材料采用氟塑料時,很容易發(fā)生變形,因此不是方案。模型1的開啟力最小,泄漏量與模型3接近,能保證合理的泄漏量,因此確認其為模型。
2.3密封角度
通過以上比較,選取模型1作為研究對象進行分析。在一定的密封角度下,3個加工位置y達到理想密封時的泄漏量及氣膜厚度值見圖4。
當密封角度相同時,加工位置離壓力出口越近,泄漏量越大,而氣膜厚度越小。當密封角度增加時,加工位置越靠近壓力出口邊界,泄漏量變化率則會越小。
當加工位置y=-3.2mm時,泄漏量的范圍為0.049-0.096m
3/h,可以滿足實際要求的泄漏量。當密封角度為0.04rad時,泄漏量為0.072m
3/h,接近實際要求泄漏量的值0.07m
3/h,因此該結(jié)構(gòu)可以滿足極限壓力和正常工作壓力下所要求的泄漏量。
(來源:包裝工程)