气垫无摩擦轧机清辊器及气垫无摩擦轧机清辊方法

摘要

一种气垫无摩擦轧机清辊器及气垫无摩擦轧机清辊方法，属于有色金属设备制造领域。其特征在于：包括喷气板组合体夹靠在槽型座的U形槽中，固定在架子上的气缸杆，通过预定位轴头与槽型座铰链连接。喷气板组合体的内部，形成了两个密闭的蓄气槽腔，每腔各自接有截止及供气调压阀，两侧的侧立弧面设有垂直或倾斜的喷气孔，形成射流式气幕，气流从喷气板组合体侧立弧面的孔中通过纤维布倾斜控制的喷出，与支承辊身的弧面之间形成一气垫。通过协调垫升高度所溢出的气流，迎面、超前的推出和控制了喷溅在辊身表面上多余的轧制油，阻挡了碎屑残渣的通过，用三种使用方式保护了辊身的光洁度，不仅提高了产品的表面质量，并且减少了轧机静电火灾的发生。

说明书

技术领域

本发明属于有色金属设备制造领域，尤其提供一种铝板带箔加工中的气垫无摩擦轧机清 辊器，以及气垫无摩擦轧机清辊方法。

背景技术

轧机清辊器是现代化高速生产铝板带箔轧机的必备装置，如图6所示，它的作用是清 除喷溅在支承辊身表面上多余的轧制油，阻挡断带或沿辊表面飞濺而来的铝屑，防止它们 甩到轧制出口的铝材表面上。

现行轧机清辊器的形式多样，总是在不断的翻新改造中，图6—图10是现行单套结构 轧机清辊器，图11—图16是现行双套结构轧机清辊器，其中图9中的挤油辊式清辊器，它 的优点是与支承辊身表面不存在摩擦，不损坏轧辊表面的光洁度，不足之处是阻挡不住迎 面而来的碎屑残渣，轧制速度高时易带油。

除此之外，图中其余的1字型、V字型、11字型等10种刮板式以及图中双套结构清辊 器，上部的毛毡、百洁布结构，无论怎么组合和变换刮板材质和硬度，都改变不了对轧辊 表面造成摩擦这一事实。

轧辊表面光洁度工艺要求似镜状光泽面，碎屑残渣在辊面静电荷的吸引下，在上升油 雾回收气流的簇拥下，很容易贴附在轧辊的表面，并逐渐堆积在清辊器的刮板、毛毡与辊 面之间，加重了对辊面的摩擦。

如图15示意图所示，中国发明专利申请公布号CN102728619A，申请日2012.06.03， 公布了一种“铝箔轧机用清辊器”所述V字型的塑料刮板，在四个气缸的推动下，对辊面 存在刮擦，它与辊面的缝隙之间同样易塞碎屑残渣。另外，所述擦头式，或者叫毛毡式清 辊器，在另外四个气缸无限制的压迫下，不仅加快了毛毡或百洁布的磨损，而且会使其失 去藏纳碎屑残渣的空隙。

如图12示意图所示，某些铝加工设备制造及板带箔生产企业的挤油辊式清辊器在前， 毛毡清辊器在后，这一设置不仅挤油辊挡不住铝碎屑残渣，压扁后的碎屑残渣进入到下一 级毛毡清辊器缝隙内反而更容易，进的更多了。

除图9以外，这些摩擦方式的清辊器在使用和维护中不完善，经常出现如下问题：施 加给清辊器的压力小了，或刮板、毛毡由于磨损等缺陷，清辊器就不能有效的阻止辊面上 多余的轧制油，这时板带箔产品表面上就会出现油污渍，即表面带油或油斑，从而影响产 品质量的提高；为了减少板带箔表面带油这一问题，往往要加大轧机出口压缩空气的板面 吹扫，这势必增加压缩空气的消耗。清辊器后面的气缸如果施加的压力大了，会加剧清辊 器中的胶板、毛毡的磨损。把油刮的太干净了，支承辊或局部受到干摩擦，并使油膜不均， 出现局部的润滑不良、局部无油状态，反而会造成轧辊表面粗糙度的下降，再转印到工作 辊上，从而令箔材表面出现局部松带、局部波浪或黑条即亮线。刮板、毛毡与辊面之间的 堆积碎屑残渣多了，就演变成了铝屑与轧辊面之间的直接摩擦，使轧辊表面出现亮带，这 样就扩宽了辊面的光洁不均产生了色差，同时胶板间残渣的夹持又加剧了带油，轧制速度 越高所带的油就越多。

除图9之外，这类10种与轧机支承辊存在摩擦的清辊器中，由于摩擦产生了静电荷， 其中清辊器上的塑料刮板、毛毡及有机纤维布对辊面的压力越大，产生的静电荷越多，轧 机转数、喷淋油的流速、油温、环境温度、及摩擦生热越高产生的静电荷越多。因此减少 摩擦、减少静电荷的积累，避免轧机静电火灾的发生，是轧机清辊器设计中除提高产品表 面质量要求外需要面对的又一个问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种特别适用于铝板带箔轧机轧制中， 提高产品表面质量，减少磨换辊次数，降低生产成本的气垫无摩擦轧机清辊器以及气垫无 摩擦轧机清辊方法。

实现上述目的的技术方案是：气垫无摩擦轧机清辊器，包括与轧机支承辊宽度相适应 的架子，架子上通过若干气缸杆和若干导向杆固定设置槽型座，其特征在于：槽型座设置 第一U形槽，第一U形槽中设置喷气盒，喷气盒一端设置连接压缩气源管路，喷气盒一侧 设置若干喷气孔，喷气孔朝向支承辊。

压缩气源管路向喷气盒内的蓄气槽腔提供压缩空气，从若干喷气孔喷出。多排、交错、 数股的气流从喷气孔，迎着支承辊的旋转方向，垂直、或倾斜的从喷气孔中喷出，形成射流 式气幕由动压头转变为静压头并产生了增压效应与支承辊辊身的弧面之间形成的这一气垫。 所形成的反作用力把清辊器抬升起来，在与其后面气缸推动力的协调中，形成垫升高度的控 制，是由连接喷气盒的调压阀和连接槽型座气缸的调压阀统一配合调节实现的。清辊器以多 种方式支撑并悬浮在支承辊身的表面上，迎面、并超前的推出和阻挡了喷溅在辊身表面多余 的轧制油和碎屑残渣（如铝粉、油泥、短纤维、过滤土等）的通过。

其中优选方案是：

所述的喷气盒设置侧立弧面，侧立弧面与支承辊相适应，若干喷气孔呈30°-90°设置在 侧立弧面上。侧立弧面与支承辊弧度相似，形成气垫的时候，垫升高度一致，覆盖面积大， 清辊效果好。喷气孔的角度垂直或者倾斜的设置可以使得气垫更加均匀，并且可以实现部分 气流朝向支撑辊转动方向，提高阻挡轧制油和碎屑残渣的效果。喷气孔直径为0.1～2mm，喷 气孔直径及数量的优选，确定了用气量的大小，通过协调降低相对垫升高度，可节省气源用 量。

所述的喷气盒外部缠绕纤维布，喷气盒通过压板和螺栓固定在U形槽内。纤维布可以阻滞 均匀气流，延长气流在两弧缝隙气垫之间的停留时间，和限制气垫气流的外溢，有利于节能。 另外纤维布还可以起到拦截轧制油，拦截、阻挡和暂存碎屑残渣的作用。

所述的喷气盒为喷气板组合体，包括喷气板和胶板，为了便于微孔的加工和清除堵塞， 两片喷气板通过螺钉连接副夹紧胶板形成两个独立密闭的蓄气槽腔，每个喷气板分别设置供 气嘴孔连接压缩气源管路，压缩气源管路设置相互独立的两个截止阀和一个共用的调压阀。 缠绕或者没有缠绕纤维布的喷气板组合体，在槽型座的U型槽内可原地180°调向安装，喷气 孔同样是迎着轧辊旋转方向倾斜，这样就提高了纤维布的利用效率，可以及时更换使用另一 侧，提高清辊效率，减少了停机抢修时间。

所述的喷气板长度大于轧制中的板带箔幅面的宽度，蓄气槽腔四周的侧立把合平面上， 设有螺钉连接副孔，喷气板的侧立弧面的弧度与支承辊辊身弧面的弧度相似，喷气板的两 端板端立面，开有第二U型槽，设置螺钉把两块高于侧立弧面的端凸块固定牢固。在喷气 板的两端设置端凸块的目地是：使喷气板的侧立弧面，在工作中与轧辊表面保持有一合理 的间隙，以保护纤维布层内的孔隙不被过度的压迫，并能容纳碎屑残渣，保持油的润滑， 延长纤维布的使用寿命。

所述的气缸杆通过预定位轴头、销轴与槽型座铰链连接，槽型座背部设置焊接块，焊 接块设置有水平轴头通孔和细销轴孔，预定位轴头的水平轴头穿过水平轴头通孔通过细销 轴形成了铰链连接，预定位轴头分别设置上下限位板。安装在槽形座后面焊接块端的预定 位轴头，其中的水平轴头、细销轴，形成了铰链连接，与上下限位板可使喷气板组合体的 侧立弧面，及时的跟踪并吻合支承辊身直径上下位置的改变，而垂直安装的销轴同样形成 了又一个铰链连接。这样可缓解两气缸杆因不同步，对缸杆和导向杆工作状态的不良影响。

一种上述清辊器的气垫无摩擦轧机清辊方法，包括将气垫无摩擦轧机清辊器安装在轧 机上，接通压缩气源管路，其特征在于：打开设置在压缩气源管路上的截止阀并协调调压 阀，向喷气盒的内腔提供压缩空气，气流从喷气盒一侧的多个喷气孔迎着支承辊的旋转方 向喷出，喷气盒与支承辊辊身的弧面之间形成一气垫，喷气盒以气垫形成反作用力，该反 作用力与气缸杆的推动力平衡，使得整个清辊器以非接触摩擦的方式利用气垫的支撑悬浮 在支承辊的表面上，喷气孔喷出的气流迎面超前的推出和控制支承辊辊身表面上多余的轧 制油，气流阻挡碎屑残渣通过清辊器。

其中优选方案是：

所述的多个喷气孔与支承辊辊身垂线呈30°-90°角度方向吹向辊身的弧面。使得气流以 多角度吹向支承辊。

所述的喷气盒外部缠绕纤维布，纤维布可能与支承辊接触，拦截轧制油和碎屑残渣通过 清辊器。纤维布料要求是：长纤维、并且要耐油耐磨、耐高温、柔软，及韧性、透气性优良， 另外要求表面不喷胶、不掉毛、产生静电荷要少。

所述的喷气盒为喷气板组合体，压缩气源管路连续提供1-4bar、0.5-2m³/min的压缩空气， 在调压阀和截止阀的控制下，循环使用喷气板组合体两侧的喷气板，以气垫模式、润滑模式 或者清理模式中一种，拦截轧制油和碎屑残渣通过清辊器。压力露点、固体颗粒等符合工艺 质量等级标准的压缩空气，并且与气缸的压力配合调整。

本发明的有益效果是：1、气垫无摩擦清辊器，与轧辊表面之间形成的气垫，从喷气组 合体长度的侧面，迎着轧辊旋转方向倾斜溢出来的气流，不仅阻止了喷溅辊面上多余的轧 制油，而且与迎面阻挡下来的油气汇合为一路，超前阻挡了轧制油中的灰尘、研磨粉、断 带时的铝屑等残渣的进入，通过调整气垫的供气压力、气缸的推动力，垫升高度的改变控 制了气垫的外溢流速，即控制了辊面油膜的厚度，并使油膜均一化，减少了带油及产品表 面黑条、油斑的发生。

2、气垫无摩擦轧机清辊器由于支承辊面油膜厚度可控制，不存在刮板、毛毡对辊面或 局部的过度擦划伤再转印到工作辊上；气垫的形成可使辊面油膜均匀，避免了油膜局部受 到干摩擦形成辊面粗糙度光泽不均及无油状态，使箔材表面出现色差；气垫的控制可使辊 面获得厚度适宜的油膜，可承受轧制力，以减少箔材表面的应力集中，减少“亮线”、“亮 点”、“白条”等箔材表面质量缺陷的发生。

3、清辊器中的喷气板组合体，另外可以原地180°调向安装，提高了纤维布的利用率， 缩短了设备的维护时间。

4、清辊器中的喷气板组合体，安装在槽型座中预定位的水平轴头，使本身的侧立弧面 与支承辊身的弧面，在无任何阻力的情况下自行找正和吻合，并及时跟踪辊径的上下变化， 有利于气垫厚度的均匀分布。

5、与图11-图16双套轧机清辊器安装相比，减少了轧机内部的占用空间，降低清辊 器加工制造成本。

6、气垫的存在，减少了因摩擦而产生的静电荷积累、减少了轧机静电火灾的发生。

7、延长了支承辊的使用周期，减少了磨换辊的次数，减少了轧机非正常停机时间，降 低了生产成本。

附图说明

图1、本发明的气垫无摩擦轧机清辊器的A向剖视原理图；

图2、本发明的气垫无摩擦轧机清辊器结构示意图；

图3、本发明的喷气板1.1轴侧图；

图4、本发明的槽型座2轴侧图；

图5、本发明的预定位轴头6轴侧图；

图6-图16、本发明背景技术中现行轧机清辊器部分结构示意图。

图中：1喷气板组合体；1.1喷气板；1.1.1侧立弧面；1.1.2宽平面；1.1.3半燕尾槽； 1.1.4板端立面；1.1.5端凸块；1.1.6螺钉；1.1.7供气嘴孔；1.1.8侧立把合平面；1.1.9 喷气孔；1.1.10螺钉连接副孔；1.1.11槽底平面；1.1.12蓄气槽腔；1.2胶板；1.3纤维 布；1.4螺钉连接副；1.5压板；1.6螺栓；2槽型座；2.1槽钢；2.2螺纹孔；2.3U型槽； 2.4焊接块；2.5细销轴孔；2.6水平轴头通孔；3导向杆；4销轴；5细销轴；6预定位轴 头；6.1U型座；6.2销轴孔；6.3限位板；6.4销轴环槽；6.5水平轴头；6.6活塞连接槽； 7截止阀；8截止阀；9调压阀；10气缸杆；11架子；12支承辊；13碎屑残渣；14轧制油； 15气垫。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图2所示，气垫无摩擦轧机清辊器，与轧机支承辊宽度相适应的架子11上通过若干 气缸杆10和若干导向杆3固定设置槽型座2，槽型座2设置第一U形槽，第一U形槽中设 置喷气盒，喷气盒一端设置连接压缩气源管路，喷气盒一侧设置若干喷气孔1.1.9，喷气孔 1.1.9朝向支承辊12。

压缩气源管路向喷气盒内的蓄气槽腔提供压缩空气，从若干喷气孔1.1.9喷出。多排、交 错、数股的气流从喷气孔1.1.9，迎着支承辊12的旋转方向，垂直、或倾斜的从喷气孔1.1.9 中喷出，由动压头转变为静压头并产生增压效应，与支承辊12辊身的弧面之间形成一气垫。 所形成的反作用力把清辊器抬升起来，在与其后面气缸推动力的协调中，清辊器以多种方式 支撑并悬浮在支承辊身的表面上，迎面、并超前的推出和阻挡了喷溅在辊身表面多余的轧制 油和碎屑残渣（如铝粉、油泥、短纤维、过滤土等）的通过。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图1所示，（下清辊器图略）喷气盒设置侧立弧面1.1.1，侧立弧 面1.1.1与支承辊12相适应，若干喷气孔1.1.9呈30°-90°设置在侧立弧面1.1.1上。侧立弧 面1.1.1与支承辊12表面弧度相似，形成气垫的时候，垫升高度一致，覆盖面积大，清辊效果 好。喷气孔1.1.9的角度垂直或者倾斜的设置可以使得气垫更加均匀，并且可以实现部分气流 朝向支撑辊转动方向，提高阻挡轧制油和碎屑残渣的效果。喷气孔1.1.9直径为0.1～2mm。

实施例3：

在实施例1或2的基础上，喷气盒外部缠绕纤维布1.3，喷气盒通过压板1.5和带孔螺栓1.6 固定在第一U形槽内。纤维布1.3可以阻滞均匀气流，延长气流在两弧缝隙气垫之间的停留时 间，和限制气垫气流的外溢，有利于节能。另外纤维布1.3还可以起到拦截轧制油，拦截、阻 挡和暂存碎屑残渣的作用。

实施例4：

在以上实施例的基础上，如图1-图5所示，所述的喷气盒为喷气板组合体1，喷气板组合 体1通过带孔螺栓1.6，和压板1.5，夹靠在槽型座2的第一U型槽内。预定位轴头6中的水平轴 头，与槽型座2后面的水平轴头通孔配合。由细销轴5定位与槽型座2为铰链连接，可使喷气板 组合体1的侧立弧面1.1.1及时跟踪并吻合支承辊12直径上下位置的改变。安装在架子11上的 气缸杆10和导向杆3，通过垂直安装的销轴4、细销轴5与预定位轴头6为铰链连接，销轴4可缓 解两气缸杆10因气动控制中的两缸不同步，对气缸杆10和导向杆3工作状态的不良影响。喷气 板组合体1内部的两蓄气槽腔1.1.12分别接有截止阀7和截止阀8，其气压由调压阀9设定，调 压阀9的入口接有一个总的供气截止阀。

喷气板1.1的长度大于板带箔幅面的宽度，宽平面1.1.2的宽度小于槽型座2的U型 槽2.3的口宽，板两侧的宽平面1.1.2设有半燕尾槽1.1.3，喷气板的侧面设有侧立弧面 1.1.1，与之对应的侧立把合平面1.1.8的四周设有螺钉连接副孔1.1.10，侧立把合平面 1.1.8框内，设有蓄气槽腔1.1.12，其槽底平面1.1.11设有多排、交错、数个面向辊的旋 转方向倾斜的或垂直的喷气孔1.1.9。喷气板1.1两端的板端立面1.1.4，加工有第二U型 槽，两端的螺钉1.1.6把两端的端凸块1.1.5固定牢固，在板端立面1.1.4的一端设有供 气嘴孔1.1.7，并与蓄气槽腔1.1.12相通。

两件喷气板1.1的侧立把合平面1.1.8，把胶板1.2夹在中间，由螺钉连接副1.4固定 牢固，从而形成两个蓄气腔1.1.12。与喷气板1.1同长的纤维布1.3，顺着支承辊12的旋 转方向，在所形成透气允许的情况下缠绕数层。压在纤维布上面的压板1.5与喷气板1.1 长度一致，宽度大于喷气板1.1夹紧胶板1.2后形成燕尾槽口的宽度，以便于夹紧纤维布 1.3。压板1.5可选厚度适中、有弹性、无锈蚀的材料，另外，如果控制得当也可以如实施 例1或2中表述，不用缠绕纤维布1.3。除所述对纤维布1.3的材质要求外，设置纤维布 1.3的作用是阻滞均匀气垫15内气流，延长气流在两弧面间隙中的停留时间，减少气垫气 流的外溢，有利于节能。在喷气板组合体1与支承辊12的弧面之间，形成的气垫15，其外 溢气流把碎屑残渣13和轧制油14推开，使之不能进入到缝隙之内。

喷气板1.1两端，板端立面1.1.4安装的端凸块1.1.5，要凸出侧立弧面1.1.1高度0.5 —5mm、厚度10—50mm，端凸块1.1.5的材质可以是聚四氟乙烯，这样对保护支承辊12辊 表面的光洁度有利。纤维布1.3的边缘要避让端凸块1.1.5。

槽型座2的槽钢2.1长度与喷气板1.1同长，其U型槽2.3的上下边上设有安装螺栓 1.6的螺纹孔2.2，螺栓1.6优选带孔螺栓。每对带孔螺栓用铁丝摽牢，以防止脱掉。槽型 座2的后面焊有数个设有水平轴头通孔2.6的焊接块2.4，并且水平轴头通孔2.6中心的边 缘设有安装细销轴5的细销轴孔2.5。

安装在槽型座2后面焊接块2.4的预定位轴头6设有水平轴头6.5，中间设有安装细销 轴5的销轴环槽6.4，其端面与U型座6.1连接为一体，结合面设有上下限位板6.3，限位 板6.3的凸出部分，限制了夹靠在槽型座2中的喷气板组合体1的上下顶靠位置。气缸杆 10的端耳环伸进活塞连接槽6.6的两平面中间，销轴4垂直穿过销轴孔6.2，与缸杆形成 铰链连接。

实施例5：

上述清辊器的气垫无摩擦轧机清辊方法，具体步骤是：将气垫无摩擦轧机清辊器安装 在轧机上，接通压缩气源管路，打开设置在压缩气源管路上的截止阀，调节调压阀向喷气 盒的内腔提供压缩空气，气流从喷气盒一侧的多个喷气孔迎着支承辊的旋转方向喷出，喷 气盒与支承辊辊身的弧面之间形成一气垫，喷气盒以气垫形成反作用力，该反作用力与气 缸杆的推动力平衡，使得整个清辊器以非接触摩擦的方式利用气垫的支撑悬浮在支承辊的 表面上，喷气孔喷出的气流迎面超前的推出和控制支承辊辊身表面上多余的轧制油，气流 阻挡碎屑残渣通过清辊器。

实施例6：

在实施例5的基础上，多个喷气孔与支承辊辊身垂线呈30°-90°角度方向吹向辊身的 弧面。使得气流以多角度吹向支承辊。

喷气盒外部缠绕纤维布，纤维布选择性的与支承辊接触，拦截轧制油和碎屑残渣通过清 辊器。纤维布料要求是：长纤维、并且要耐油耐磨、耐高温、柔软，及韧性、透气性优良， 另外要求表面不喷胶、不掉毛、产生静电荷要少。

实施例7：

在实施例5和/或实施例6的基础上，喷气盒为喷气板组合体时，压缩气源管路连续提 供1-4bar、0.5-2m³/min的压缩空气，根据纤维布的磨损情况在调压阀的控制下，选择使用 喷气板组合体两侧的喷气板，以气垫模式、润滑模式或者清理模式中一种，拦截轧制油和 碎屑残渣通过清辊器。压力露点、固体颗粒等符合工艺质量等级标准的压缩空气，并且与 气缸的压力配合调整。

实施例8：

实施例7中的气垫模式为：配合推动气缸10的调压阀，调节调压阀9为相对较高的气 压，轧制中清辊器全程支承并浮动在支承辊12的表面上，其两弧面之间所形成气垫的垫升 高度相对较大。

操作过程如下：

1、在操作之前根据工艺要求连续提供压缩空气，首先调节调压阀9的压力，适宜的能 清除辊面积油，并能与气缸推动力配合的压力，使在清辊器侧立弧面1.1.1与支承辊12的 弧面之间形成一个合适的气垫15垫升高度。

2、在操作中，打开清辊器的外侧的截止阀7，关闭里侧的截止阀8，操作气缸杆10把 气垫清辊器推向支承辊12的表面。

3、在停机抽辊，或火灾发生时可自动关闭气垫清辊器的总供气截止阀。

4、所述，如发现气垫轧机清辊器喷气板组合体1缠绕的纤维布损坏，可原地180°调 向安装，然后依次打开外侧的截止阀8关闭里侧的截止阀7，再次使用。

实施例9：

实施例7中的润滑模式为：配合推动气缸10的调压阀，调节调压阀9为相对较低的气 压，轧制中清辊器全程支承并浮动在支承辊12的表面上，气流起润滑作用，相对垫升高度 的进一步降低，可进一步节省气源，清辊器对辊面或者有相对摩擦，选择合适材质的纤维 布料1.3或者对辊面过度为在线清洁及抛光。

实施例10：

实施例7中的清理模式为：如果为了再进一步节省气源，压缩气源管路在轧制中的全 程不提供气流，中途断带或待轧制完，清辊器后退后提供一短促气流，以吹掉进入到纤维 布1.3孔隙内的铝屑。缠绕在清辊器上的纤维布1.3对辊面形成了摩擦。选择合适材质的 纤维布料，在清辊器后面气缸推动力的配合下，可对支承辊表面形成在线清洁及抛光。也 可以用马达或气缸使架子11短距离的往复缓慢移动，以消除辊面的光泽不均。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员， 在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技 术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。