摘要：闡述空氣軸承板型輥的設(shè)備組成、工作原理、安裝調(diào)試、維護(hù)及故障排除方法。該設(shè)備通過空氣膜支撐轉(zhuǎn) 子，實(shí)現(xiàn)高精度板型測量，已在新能源鋁箔生產(chǎn)中成功應(yīng)用。 

關(guān)鍵詞：空氣軸承；板型輥；鋁箔軋機(jī)

在鋁箔軋機(jī)板型輥應(yīng)用中，傳統(tǒng)壓電式板型 輥已難以滿足電動(dòng)汽車制造領(lǐng)域?qū)Π逍途鹊母?高要求。麗島新能源安徽有限公司率先引進(jìn)純進(jìn)口空氣軸承板型輥，將其與操作室二級(jí)（Level 2）控制系統(tǒng)融合，形成一套新型軋制工藝技術(shù)，顯 著提升鋁箔板型測量精度。

1 設(shè)備組成

空氣軸承板型輥設(shè)備由板型輥、傳感器盒、 標(biāo)定砝碼套組及空氣供送系統(tǒng)（含冷凍干燥器、 過濾系統(tǒng)、空氣控制板和包角輥）構(gòu)成。 

1.1板型輥

核心部件為淬硬高精研磨轉(zhuǎn)子，通過空氣膜 軸承支撐于不銹鋼芯軸上。轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套采用復(fù)合 干燥軸承材料，具備低旋轉(zhuǎn)慣量和近零摩擦系數(shù)。兩排噴嘴從集氣室向轉(zhuǎn)子供氣，壓差信號(hào)經(jīng)氣動(dòng)傳感器傳輸至控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)沿鋁帶寬度方向的 張力分布測量。

 1.2 傳感器盒

傳感器盒是一個(gè)鋼制密閉柜（IP55防護(hù)等級(jí)），內(nèi)置氣動(dòng)傳感器，通過信號(hào)軟帶與板型輥芯軸連接，可在低速軋制條件下保持快速響應(yīng)和高精度檢測。 

1.3 空氣供送系統(tǒng)

干燥過濾冷凍干燥器***低壓力露點(diǎn)達(dá)+3℃， 三級(jí)過濾系統(tǒng)（40μm→3μm→0.01μm）實(shí)現(xiàn)油 霧殘留量≤0.01 ppm[1]。

壓力控制空氣控制板提供芯軸（0.6~0.8 MPa） 和止推軸承（0.4~0.5 MPa）的壓力調(diào)節(jié)[1]。

1.4 包角輥

與軋機(jī)報(bào)警聯(lián)鎖，當(dāng)空氣壓力異常、載荷超限時(shí)自動(dòng)抬起。

2 工作原理

每一個(gè)轉(zhuǎn)子的壓力差通過集成壓力傳感器測量，氣壓信號(hào)以管路傳播方式傳輸?shù)絺鞲衅鳎盘?hào)連續(xù)平穩(wěn)，即使在主機(jī)速度很低的情況下，也能提供響應(yīng)快、精度高的連續(xù)數(shù)據(jù)。由壓力傳感器把氣壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并通過PLC輸入模塊將電信號(hào)直觀呈現(xiàn)在人機(jī)界面。 

2.1 負(fù)載計(jì)算

單個(gè)轉(zhuǎn)子負(fù)載計(jì)算公式[1]：

W=2×T×sin(α/2)…………………………（1） 

式中：W—轉(zhuǎn)子負(fù)載（N）；T—帶材張力（N）；α—包角（rad）。

2.2 信號(hào)處理

氣壓信號(hào)經(jīng)管路傳輸至傳感器盒，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后通過PLC輸入模塊顯示于人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn) 0~600 m/min軋制速度下的連續(xù)測量（響應(yīng)時(shí)間＜ 50 ms）。

3 安裝與調(diào)試

3.1 安裝要求

空間布局空氣干燥器與周邊物體需保持1 m間距，確保散熱良好。管道保護(hù)主氣源管路需防機(jī)械損傷，關(guān)鍵 閥門需加鎖或拆除手柄以防誤操作。 

3.2 調(diào)試要點(diǎn)

壓力校準(zhǔn)芯軸壓力（0.6~0.8 MPa）和止推軸承壓力（0.4~0.5 MPa）通過傳感器盒內(nèi)壓力傳感器驗(yàn)證。信號(hào)測試使用手持轉(zhuǎn)速計(jì)（精度±1 rpm）校驗(yàn)轉(zhuǎn)子速度信號(hào)，確保與板型輥傳感器輸出一致。

4 維護(hù)與故障排除

4.1 例行維護(hù)

日常檢查轉(zhuǎn)子自由轉(zhuǎn)動(dòng)（≥125 rpm）及調(diào)零校準(zhǔn)[2]。定期維護(hù)每3個(gè)月檢查軟管路徑與固定螺 釘；每6個(gè)月檢測轉(zhuǎn)子間隙（≤0.05 mm）及內(nèi)襯套高度[2]。

 4.2 故障案例

某軋機(jī)熱負(fù)荷試車中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，拆解發(fā)現(xiàn)芯軸氣孔毛刺（聚四氟乙烯碎屑）及3個(gè)轉(zhuǎn)子內(nèi)襯套松脫。處理措施包括：

①珩磨芯軸氣孔去除毛刺； ②更換普銳特英國原裝轉(zhuǎn)子； ③緊固松動(dòng)的立管接頭。 維護(hù)后板型測量精度提升15%，低載荷區(qū)誤 差控制在±2μm以內(nèi)。

5 結(jié)語

空氣軸承板型輥通過低摩擦空氣膜支撐和高 精度傳感系統(tǒng)，滿足新能源鋁箔對(duì)板型測量的嚴(yán)苛要求。實(shí)際應(yīng)用表明，該設(shè)備在0.01~0.1 mm鋁 箔軋制中，板型測量誤差可控制在±3μm，顯著提升產(chǎn)品合格率。為保長期穩(wěn)定運(yùn)行，筆者建議定 期進(jìn)行轉(zhuǎn)子間隙檢測和壓力校準(zhǔn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]麗島新能源安徽有限公司.空氣軸承板型輥技術(shù)手冊(cè)[Z].2023.

[2]普銳特冶金技術(shù).板型輥維護(hù)指南[Z].2022.