PUR热熔胶辊涂用加热辊的设计与优化

马 可^1,2，杨 杰¹，陈 煜^1

(1.河海大学机电工程学院，江苏 常州 213022)

(2.江苏省特种机器人技术重点实验室，江苏 常州 213022)

基金项目：江苏省重点研发计划项目（BE2018004-1）

作者简介：马可（1978—），男，讲师，博士，主要研究方向为先进制造技术，make@hhu.edu.cn.

摘要：为了更好地将PUR热熔胶辊涂到板材表面，设计了一种辊涂机加热辊的内部螺旋流道结构，并利用FLUENT软件对其进行流固耦合分析，探究了影响辊面温度分布的因素。结果表明,流道的长宽比对辊面温度影响较大，其余因素对其影响很小，基本可以忽略不计。

关键词：PUR热熔胶；加热辊；流固耦合；长宽比

中图分类号：TS642   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2020)10-0011-05

近年来，随着生活水平的提高，人们对家具美观性的要求越来越高。其中表面高光或者超哑光板材的市场需求显著增多，给高光辊涂生产工艺的发展提供了契机。辊涂操作的一般流程是先通过特定的机器将油漆涂料均匀地涂抹在基材表面，然后经过物理固化或自然固化在表面形成装饰层。其中主要的涂布方法有3种：辊筒涂布、幕式涂布（又称淋涂）、喷雾涂布。辊涂的方式因具有节省油漆、生产效率高、不污染环境等优点而被广泛使用^［1］。辊涂机作为辊筒涂布必要的机器，一直在辊涂行业占据重要位置，其所使用的辊筒涂布方法是目前辊涂生产工艺中最容易被客户接受的二次加工方法之一。PUR（polyurethane，聚氨酯）热熔胶是这种新型工艺必不可少的原料^［2］，但传统的辊涂设备主要用于皮革制造、塑料加工、纺织织布、钢板涂层加工以及纸张修饰等行业，用于木材加工行业的辊涂机相对较少，并且无法对涂料进行加热^［3］。为了实现在板材表面辊涂PUR热熔胶的功能，本文设计了一种加热辊筒，使辊筒辊涂时自带加热功能，避免热熔胶在辊涂过程中发生冷却凝固。

1 加热辊筒初步结构设计

1.1 辊筒外形尺寸设计

本文设计的辊涂机主要由5根辊筒构成，具体旋转方向和外形尺寸如图1所示。外部热油循环装置将PUR热熔胶注入定量辊和涂布辊的间隙中，通过定量辊和涂布辊的间隙流到板材表面，定量辊可以通过左右移动控制间隙以控制落到板材表面的PUR热熔胶的量，与此同时，涂布辊将热熔胶均匀涂布在板材表面。