微通道换热器翅片机双头放卷装置的设计

李淑芳，丁瑞芳，2，陈鼎，2，曾志刚，2

(1.华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074；2.东莞华中科技大学制造工程研究院广东省制造装备数字化重点实验室，广东东莞523808)

翅片作为微通道换热器的基本组成元件之一，广泛应用于汽车，航天，微电子等各种需要热交换器的装置中。翅片机作为生产翅片的专用设备，其工作性能的好坏直接影响到翅片的生产品质和工作性能，而铝箔卷材的放卷装置作为翅片机生产过程中的第一个生产环节，对整个设备的工作性能有着重要的影响。

传统的放卷装置采用被动式放卷，即主要收卷棍或者由下一道工序中的主机提供动力，将铝箔从放卷架上拉出，此时需要在放卷轴上加一定的制动力矩，一般通过磁粉制动器来提供，这种设计的缺点在于磁粉制动器的输出转矩的调整困难，极易造成铝箔料材的过度拉伸甚至拉断。

本设计考虑到采用铝箔厚度仅为0.08mm，且允许的拉力变化范围较小，因此设计了一种主动式放卷装置，即由专门的放卷马达驱动放卷主轴旋转实现料材放卷，控制方便可靠，同时双头放卷使得工作效率大大提高。

1 放卷部分结构设计

放卷装置的结构如图1所示，主要由放卷架、双放卷头、限位机构组成。放卷架固定安装在底座上，双放卷头安装在放卷架上。可以水平旋转，限位机构竖直安装在放料架上。

图1 放卷装置

放卷架立柱焊接在下底板上图2，上端安装有转盘轴承，双放卷头通过连接板与转盘轴承连接，可以实现放卷头相对于放卷架在水平面内旋转。

图3放卷盘结构的卡盘与内卡块通过楔形燕尾槽结构配合实现卡紧，卡盘调节块通过螺纹连接在放卷轴上，可通过调节螺纹的在轴上的旋入量来调整卡盘的卡紧状态。内外卡块之间通过螺钉连接固定，铝箔卷材卡装在外卡块上。

图2 放卷架

图3 放卷盘

图4 所示是限位机构通过踏杆带动拉杆，然后再由拉杆带动滑板沿着导轨上下滑动，滑块限位轴安装在滑板上，并与图5所示限位座配合共同实现限位功能。图5所示限位部分安装在安装放卷头的支撑架上。

图5 限位座

2 张力检测部分结构设计

张力检测部分采用典型的三辊张力检测原理图6，由下面的一个浮动辊和上面的两个固定棍子以及固定支架体组成。浮动棍通过直线轴承可沿着固定立柱上下滑动，被测铝箔绕在这三个辊上面，当铝箔张力增大时，浮动棍向上移动，当铝箔张力减小时，浮动棍向下移动，通过测量浮动棍的移动量来达到卷材张力控制的目的。

图6 张力检测装置

3 结论

本文所设计的翅片机的双卷头放卷装置可实现翅片铝箔卷径最大达1 800mm，卷材厚度最大可达到100mm，最大放卷速度约为300m/min。采用放卷马达牵引下的铝箔卷材主动放卷，设计为双旋转开卷机头，可在一头料架上的卷材使用完后，直接旋转料盘将处于待机状态的放卷料进行放卷，料盘定位可靠，可实现放卷的方便高效，同时该装置可用于其它需要采用放卷装置的相关机械设备的设计中。

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