复合压力是复合加工工艺中的一项非常重要的工艺参数。

所谓复合压力是指在复合机的复合单元处复合钢辊与复合胶辊间的压力或者施加在两层基材上的使之贴合在一起的作用力。

通常情况下，人们会用给复合单元施加外力的气缸上的气压表的示值（kgf/cm²或MPa）作为工艺参数及比较的基准。

对于同一台或同一型号的复合机而言，利用气压表的示值作为复合压力的工艺参数和比较的数值是可行的和正确的。但对于不同型号的复合机而言，此种方法则是不正确的！

复合压力的另外两种比较方法分别是压强和线压力。

所谓压强是指在复合钢辊和复合胶辊间单位面积上的压力，其单位通常应当是kgf/cm²。

这就涉及到需要确切地知道在指定的气缸压力条件下复合胶辊的变形程度或复合胶辊与复合钢辊的接触面的宽度！

由于不同牌号的复合机的复合胶辊的硬度（邵氏）是不一样的，在相同的气缸压力条件下，复合胶辊的变形程度无法准确地测量，因此，就难以得到准确的压强数据。

线压力是指在复合钢辊和复合胶辊间的单位长度上的压力，其单位是kgf/m。这样就使得问题得以简化，并且可以用线压力的数据对不同牌号的复合机的复合压力进行比较与评价。

复合单元的施压方式

施压方式有以下四种基本方式：

1. 直压式；

2. 斜压式；

3. 有杠杆传动机构；

4. 无杠杆传动机构。

所谓“直压式”是指气缸的作用力点与复合钢辊和复合胶辊的圆心的两点的连线在一条直线上的施压方式。

所谓“斜压式”是指气缸的作用力方向与复合钢辊和复合胶辊的圆心的两点的连线不在一条直线上的施压方式。

http://s15/mw690/001o5hobty71tc0dux04e&690

 

 

 

 

 

 

无杠杆机构直压方式下的复合线压力计算：

P_L=2*Pa*S/L                                                                                         式1

上式中：

P_L 表示线压力，单位为kgf/m；

2  表示为有两个气缸；

Pa 表示气压表上的示值，单位为kgf/cm²；

S  表示气缸中的活塞承受气压的有效面积，单位为cm²；

L  表示复合辊的有效长度，单位为m。

无杠杆传动机构斜压方式下的复合线压力计算

P_L=2*k1*Pa*S/L                                                                                   式2

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 在图3中，Fa表示气缸施加给复合胶辊的作用力的方向，Fb表示气缸施加的作用力的大小及其方向，Fc表示复合胶辊施加给复合钢辊的作用力的大小及其方向。θ表示Fb和Fc间的夹角，k1表示斜压系统常数。

于是，Fc = Fb / cos(θ)。因为cos(θ) < 1，所以 1/ cos(θ) > 1。令1/ cos(θ) = k1。

因此，在斜压方式下P_L = 2*Pa*S/L* cos(θ)                                    式3

从上面的分析可以发现，在气缸输出或施加给复合胶辊同样大小的作用力的前提下，在斜压方式中，复合胶辊施加给复合钢辊的作用力要大于直压方式中的作用力！

 

有杠杆传动机构的直压方式

如图1-20和1-21所示，在复合单元中使用的杠杆传动机构有A型和B型两种形式。

http://s1/mw690/001o5hobty71tcsZvOMe0&690

在图4和5中，S点表示杠杆机构的支点，A表示动力臂，B表示阻力臂，F表示由气缸输出的作用力的大小及其方向。

根据杠杆定律，动力×动力臂=阻力×阻力臂，其中的“动力”即为气缸所输出的作用力，“动力臂”为线段A的长度，“阻力臂”即为线段B的长度，“阻力”为作用在复合胶辊上的作用力。

因此，有杠杆传动机构直压方式下复合线压力计算式为

P_L=2*k2*Pa*S/L，其中，k2=A/B（>1）。                                     式4

对于任一有杠杆传动机构的复合单元而言，气缸的摆放位置或施压方式都会有如图6和7所示的两种形式。

http://s9/bmiddle/001o5hobty71tcBmpBK68&690

在施压方式A的状态下，压缩空气是作用在活塞的整个面积上的，所以上述公式中的活塞有效面积S=πr²，r是活塞的半径。

在施压方式B的状态下，压缩空气是作用在活塞的部分面积上的，其中活塞杆占据了一部分的面积，所以上述公式中的活塞有效面积S=πr₁²－πr₂²，r₁是活塞的半径，r₂是活塞杆的半径。

因此，对于有杠杆传动机构的复合单元，在计算复合线压力时，活塞有效面积S的取值要根据实际条件下气缸的摆放形式来确定。

综合地讲，复合单元的复合线压力的计算公式为：

P_L=2*k1*k2*Pa*S/L                                                                   式5

其中：

P_L  为复合线压力，单位为kgf/m；

2  表示有两个气缸；

K1 表示斜压系统常数，无量纲，k1=1/ cos(θ)；

K2 表示动力臂/阻力臂的比值，无量纲；

Pa 表示输入的压缩空气的压强值，单位为kgf/cm²；

S  表示气缸中的活塞承受气压的有效面积，单位为cm²；

L  表示复合辊的有效长度，单位为m。

在不同牌号的复合机的复合单元中，有些设备的复合胶辊的长度与复合钢辊是一样的，有些设备的复合胶辊的长度是略小于复合钢辊的，有些设备的复合胶辊的长度是略大于复合钢辊的。在计算复合单元的线压力时，都需要取其中的最小值！

复合线压力的评价值

根据经验，复合单元的复合线压力应当不小于1000kgf/m！

从目前的状况来看，某些复合设备的复合线压力值可以达到2000kgf/m的水平，而某些复合设备上可达到的复合线压力值明显低于1000kgf/m的水平！

目前在国内市场上正在运行的复合设备中，复合单元所配备的气缸的直径有以下几种规格（mm）：Φ60、Φ80、Φ100、Φ125、Φ150、Φ200。

根据前面的复合线压力计算公式，复合线压力与气缸的半径的平方成正比。由此可以看出在不同的复合设备上复合线压力数值上所存在的巨大的差异！

根据公式P_L=2*k1*k2*Pa*S/L，假定L=1m，k1=1，k2=2，Pa=1，来计算一下使用不同直径的气缸可获得的复合线压力值。

表1使用不同直径的气缸可获得的复合线压力值
Φ mm	60	80	100	125	150	200
S cm2	28.27	50.26	78.54	122.72	176.72	314.16
PL kgf/m	113	201	314	490	707	1256

从上表的计算结果来看，气缸直径的变化对复合线压力的影响是非常显著的。