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来自 工程科技 2019-11-25 14:57 的文章
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402com永利平台高分子材料成型课程(九)

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塑料压延机及其联动辅机组成塑料压延机生产线,是塑料制品生产过程中的基本设备之一,属于大型高精度设备。压延机应用于塑料加工已有一百多年的历史,期间经过了不断的改进,现今呈现出新的特点。 塑料压延机的新特点 随着制品加工工艺的发展、品种的扩延及制品质量要求的提高,塑料压延机生产线的研制进入了一个高速发展的时期。同时,由于在环保、节能、安全等方面的要求不断提高,塑料压延机在品种、提高质量、节能降耗以及自动控制等方面又取得了很大进步,不断向着大型化、高精度、高效率及高度自动化的方向发展。 大型化 由于制品的幅宽要求越来越宽,所以塑料压延机的规格也不断地增大,目前辊面宽度达四米、五米的大型塑料压延机已得到较普遍的使用。另外,为了获取宽幅制品,还采用了拉伸拉幅工艺与装备,可生产幅宽4500mm以上的薄膜。 高速化 压延工艺的*大优势在于精密、连续、高效。这一工艺的工作线速度一般为100 m/min左右,新型机台可达200~250m/min,甚至已经超过了300m/min。一台普通的塑料四辊压延机的年加工能力可达5000~10,000吨。 精密化 压延制品的质量精度要求越来越高,从而要求压延装备更加精密,实现这一目标的途径包括: A、普遍采用拉回机构、反弯曲装置和轴交叉机构,与传统的中高度辊筒配合,确保了在线速度调整及高速运行中获得高精度的制品。 B、调距装置由变速交流电机、变频电机等驱动方式发展到伺服电机驱动或液压调距机构,使辊筒间隙的调整更加精准。 C、采用圆周钻孔机构的辊筒与PID控制的加热系统相配合,使辊筒工作表面的温度控制在±1℃。 D、采用镜面辊筒,特别是通过热研磨的镜面辊筒,可使辊筒在工作温度状态下,其辊面的径跳可达0.001mm,粗糙度在Ra0.025以下,保证了薄膜的纵向精度。为使制品的透明度更好,则采用工作表面镀硬铬的镜面辊筒。 E、传动系统多采用多电机闭式齿轮传动形式。辊筒分别通过各一台电机经对应的齿轮组进行传动。辊筒间的速比可以通过调节电机的转速来调节,速比可在0.5~1之间。 F、对压延制品的厚度进行适时在线监测和对压延机与制品厚度有关的系统进行自动闭环反馈控制,使制品的厚度精度得到极大的改善,可以*大限度地节约原材料,降低废品率和生产成本,并减轻劳动强度和提高生产效率。 G、在线配有精准的定中心和纠偏机构。 高自动化 塑料压延机生产线除上述在线监测和对压延机与制品厚度有关的系统进行自动闭环反馈控制外,还配有电、液、气组合的高自动化控制系统。 塑料压延机生产线的传动控制系统是一个微张力的速度联动控制系统。这个系统必须是可调速度、高精度稳速系统。速度调整范围通常要求1:10,在速度、电流双闭环的直流调速系统中,采用光电编码器作为数字量速度反馈,精度为0.01%,综合精度可达0.01%。 塑料压延机的传动主电机仍然以直流电动机为多,采用全数字式调速系统。辅机组的传动电机,大部分已采用了交流变频电机。目前采用半导体集成电路的高精度变流技术的调速系统已经成熟。 塑料压延机生产线生产的塑料制品繁多,其生产工艺也不相同,因此,需要对设备按预先设定的顺序、条件,对各控制阶段逐段、依次进行控制。有些则是为了安全必须对设备进行依次控制,这些就称之为逻辑控制系统。为实现这些控制要求,塑料压延机生产线上位机采用工控机,用于整套生产线的监控和管理,下位机采用PLC通过现场总线对现场各个装置进行检测和控制。生产线普遍配有人机界面操作系统。 机构多样化 由于压延制品工艺或制品质量的要求,各种专用的或新型的塑料压延生产线应运而生。如:多辊压延机(各种辊筒排列形式的五辊、六辊、七辊压延机等)、异径辊压延机(为消除辊径误差的累加效应而将压延机的各辊筒直径设计为不等)、行星辊式压延机等。 压延辅机则为了达到不同的制品加工工艺要求和适应高速化要求也派生了诸多的结构形式。如:为了适应不同精度和厚度,配备了大直径冷却辊装置和小直径冷却辊装置;卷取装置则配有摩擦卷取、中心卷取及为了适应高速大卷径制品的需要采用摩擦卷取加辅助中心卷取等结构;而切割装置无论是飞刀还是冲剪结构都有电动、气动和电热等形式。 塑料压延机逐渐趋向於大型化、高速化、精密化 国内塑料压延机需求浅析 按地域分析:塑料压延机的应用在大陆主要集中分布四个地区,即:主要以农膜制品为主的东北地区;主要以人造革和包装膜制品为主的江浙地区;主要以人造革和包装膜制品为主的广东地区;主要以电工膜和包装膜为主的河北地区。 按制品水平分析:PVC压延制品,生产工艺已经接近成熟,制品品质档次拉开较大,高、中、低档制品的巿场需求量都较大,但以高档制品的附加值高,利润空间大。高档灯箱布制品的*大宽度已经达到4米以上,*小厚度偏差小于0.005mm。 按巿场需求分析:巿场对PVC压延制品的需求量正在快速增长。首先,随着巿场经济的发展,人们的广告意识逐渐增强,对PVC灯箱布的需求逐渐增大,其中高档制品的需求量会有较大增长,中、低档制品的巿场需求量增长将逐渐趋缓。其次,随着国民生活水平的不断提高,家具的需求量急剧升温,PVC家具包装膜的需求量较大。再者,医药行业、食品行业快速增长,巿场对PVC片材的需求量也迅速增长。另外,发达国家由于环保及劳动力成本的原因,已经逐步淘汰了PVC压延制品生产,中国大陆成为世界PVC制品*大的生产基地,许多企业的压延制品以出口为主,出口制品以中、高档制品为主,巿场发展空间较大。当然,随着国家宏观调控政策的深入实施,压延制品的发展亦进入了理性发展阶段,巿场进入一个阶段性调整时期。但前述的四个制品比较发达的地域还都处于扩大生产规模或提高制品规格和档次阶段,发展方向主要是宽幅、高精度。与之相适应,塑料压延机生产线的发展趋势仍然是大型、高速、高精度、高自动化和专用化。 (源自:雅式工业专用网)

第九章 压延成型

  1. 概述
  • 生产薄膜片材的主要方法
  • 挤压作用,平行辊筒
  1. 原料
  • 橡胶
  • pvc
  • PE、PP
  1. 制品
  • 人造革
  • 地板
  • 壁纸
  • 薄膜
    • 薄膜的分类
  1. 工艺特点
  • 尺寸准确
  • 操作方便
  • 不用模具

压延机的传动系统,是保证压延机中的辊筒在压延塑化塑料制品成型时能高速平稳运转、正常工作的重要系统。为能适应不同塑料制品用原料的工艺条件要求,压延机设备上的辊筒工作用传动系统应具备下列条件。

第一节 压延设备

  1. 压延机的形式
  • 数目:3,4,5
  • 排列:I,L,倒L,Z,斜Z
  • 数目越多,压延次数越多
  1. 压延机的基本结构
  • 压延机组成:
    • 辊筒及加热冷却设备
    • 厚度调节机构
    • 传动设备及辅助
  • 辊筒
    • 变形原因
    • 调节方法
      • 中高度
      • 轴交叉
      • 预应力
  • 传动装置
    • 无极调速
  • 附属设备
    • 测厚
    • 卷绕

①电动机的功率应能保证承受重载荷、高温辊筒在工艺要求条件下正常运转。②辊筒工作面线速度能够调整变化,各辊筒的转速能够单独调速;同时,还应保证各辊筒间有一定的转速差。③辊筒工作转动应平稳,每个辊筒的转速和辊筒间的转速差要保证恒定,工作时传动噪声要尽量小。④传动系统在保证上述条件下,要尽量结构简单、紧凑,制造比较容易,操作和设备维护都比较方便。

第二节 压延成型原理

  1. 辊筒间隙的压力分布
  • 钳住区
    • a 始钳住点
    • b 压力最大点
    • c 中心钳住点
    • d 终钳住点
  1. 物料在压延过程中的压缩和变形
  • 摩擦角定义
  • 半径与供料厚度的关系
  • 厚度变化与长度变化的关系
  1. 辊筒间隙处的流速分布
  • $A=pm A_1$,流速相同,无速度梯度
  • $-A_1<A<A_1$,凸状曲线,中心层速度最大,超前现象
  • $A<-A_1$,凹状曲线,中心处速度出现零点,$A^*$,滞后现象
  • $-A_0<A<A^*$,中心速度为负值,翻转流

传动系统主要由电动机(有直流电动机、整流子电动机或是三相异步电动机)、联轴器、齿轮减速箱和方向联轴器等主要零部件组成。目前,应用较多的四辊压延机,四根辊筒多数采用由直流电动机单独驱动。四根辊筒的转速通常都不相同。根据压延制品的工艺条件要求,调节成不同的转速比来完成压延塑料成型制品工作。

第三节 压延成型工艺

  1. 供料
  • 混合
  • 塑化
  1. 压延阶段
  2. 压延操作条件
  • 辊温和转速 3>4>2>1
  • 辊筒间隙
    $h_0^{1-2}>h_0^{2-3}>h_0^{3-4}$
  • 牵引、冷却、卷曲

第四节 压延制品质量的因素

  1. 压延效应
  • 定义:
  • 现象:
  • 影响因素:
    • 物料温度
    • 物料性质
    • 辊筒转速及速比
    • 制品厚度和供料厚度
    • 操作方向
    • 冷却速度
  1. 影响表面质量的因素
  • 原材料
    • 分子量
    • 灰分
    • 弹性
  • 辊筒(料)温度
  1. 影响厚度的因素
  • 分离力 $F=2eta vRWleft(frac{1}{h_0}-frac{1}{H}right)$
  • 表面温度变化
    • 两边低,中间高
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