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擠出吹塑機(jī)[1] (英文名稱(chēng):Extrusion Blow Molding Machine)將液體塑膠噴出來(lái)之后,利用機(jī)器吹出來(lái)的風(fēng)力,將塑體吹附到一定形狀的模腔,從而制成產(chǎn)品,這種機(jī)器就叫做吹塑機(jī)。 塑料在螺桿擠出機(jī)中被熔化并定量擠出,然后通過(guò)口膜成型,再有風(fēng)環(huán)吹風(fēng)冷卻,然后有牽引機(jī)按一定速度牽引,卷繞機(jī)將其卷繞成卷。
擠出吹塑機(jī)也稱(chēng)中空吹塑,一種發(fā)展迅速的塑料加工方法。熱塑性樹(shù)脂經(jīng)擠出或注射成型得到的管狀塑料型坯,趁熱,置于對(duì)開(kāi)模中,閉模后立即在型坯內(nèi)通入壓縮空氣,使塑料型坯吹脹而緊貼在模具內(nèi)壁上,經(jīng)冷卻脫模,即得到各種中空制品。吹塑薄膜的制造工藝在原理上和中空制品吹塑十分相似,但它不使用模具,從塑料加工技術(shù)分類(lèi)的角度,吹塑薄膜的成型工藝通常列入擠出中。吹塑工藝在第二次世界大戰(zhàn)期間,開(kāi)始用于生產(chǎn)低密度聚乙烯小瓶。50年代后期,隨著高密度聚乙烯的誕生和吹塑成型機(jī)的發(fā)展,吹塑技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。中空容器的體積可達(dá)數(shù)千升,有的生產(chǎn)已采用了計(jì)算機(jī)控制。適用于吹塑的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯等,所得之中空容器廣泛用作工業(yè)包裝容器。根據(jù)型坯制作方法,吹塑可分為擠出吹塑和注射吹塑,新發(fā)展起來(lái)的有多層吹塑和拉伸吹塑。
擠出吹塑機(jī)的節(jié)能上可分為兩個(gè)部分:一個(gè)是動(dòng)力部分,一個(gè)是加熱部分。
動(dòng)力部分節(jié)能:大多采用變頻器,節(jié)能方式是通過(guò)節(jié)約電機(jī)的余耗能,例如電機(jī)的實(shí)際功率是50Hz,而你在生產(chǎn)中實(shí)際上只需要30Hz就足夠生產(chǎn)了,那些多余的能耗就白白浪費(fèi)了,變頻器就是改變電機(jī)的功率輸出達(dá)到節(jié)能的效果。加熱部分節(jié)能:加熱部分節(jié)能大多是采用電磁加熱器節(jié)能,節(jié)能率約是老式電阻圈的30%-70%。
1.相比電阻加熱,電磁加熱器多了一層保溫層,熱能利用率增加。
2.相比電阻加熱,電磁加熱器直接作用于料管加熱,減少了熱傳遞熱能損耗。
3.相比電阻加熱,電磁加熱器的加熱速度要快四分之一以上,減少了加熱時(shí)間。
4.相比電阻加熱,電磁加熱器的加熱速度快,生產(chǎn)效率就提高了,讓電機(jī)處在飽和狀態(tài),使其減少了,高功率低需求造成的電能損耗。以上四點(diǎn)就是飛如電磁加熱器,為什么能在吹塑機(jī)上節(jié)能高達(dá)30%-70%的原因。
吹塑機(jī)可分為擠出吹塑機(jī)、注射吹塑機(jī)和特殊結(jié)構(gòu)吹塑機(jī)三大類(lèi)。拉伸吹塑機(jī)可歸屬于上述每一類(lèi)中。擠出吹塑機(jī)是擠出機(jī)與吹塑機(jī)和合模機(jī)構(gòu)的組合體,由擠出機(jī)及型坯模頭、吹脹裝置、合模機(jī)構(gòu)、型坯厚度控制系統(tǒng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。型坯模頭是決定吹塑制品質(zhì)量的重要部件之一,通常有側(cè)進(jìn)料型模頭和中央進(jìn)料型模頭。大型制品吹塑時(shí)多采用蓄料缸式型坯模頭。蓄料缸容積小為1kg,大可達(dá)240kg。型坯厚度控制裝置用于控制型坯壁厚,控制點(diǎn)多達(dá)128點(diǎn),一般為20~30點(diǎn)。擠出吹塑機(jī)可生產(chǎn)容積范圍為2.5ml~104l的空心制品。
注射吹塑機(jī)是注塑機(jī)與吹塑機(jī)構(gòu)的組合體,包括塑化機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、控制電器及其它機(jī)械部件。常見(jiàn)的類(lèi)型有三工位注射吹塑機(jī)和四工位注射吹塑機(jī)。三工位機(jī)有預(yù)制型坯、吹脹和脫模三個(gè)工位,每工位相隔120°。四工位機(jī)則多一預(yù)成型工位,每工位相隔90°。此外,還有工位間相隔180°的雙工位注射吹塑機(jī)。注射吹塑機(jī)生產(chǎn)的塑料容器尺寸,無(wú)需二次加工,但模具費(fèi)用較高。特殊結(jié)構(gòu)吹塑機(jī)是用片材、熔融料和冷坯為型坯吹塑具有特殊形狀和用途的空心體的吹塑機(jī)。由于生產(chǎn)的制品的形狀和要求不同,吹塑機(jī)的結(jié)構(gòu)也各異。
1.螺桿中心軸及汽缸由38CrMoAlA鉻、鉬、鋁合金經(jīng)氮處理制成,具有高厚度、耐腐蝕及耐磨損等優(yōu)點(diǎn)。
2.模頭鍍鉻,螺桿心軸結(jié)構(gòu)使卸料更均等平滑,更好地完成吹塑薄膜。復(fù)雜的吹膜機(jī)結(jié)構(gòu)使得輸出氣體更為均勻。提升機(jī)組采用方形框架平臺(tái)結(jié)構(gòu),提升框架高度可根據(jù)不同的技術(shù)需求自動(dòng)可調(diào)。
3.卸料設(shè)備采用去皮旋轉(zhuǎn)設(shè)備及中心旋轉(zhuǎn)設(shè)備,并采用力矩馬達(dá)調(diào)整薄膜平滑度,便于操作。
簡(jiǎn)單概述
在吹塑薄膜生產(chǎn)過(guò)程中,薄膜厚薄均勻度是一個(gè)很關(guān)鍵的指標(biāo),其中縱向厚薄均勻度可以通過(guò)擠出和牽引速度穩(wěn)定性加以控制,而薄膜橫向厚薄均勻度一般依耐于模頭精密制造,且隨著生產(chǎn)工藝參數(shù)變化而變化,為了提高薄膜橫向厚薄均勻度,須引進(jìn)自動(dòng)橫向厚薄控制系統(tǒng),常用控制方法有自動(dòng)模頭和自動(dòng)風(fēng)環(huán),這里主要介紹自動(dòng)風(fēng)環(huán)原理與應(yīng)用。
基本原理
自動(dòng)風(fēng)環(huán)結(jié)構(gòu)上采用雙風(fēng)口方式,其中下風(fēng)口風(fēng)量保持恒定,上風(fēng)口圓周上分為若干個(gè)風(fēng)道,每個(gè)風(fēng)道由風(fēng)室、閥門(mén)、電機(jī)等組成,由電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)調(diào)整風(fēng)道開(kāi)口度,控制每個(gè)風(fēng)道風(fēng)量大小。控制過(guò)程中,由測(cè)厚探頭檢測(cè)到薄膜厚薄信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)把厚薄信號(hào)與當(dāng)前設(shè)定平均厚度進(jìn)行對(duì)比,根據(jù)厚薄偏差量以及曲線變化趨勢(shì)進(jìn)行運(yùn)算,控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)移動(dòng),當(dāng)薄膜偏薄時(shí),電機(jī)正向移動(dòng),風(fēng)口關(guān)小;相反,電機(jī)反向移動(dòng),風(fēng)口增大,通過(guò)改變風(fēng)環(huán)圓周上各點(diǎn)風(fēng)量大小,調(diào)整各點(diǎn)冷卻速度,使薄膜橫向厚薄偏差控制在目標(biāo)的范圍。
控制方案
自動(dòng)風(fēng)環(huán)是一種在線實(shí)時(shí)控制系統(tǒng),系統(tǒng)被控對(duì)象為分布在風(fēng)環(huán)上的若干個(gè)電機(jī)。由風(fēng)機(jī)送來(lái)的冷卻氣流經(jīng)風(fēng)環(huán)風(fēng)室恒壓后分配到每個(gè)風(fēng)道上,由電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)作開(kāi)合運(yùn)動(dòng)以調(diào)整風(fēng)口及風(fēng)量的大小,改變模頭出料處膜坯的冷卻效果,從而控制薄膜厚度,從控制過(guò)程看,薄膜厚度變化與電機(jī)控制量之間找不到明確關(guān)系,不同厚度薄膜以及閥門(mén)不同位置厚薄變化與控制量之間程非線性無(wú)規(guī)律變化,每調(diào)整一個(gè)閥門(mén)時(shí)對(duì)相鄰點(diǎn)影響都很大,且調(diào)整有滯后性,使不同時(shí)刻之間又互相關(guān)聯(lián),對(duì)于這種高度非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變性和控制不確定性系統(tǒng),其數(shù)學(xué)模型幾乎無(wú)法建立,即使能建立數(shù)學(xué)模型,也非常復(fù)雜,難以求解,以致沒(méi)實(shí)用價(jià)值,而傳統(tǒng)控制對(duì)較確定控制模型控制效果較好,而對(duì)于高度非線性,不確定性,復(fù)雜反饋信息控制效果很差甚至無(wú)能為力。鑒于此我們選擇了模糊控制算法。同時(shí)采用改變模糊量化因子方式更好適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)的改變。
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