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干法造粒机振动影响因素和研究现状

2021-01-18 22:44:43

一、干法造粒机振动影响因素
振动在实际生产中会影响系统的运行性能和产品质量,是工业生产中的一个重要影响因素;造粒机是由传动系统、液压系统和其他支持系统构成的复杂系统。为了方便的研究干法造粒机的工作特性,通过建立挤压辊运动模型,然后结合ADAMS软件分析挤压辊的工作特性。
(1)挤压成型速度的影响
干法造粒机系统发生振动与系统速度的稳定性有关。成型速度的影响主要为挤压辊转速和喂料速度,随着挤压成型速度的提高,能够引起挤压辊振动的因素将会增加,例如:各种转动部件偏心,各种安装误差,滚动轴承的扰动等都随着挤压成型速度的增加而使振动加剧。
挤压辊振动会引起挤压辊间隙的变化,这就会使在单位时间内通过的物料体积有所波动,挤压成型的速度越高,物料体积的变化越大。另外,物料经过压力挤压成型后,物料在挤压辊出口释放区瞬间失去压力,物料膨胀而引起体积发生的变化,如果挤压成型速度过快,体积变形过快会引起物料断裂,成型质量降低。干法造粒机的挤压辊一般为齿轮传动,如果喂料速度过快,会引起物料在挤压辊缝隙的堆积,引起瞬间挤压辊间隙变化和成型压力变化,从而引起挤压辊水平移动,而挤压辊的移动会导致齿轮啮合不良,造成传递不准确;并且,挤压辊间隙的变化,会引起挤压辊扭矩的变化,从而会直接影响挤压辊的运动状态。因此,需要根据挤压辊的工作特性分析挤压辊的运动状态。
(2)摩擦系数的影响
挤压辊力学特性分析,得知在物料向挤压辊之间小间隙运动的过程中,挤压辊表面与物料接触时会产生的摩擦力,这主要由物料的性质和咬入角决定。因此,挤压辊与物料接触表面的摩擦力,是影响挤压辊运动稳定性的重要因素,干法造粒系统的稳定性越低,系统容易发生振动。由于粉体物料的流动性,实际在挤压成型过程中的摩擦力也难以准确测定,为了便于研究,以粉体物料的摩擦系数作为主要分析因素。
二、造粒机电气控制系统的研究现状
随着近年来我国BOPP薄膜生产行业的不断发展,作为配套的石蜡造粒机在废膜回收利用上也发挥了巨大的作用。我国造粒机的生产与虽然发展很快,个别产品也进入世界前列,但与工业发达如德国、日本、奥地利相比,还有差距。差距主要表现在品种少、能耗高、控制水平低、性能不稳定等方面。产品主要集中在通用的中小型设备上,技术含量低。目前有生产废旧的造粒机也有20余家,主要分布在东南沿海、珠江三角洲一带,其中宁波地区发展势头猛,基本代表了我国造粒机制造的技术水平。近几年我国塑料机械成套性已有很大发展,如大连橡胶塑料机械有限公司引进日本技术研制的DKTE系列双螺杆塑料混炼挤出造粒机,从主机、供料计量、机头、造粒和回收系统到加热、冷却、电控、温控系统都达到了相当完善的程度。
纵观塑料机械行业,造粒机电气控制系统主要采用两种控制方法:继电器-接触器和仪器仪表控制和以PLC为核心的控制。
继电器一接触器控制是由继电器、接触器及保护元件组成,依据电气控制原理图,把各种电气元件安装布置。它具有使用上的单一性,即一台控制装置只适用于某一固定控制程序的设备,若程序发生改变,重新接线,而且这种控制的输入、输出信号只有通和断两种状态,控制是不断续的。它不适应复杂的电气系统,电气系统越复杂,采用继电器一接触器控制接线越复杂,线路多,所需的中间继电器多,电气控制柜容量也要求大。继电器接触器控制长期使用故障率高,因为线路接头在振动时容易松动等原因,又加上线路复杂,造成维护不便。所以,目前国内采用继电器一接触器控制的大型塑料造粒回收机设备正在积极进行自动控制系统的改造,以提高控制系统的工作,实现过程自动化。
随着自动化技术的发展,国内新的造粒机生产线也采用了PLC控制,造粒机的性能很大提高。但是由于控制成本的需要,国内一些厂家使用价格便宜的PLC,电气元件性能较差,使控制系统稳定性受到很大影响,同时也缩短了设备的使用寿命。目前,有一些企业开始研制造粒机的定型产品,造粒机的电气控制系统研究正朝着高速、多功能化及控制智能化的方向发展,以适应市场需求。为满足交货期的要求和降低工艺流通成本的需要,未来造粒机要求能够进行高速生产。同时对一些产品,还要求包装造粒机和生产造粒机相衔接。除了需要提高转速外,还可采用连续工作或多头工作方式。

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