全自动石蜡成型机振动影响因素及切刀磨损分析

[一]、全自动石蜡成型机振动影响因素

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；全自动石蜡成型机是由传动系统、液压系统和其他支持系统构成的复杂系统。为了方便的研究全自动石蜡成型机的工作特性，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

全自动石蜡成型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。全自动石蜡成型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，石蜡成型系统的稳定性越低，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]、石蜡成型机切粒系统模板与切刀磨损分析

成型机通常有两种工作模式：一种是“间隙式”切粒，切刀与模板之间有固定的间隙，这种切粒方式操作简单，切刀与模板磨损小，使用寿命长，但切出的颗粒形状不规则、碎屑多、带尾严重；一种是“接触式”切粒，切刀始终与模板保持接触，这种切粒方式切出的颗粒外观整齐、碎屑少、不带尾，但切刀与模板磨损快，使用寿命短。不管哪种方式切粒，模板与切刀都会造成磨损，切粒刀实际是与成型模板成型带的出料孔组成一对剪刃，切粒刀是动刀，模板成型带出料孔与成型带表面形成的刃口是定刀，熔融在通过模板成型带出料孔时，遇50^-60℃的冷却水使物料表面瞬间固化，物料被动、定刀剪切成颗粒。切粒刀在工作中先是与所切物料接触，二是与冷却水和其遇热突然产生的水蒸气接触，三是磨刀时与模板成型带表面接触。切粒刀磨损的主要原因除刀刃与模板切粒带之间的摩擦外，集屑瘤反复粘贴脱落造成的磨损和汽蚀造成刃口的伤害也是关键因素。刀刃与模板切粒带之间的摩擦，一般发生在新刀与模板的磨合期，这只会使切刀刃口与模板切粒带接触理想，而不会对切刀和切粒带造成伤害。而另一种磨损是非正常磨损，在换新刀后不进行认真磨刀，至少刃带的85%没有磨出来就开车成型，工作不长时间就开始出现尾料增多的现象，此时刀具刃带已经被成型带内外圆未参与工作的位置架了起来，强行进刀，刃带前端翘起与模板成型带间隙增大，尾料反而增加。此时刀具和模板的磨损加剧，严重时造成缠刀无法开车的后果。可见因刀具磨合不好，造成刀刃磨损较为明显。

由于机组的长期工作，模板在升温和降温交替工况下，模口膨胀增大并变形，出现模口边缘不锋利或破损。另外，切粒刀受水室工作条件的限制，受力相对复杂，切刀在运行过程中始终存在一个向前的推力作用，以克服其他反向力，使切刀刀刃与模板接触，向前的推力有3个：即进刀压力，由液压缸油压(20一60bar)提供，可通过全自动石蜡成型机控制系统或安装在就地操作面板上的电位计预先设定；成型机在热水中转动所产生的螺旋推力；切刀轴受热膨胀冷缩时产生的压力，该力与环境温度有关。反向力有4个，即弹簧的弹力，此力为一常数，出厂时设定后不作改变，用于停车退刀；热水对切刀向后的压力；摩擦产生的向后推力；树脂向后的压力，该力与生产负荷有关，负荷越大此值越大，成正比例关系，另外还包括由操作人员设定的成型机力、刀片在水中转动时切粒水对刀片的液体动力作用和刀片对模板表面产生的反作用力等。这些作用力都会造成模口处的剪切率和剪切应力提高，使得物料的切断不理想，切削产生的物料屑呈瘤状集中堆积在模口处并反复粘贴脱落，切削时切粒水在刃口处发生汽蚀，加剧了模板切粒带表面和切粒刀的磨损。