石蜡成型机的电气控制系统的设计同切刀磨损分析

(一)、石蜡成型机的电气控制系统的设计

BOPP生产线的所采用的废膜回收石蜡成型机虽然各有不同，但是生产工艺过程是大致相同的。一般的废膜回收成型的生产过程大致可以分为以下四个部分：经过粉碎的废膜传送喂料过程，物料压实机的再次切割和挤压过程，挤出机的挤压成型过程，成型机成型回收过程，具体的工艺过程。

1传送喂料工艺

废料传送是石蜡成型机工作的一步，目的是完成由大型薄膜粉碎机生产的小薄膜块经过传送带运输到喂料仓中。薄膜废料在传送带上由三相电机驱动前进，在传送带上安装了金属探测器来用于探测可能存在的金属杂物，如果出现金属杂物就会警报，然后由操作人员按下按钮使传送带后退将金属杂物检出后继续运行将废料送入喂料仓中，在喂料仓中通过变频器的调节喂料电机的运动控制废料的流量给下面的物料压实机系统。传送带可以工作在自动和手动两种模式下，手动模式只有在启动传送带和关闭传送带时使用，正常工作在自动模式下。我们可以根据物料压实机的输出量预先设定传送带的传送速度。当废料检测金属的存在时被运送到金属探测器附近停止，我们可以通过触摸屏自动的设定传送带的停止运行时间和选择喂料的速度和自动/手动工作方式。

2物料压实工艺

物料压实是石蜡成型机工作的一个重要过程，主要的目的是完成对废料的再次切割并且混合加热，挤压和预干燥过程。物料压实的过程是由电机来控制的，在物料压实过程中由于摩擦力的作用产生的热量将废料熔融。当废料由传送带运送给物料压实机后，在物料压实机中可以使废料混合加热，并且预干燥。物料压实机的温度调节可以通过物料压实机的填充率来进行，高填充率说明温度高，低填充率说明温度低。物料压实机的温度还与石蜡成型机的输出有关，输出量减少，温度降低。物料压实机的温度如果过高，可以通过冷却水阀的启动来调节。物料压实电机的启动由一个启动门控制，启动门可以通过控制线路来实现物料压实电机的启动和急停。

3挤出塑化工艺

挤出塑化是石蜡成型机工作的重要环节，主要目的是完成熔融物的挤出成型，膜头将熔融物挤出成条，然后再经过冷却系统的冷却进入成型机进行切割成粒。进入挤出机后，被挤出机螺杆螺纹咬住，随着螺杆的旋转被螺纹强制往机头方向推进，构成一个机械输送的过程。自加料口往机头运行时，由于螺杆的螺纹逐渐减小，也由于滤网、分流板和机头等阻力的存在，在塑化过程中形成了很高的压力，把废料压得很密实，改变了它的传热导性，有助于很快熔化，同时逐渐加高的压力以使原来存在于薄膜废料之间的气体从排气孔排出。在压力升高的同时，一方面被外部加热，另一方面本身在压缩、剪切、搅拌的运动过程中，由于内摩擦力也产生了大量的热，在外力和内力的联合作用下，温度逐渐加高，其物理状态也经历了玻璃态一高弹态一粘流态的变化，同时也逐渐的熔融实现塑化，后由螺杆推力作用将塑化的定压定量的从机头中挤出。在石蜡成型机控制系统中，我们有一个可调滑动门，该门可以控制经过物料压实机的废料的流量，当石蜡成型机的螺杆电机过载时，可以通过在触摸屏上调节滑动门的位置来实现废料下料的减少。该门还有两个自动控制功能：自动清理石蜡成型机螺杆刀片功能和根据废料的多少自动移位功能。如果滑动门在关闭位置，熔融的固体变成团状，在这种情况下，废料停止下料，滑动门反向。该系统可以通过控制的滑行门电机负载来实现其功能。该控制功能可以通过调节螺杆旋转方向的时间来实现。

4成型回收工艺

成型回收是整个石蜡成型机工作的后一步。从石蜡成型机中不断流出的熔融物经过一个环形喷嘴后变成条状物，成型单元有一个旋转切刀去切割这些条状物，切成的小颗粒进入成型室进行冷却成型后，经过干燥机风干后由排泄装置将造好的颗粒运送到一个储备罐中后装袋完成。切粒室的大小足以使切粒刀自由地转动越过模面而不限制水流为度。熔融聚合物从挤出机模头挤出成丝后，旋转切刀切割物料变成直径为4-5mm的球状颗粒后在水下冷却进入离心千燥器。在干燥器中，水被排到回贮罐里，冷却并循环再利用；粒料通过离心干燥器除去水分，后实现装袋成品。

(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。