石蜡成型机电气控制系统的主要技术指标要求与螺杆挤出机构设计

一、石蜡成型机电气控制系统的主要技术指标要求

衡量一台石蜡成型机的技术性能是否优良，就对它的静态及动态数据进行验证。主要指标包括喂料过程的稳定性、压实切割过程的融合度、挤出螺杆转速稳定性和线性度、切粒过程的稳定性、温度控制的性及稳定性等几个方面。在我们设计的石蜡成型机电气控制系统也要根据以上几个指标来衡量整个生产线的正常运行情况，使得石蜡成型机的生产能力具有800kg。我们可以通过电气控制系统的设计使得成型的自动化，控制简单，具有的物料压实系统，能够的清理并且改换刀具。佳匹配的石蜡成型机螺杆操作实现了薄膜废料回收的大利用率，螺杆速度与料筒温度的解祸控制减少熔体温度的干扰。同时通过自带的触摸屏系统能够实现数据的采集和分析，监控生产，实时警报。

其主要技术指标及要求为：

(1)石蜡成型机电机、喂料电机的调速范围：0-I440r/min，旋切切粒电机在工作时的速度为2000r/min上升时间：<80s，通过PLC控制变频器实现电机的正常工作和急停。

(2)过滤网自动换装置的液压系统压力测量范围：0-0.2MPa测量精度：0.5，全自动石蜡成型机熔融段的压力测试值为105-IlOBar。

(3)石蜡成型机料筒加热器温度测控范围：0-400℃，测量误差0.5℃左右。石蜡成型机正常工作时，料筒1区温度设定在230℃，料筒2区和模头温度设定在255℃左右，温度误差1℃左右。

(4)触摸屏界面中动画同步生产工作过程，可在线设定、诸参数设定值，工作参数实侧值，并生成参数实时、历史曲线及警报界面。

(5)对石蜡成型机工况实时监测，转速、温度、压力异常时，实现故障警报并采取故障倒向措施。金属探测器实时检测传送带中的废料，发现金属自动停止运送废料。

(6)能够实现手动和自动的切换。生产过程都有紧急制动按钮。

(7)石蜡成型机的挤出生产过程的控制采用的解祸控制策略，实现整个生产过程的稳定生产。

二、全自动石蜡成型机螺杆挤出机构设计

挤出成型工艺具有应用广泛、产品花样多、连续喂料、操作简便以及成本低等优点。挤出成型主要设备是挤出机，挤出机主要有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、往复式单螺杆挤出机和行星螺杆挤出机，而单螺杆挤出机是聚合物工业中重要的挤出机类型。单螺杆挤出机至关重要的优点是相对成本低、结构设计简单。单螺杆挤出机能加工几乎所有类型的聚合物，包括了很宽的设计要求，所以有着很受欢迎的性价比。

螺杆是挤出生产线的基础组成成分，也是重要的一个组成部分。

现在的螺杆几何学非常复杂，螺杆的设计对于非常有经验的工程师来说也面临很大的困难。螺杆挤出结构的设计不可能，需要进行多次试验之后并加以优化改进。

常规的工业生产用的单螺杆挤出机分喂料段、挤压段(熔融段)和计量段(均化段)三段，其结构原理。螺杆的三段区域螺槽以及功能各不相同，喂料段主要是进行固相聚合物的输送，所以螺槽要求较深；压缩段中固相聚合物逐渐受热转变为液相，完成聚合物的熔融过程，其螺槽逐渐变浅，并逐步积累挤压力；计量段中充满的是熔融状态的聚合物，该聚合物溶体在螺槽中进一步受到螺杆旋转时对其产生的剪切力和挤压力，在该J恒定的压力以及温度作用下，熔融体聚合物不断混合和塑化，并经滤网从模板挤出，后完成成型。

热风循环熔融石蜡成型机和传统的工业生产用的挤出成型机不同，在熔融箱体内受热熔融后才会流入螺杆机筒内，即螺杆机筒内的都是熔融，所以螺杆的设计不需要具备输送、压缩和塑化的功能，即只需要有后的计量段即可，螺杆的设计长度便可以缩短，在不影响其功能的情况下降低了成本。

常规的单螺杆挤出机只要不停地加入固体料，螺杆就能在机筒内不断积聚挤压力将熔融段的聚合物挤出。上文中所叙述的搅拌机构中的螺旋带设计就是出于对熔融顺利挤出的考虑，螺旋带能够向下给予熔融一个挤压力将熔融不停地挤压到螺杆机筒内，同时螺杆采用的是等距变深的结构设计方案，越到口模处落槽越浅，这样螺杆的旋转所产生的剪切力和挤压力也会沿着口模方向越来越大，如此将熔融顺利挤出。