第一节 预发熟化设备 一.连续式预发设备 连续式预发机是一种将EPS原料不断地送进预发机内,预发到一定密度的珠粒不断从预发机送出的设备。连续式预发机主要由进料装置、搅拌装置、加热装置和送料装置等几部分构成。 预发机筒体为不锈钢制成,外面有保温层。进料装置分一次进料装置和二次进料装置。一次进料装置由减速机及螺旋进料器组成。一般一次螺旋进料器的转速为200转/分左右,减速机有采用带调速器的和不带调速器的两种。二次进料装置市将经过一次预发的珠粒送入预发机内得到密度更小的珠粒,故其螺旋进料器的直径较大,较一次大很多。因二次螺旋进料器的转速一般为600转左右,就可以达到工艺要求,所以一般二次送料器 不用减速机,只是利用皮带轮减速就可以达到要求,连续式预发机具有操作方便,便于维护,效率高,生产成本低等优点。 搅拌装置由主轴带动搅拌杆对筒体内正在预发的原料进行搅拌。在旋转搅拌轴旁设有固定的搅拌杆,便于搅散相互粘结的预发珠粒。靠近筒底的4根固定空心搅拌杆周围,按等份每隔一定距离钻直径为1.0 mm左右的细孔,最底部得一根管道通压缩空气,调节底部的温度,其余3根管道都通过蒸汽,使加热蒸气可以从细孔直接进入筒体,有助于预发的顺利进行。旋转搅拌器底部的刮板搅拌其靠近底板,使沉在底板上的珠粒也能受到有效的搅拌而不致相互粘结。 预发通常采用蒸汽预发,且预发温度不可过高或过低,这样便采用管道和底部气室加热的方式,使热量均匀,充分保证粒子受热。一般通过调整蒸汽阀门的大小来控制压力和筒体的温度。压缩空气也可以控制温度并在清仓时使料粒从出口溢出。通过调整温度可对密度进行控制。 另在筒体的前面设有不同高度的益处口,选择不同的逸出口业可得到不同的密度,同时在底部还有一个清仓口,便于停机时清理筒体内的珠粒。在预发过程中珠粒通过不同的高度溢出,流入流化干燥床或送料装置,通过送料装置送入熟化仓中进行自然熟化。 EPS –YF1,2-900 型预发机是一种兼有一、二次预发功能的连续式预发机。该机对EPS原料分别进行一次或一次发泡基础上进行二次、多次螺旋进料器进入机内,通过调节控制集成面板上的调节阀门来控制机内温度,从而达到控制EPS颗粒的密度。 这种型号的预发设备除具备上述预发机的结构,还具有如下性能: (一) 结构特点 1. 可以对EPS原料进行一次预发和二次预发处理,通过调节阀门来控制蒸汽和筒内温度,达到对EPS珠粒预发密度的控制要求。 2. 机器整体结构为钢骨架结构,操作按钮及阀门旋钮集成在一个操作箱内,并固定在机器上,操作方便。 机器内筒、外筒及关键部件采用不锈钢制件,避免了由于锈蚀所产生的珠粒污染。保证产品的质量。该机在节约能源,提高工作效率,确保产品质量等方反面具有较高的性能。 3. 机器的进料装置,其中的一次预发进料装置可通过调整与之相连的变速器来调整进料速度,而二次进料装置采用导轨移动方式,避免可一次进料时塞住二次进料筒及二次进料漏气的缺点,为了防止在进料处堵料,采用风管式吹料降温装置。 4. 机器一二次送料两分别由各自的进料闸门进行控制,进料装置具有运行平稳、噪音低、传动输出转矩大等优点,并且使用和维修业很方便。在温度控制上采用压力及温度双指示,因而调节范围大、控制精细、准确,满足了生产需求。 (二) 主要规格及技术参数 (三) 预发程序 1. 预热 打开清扫门清除筒内杂物,检查活动搅拌杆是否坚固,然后关上清扫门。关闭操纵面板上三个阀门,关闭进料阀门。启动搅拌及进料电机,搅拌杆及进料螺杆空运转,此时打开蒸汽阀门,使发泡筒内温度升至70~75℃,并保持3~5分钟。 2. 预发 预发分一次预发与二次预发。一次预发时,将8KG 左右原料入料斗,待预热完毕,即可打开进料口闸门,使原料全部进入预发机内,关闭进料闸门(此时可再次将原料加满),机内原料逐渐预发,直到溢出口源源流出预发珠粒时,打开原料进口,使其连续进料,同时溢出口连续流出预发珠粒。此时需要调节阀门,增大温度,以取得最佳温度。 注意:切不可开始就连续进料,否则因机内珠粒的密度偏差严重而使搅拌电机的负荷增大,造成停机或其他严重后果。 二次预发是将一次预发经熟化后的珠粒6~7KG装入二次进料斗内,打开进料闸门,进行二次预发,同时让一次预发装置转动起来,以避免珠粒进入一次预发装置并预发,使一次预发装置堵塞。直到溢出口源源流出珠粒后,再打开进料闸门连续进料。根据工作情况,每隔一段时间应测定一次珠粒密度。 3. 密度的调节 机器操作盘上装有蒸汽调节阀以控制进入预发机的蒸汽量,由蒸汽压力表指示其值,一般控制在0.15~0.2Mpa左右。操作盘上还装有温度调节阀,通过控制吹入的空气量多少来调节进气的温度。此时以盘上温度的指示值及测定的预发珠粒密度为依据,对机内温度仔细调整,在调整过程中机器内部的温度需要30s左右稳定下来,密度则需3~5min才稳定下来。 调整密度可以从调整温度、进料速度和珠粒溢出口高低来实现。但在一次预发时以调节温度为主,二次预发时以调节进料量为主,由于原料的质量不同而略有差异。对仅为一次预发或仅为二次预发的机器,其使用和调节过程亦是如此。 4. 预发结束 预发结束前先关闭料斗进口闸门,停止进料,机器必须继续运转,搅拌器仍需工作5~8min,以后最后进入机器内的原料全部预发。待机内的原料完全预发后,需先打开操作盘上压缩空气阀门,关闭正气阀门,当机内温度降至60℃以下时,关闭压缩空气阀门,打开下面小门,由于搅拌杆的搅动,使预发机内剩余的珠粒从小门不断排出,待排出的珠粒稀少时,用间断开启压缩空气的方法,使机内珠粒全部排出。停止机器运转,关闭所以阀门,打开清扫门进行清扫,然后切断总电源。 二、间歇式预发设备 间歇式预发机(亦称定量式预发机或加压式预发机),主要是用来与全自动包装成型机配套,通过提供密度均匀无结块现象的EPS预发料,以满足包装制品生产过程的成型条件要求。其工作原理见第三章第一节。间歇式预发机分真空间歇式预发机和普通间歇式预发机。同规格情况下通常较连续式的体积大,送料、粉碎、风干装置功效也要求较好。其结构形式多种多样,功能大体相仿。 预发机发料筒前面设置振动式发泡程度感应控制器,可正确感知发泡粒的上升度,使预发珠粒的密度较均匀,公差只有+0.3 kg/m3,这也是间歇式预发机区别于连续式预发机的一大特点。预发珠粒排出时,发料筒内部温度变化很小,去除凝结水的发生及预发珠粒的结块现象,因此可减少原料的含水率、节省热能源。这种间歇式预发机在操作上加料、加热、排出、送料到风干各工序采用自动程序控制,调节既有方便又准确。预发珠粒从下向上升高,达到一定高度后,由光电管发出信号即可排出,动作准确、灵敏,当发泡压力稳定时,密度几乎保持一致,这时对成型条件的正确选择是重要的。 由于自动控制设备的逐步配套,机器可进行预备加热,加热到一定温度后可以很方便地进入自动预发,如出现故障可自动显示。此类设备每次加入珠粒数量十分准确,机内温度随时显示,进气均匀,并设有空气吹扫装置;另外,此类设备带有风干、粉碎送料装置,也较容易控制。加料装置一般带有抽风过滤装置,粉料不易进入预发机,不易产生堵塞赫结块。对于发泡剂偏低(贮存时间较长)的原料珠粒和较轻的预发珠粒,也能达到较好的效果,这对于成本的降低及原料的适应性有好处,特别是考虑到环保的要求,目前一些厂家已推行使用低发泡剂含量的原料(约3%),在此种情况下使用间歇式预发机,其生产效率较高。 (一) 结构特点 1.预发激筒体从底部进蒸汽预发,若再短时间内送大量蒸汽并且每次在室里注入蒸汽可在不同阶段进行控制,这样可以极大减少机器循环周期的时间,成品质量有极大提高,进料装置中的设置电子秤,可精确地计量每一次进料的原料重量,出料前由光电式水平料位传感器来严格控制预发珠粒的体积。通过对进料量和发泡料体积的度量来确定预发倍率,而蒸汽压力和空气压力不直接影响预发倍率,从而使得预发倍率易于控制,并稳定可靠。 2.具有复合螺旋装料输送器和自动控制密度系统;在预发机底处可安装一个带有称的预装仓,可以准确地称出用于第二次预发材料重量。螺杆形搅拌杆系统可调节搅拌速度,每一条杆的距离、长度和尾端的角度都经过精密计算,确保原料受热均匀和减少结块,搅拌器底部有横扫杆,使原料不会停留在底盘过分受热。并且每条搅拌杆都是独立安装,方便更换和清洗。搅拌器和轴承设在发泡筒外面,维修方便。 3.电子温度控制提供稳定的蒸汽压力,一般最理想的蒸汽压力应调节在0.1~0.2Mpa范围。 4.备有空气混合装置,用于搞密度发泡和两个高低位料感应器配合高低密度的生产。 5. 进料和排料门边都设有吹风小孔,清除残留在门边的原料,防止结块。 6.震动筛网和马达取代传统的搅拌杆,减低机械动力造成原料损坏。粉碎用电机与筛子联用。在卸料时筛子上、下摆动,将块状珠粒震碎成为分散的粒子,并将分散的粒子筛析。星形传送装置使原料分段传送至料笼,减少原料本身和管道冲击造成的损坏变形。 7.材料发泡曲线监测器可以及时调节工序控制的各参数,可以根据发泡材料的不同性能,设定密度。 (二) 预发程序 用间歇式预发机预发时,根据不同发泡倍率,每小时的生产效率不同。 1.预发 清除筒内杂物关上清扫门,开搅拌电机,打开空气阀和蒸汽阀。备好原料,按下输送钮,设定好进料量,将称量开关置于自动位置,将计数器设定需要的次数,确定每一步设定的时间,等待料吸满的信号。开风机和筛分机,将选择按钮置于自动,按下预热钮,预热6min后,根据设定预发次数,预发机降自动重复预发过程。 2. 预发结束 当最后一次运行结束,剩在料斗内原料重量不足时,将开关拨至半自动,按下“剩余预发”钮,剩余料会在比上一次过程短5s的事件内预发完成。这一开关只在前一操作结束50~300vs内有效,超过这一范围需用手动方式进行。在全自动模式下停机,以手动方式清扫筒内,将留在预发筒内的珠粒清除。关蒸汽和空气总阀,切断电源。 三、熟化设备 EPS原料经过预发机预发后,还需要进行熟化。熟化设备有机械熟化(流化干燥床)和自然熟化设备(熟化仓)两种。 流化干燥床式采用大流量、高强度风机通过热交换器,形成具有一定强度和温度的热风幕,热风幕透过流化床铝板上的气孔,对刚刚预发出来的EPS珠粒进行透析,使其快速定型,减少熟化时间,同时还对刚刚预发出来的EPS珠粒起到烘干和脱水的作用,这也为EPS珠粒的快速定型节省了时间。流化干燥床通常与二次预发机配套使用,因为经过二次预发后的珠粒直径很大,而内部发泡剂经过预发后含量已很少,二次预发机排出的EPS珠粒遇到冷空气后,发泡剂很快又气态变成液态,从而造成预发料的内外压差过大。此时压差大于泡体本身的可持续压强时,预发后的泡体将会收缩。采用流化干燥床的优点在于延长发泡剂有气态变液态的时间,使热空气快速渗入泡体内,减少泡体内外压差,使其避免收缩。 流化干燥床出料口端配备一台合适的鼓风机(根据送料远近)。由过滤网,目的是阻止料块进入输料管道,堵住管道,还有清理口二个,应定期的对通过铝板小孔落下的EPS珠粒进行清理,以免影响EPS珠粒在流化床在运行的速度和涡流的旋转,影响熟化效果。 热交换器形式为翅片管式散热器,其叶片为铝翅片,这加快了热传递速度,同时,其翅片管为高压无缝管制成,从而增加了散热器的安全可靠性。EPS珠粒在设备中自动的呈涡流状向前滚动,进行充分的脱水和透析,最后在短时间内定型。自然熟化一般在熟化仓中进行,熟化仓的大小与数量是由生产能力、气候环境等条件决定的。仓的容量一般为5~25 m3,最大高度为5m,小型仓的高度较低,底部倾斜35度,出口处高出地面约0.5m,每个熟化仓所需的面积为10 m2。 在制作熟化仓时,网眼的大小要适中,一般约40~50目。为了使熟化仓的珠粒卸料畅通,避免“死角”,仓的下料角尽可能大一些,一般要大于35度。 由于在熟化过程中,预发珠粒中会散逸出发泡剂,因此为了防止火灾,必须改善熟化仓周围的通风状态,并有必要在熟化仓与其他部分之间设置防火墙或保持约0.5m的距离。 自然熟化需要有良好的通风条件,因此一般是用铁质或木质材料做成的框架上附着网状材料制成的。加压熟化装置是能够承受一定压力的密封容器,熟化装置与语法机之间是有吸送器及管道连接的。 在熟化过程中,预发珠粒会散逸一定量的发泡剂,为了防止火灾,必须改善通气性。由于发泡剂所产生的戊烷密度大于空气密度,在熟化仓室内的地面附近易于滞留戊烷和空气混合气体,因此务必予以注意。 当熟化仓内温度非常低时,往往会出现发泡珠粒在仓内遇到冷空气而收缩,或由于发泡珠粒潮湿而冻结,致使发泡粒凝固更现象,因此应充分注意并采取措施,以防发生上述情况。 第二节 板材成型设备 一、板材成型设备分类 板材成型机按自动化程度分为手动板材成型机、半自动板材成型机和全自动板材成型机;其中全自动板材成型机又分为不带真空系统的板材成型机和真空板材成型机;按结构形式分为立式板材成型机和卧式板材成型机;按尺寸规格分为二米板材成型机、二米四板材成型机、三米板材成型机、六米板材成型机、八米板材成型机、非标尺寸板材成型机及可调节尺寸板材成型机等。 卧式手动板材成型机一般采用卧式三开门结构,上门采用可调式配重结构,侧门采用悬挂式轴承结构。加热时只需进行穿透及主加热可完成全部加热过程,电气部分只有冷却风机,全启式安全阀与聚四氟乙烯球阀,构成自动排放系统。 立式自动板材成型机采用立式、前门侧开结构,可利用小车实现自动送板功能。 自动加料料枪安装在机器的上方,后模板上装有2~3套液压顶出推料装置。电气控制系统有两种,一种是PLC控制,另一种采用接触器-继电器控制。该机采用液压系统控制开模、关模、顶出制件及锁模,具有稳定性好、销模力大等特点。 二、 全自动板材成型机 全自动板材成型机有许多规格和型号,基本工作原理基本相同,都采用液压系统和PLC控制程序,将经过预发并熟化后的EPS珠粒装入模腔,利用蒸汽加热系统使蒸汽通过模壁的气孔直接进入模腔,使珠粒受热后软化膨胀。由于模腔的限制,膨胀的珠粒得以填满设备的整个模腔,从而完全粘结一个整体。经过冷却定型后,即可打开设备取出制品。 以六米全自动板材成型机为例介绍全自动板材成型机的结构与工作原理。该成型机是由PLC、液压、气动联合控制的,是生产超长、超厚可发性聚苯乙烯泡沫板材的专业设备,同时也可以加内衬等附件做出各种需要规格的板材。 (一) 机器的结构 机器由加料系统、加热系统、冷却系统、液压系统、气动系统与电气自动控制系统组成。 1. 加料系统 加料采用自动加料枪及负压加料。既提高了工作效率又使生产的板材密度均匀且外观光滑平整。由于加料枪是利用“伯努利”原理将料吸入模具的,所以进气管要选择合适的口径,并尽可能使气流加速。当然料管口径也要根据产品的厚薄、大小来进行选择。 当活塞退到三通的后部时,进气孔进压缩空气,在其前面一段料道中形成负压区,同时在此过程中引风机也对板机的模腔抽负压,这样EPS原料便以很快的速度进入模腔。在正常情况下板材成型机的充模时间仅为40S秒左右,充料体积达4立方米左右,其充料速度远远高于自动落料的速度,而且具有充料缝隙均匀,工人劳动强度低,自动化程度高,生产文明等特点。由于料枪采用了特殊的工艺结构,避免了进料枪经常出现打不开、关不上、漏气漏料等现象。 2. 冷却系统与加热系统 EPS 板材成型机的冷却系统和加热系统构成了整个管理系统。冷却分常压冷却、真空冷却和水冷等几种方式。 加热系统中的进蒸汽控制部分采用气动球阀控制,使板机性能稳定,蒸汽控制可靠。 在成型原理上采用EPS穿透成型工艺,分三次加热和保温,具有穿透能力强、粘接性好、成型速度快、用汽量少、板材表面平整,节省能源,加热工艺(高密板与低密板的范围在6~45 kg/m3)可随时通过阀门来改变管路而调整等优点。 3. 模腔的结构 模腔为长方体,由上下板、前后板、左右侧板组成,构成板材模腔的6个面,内衬一般为优质铝合金板或不锈钢板,其板上开有契形网和小孔或通气槽。 模板采用焊接结构,焊后进行时效处理。气室的深度一般为25~30mm。 模腔利用液压缸从前侧面打开,板材横向推出,模腔只开一面,且为双道密封胶条密封,减少了蒸汽泄露,利于产品成型,加大了设备的安全系数。 4. 液压系统 EPS 板材成型机液压系统主要控制模板的开合、插销的开关以及板材的顶出等动作。液压系统由油缸、油管、液压泵、液压电磁阀等控制部件组成。 该类型板机采用液压系统控制开模、关模、顶出制件及锁模,由于液压系统具有稳定、压力大、不可压缩等特点,比起动装置更具优越性。锁模力大且可靠,生产效率高,板机部存在泄漏等优点。 5. 气动系统 气动系统主要完成以下几项功能: 控制阀门的关闭、自动进料枪的开关、脱模、吸料以及小型板材机中模板的开关、锁销等功能,即从加料、加热一直到成型都离不开气动系统。 但是气动系统与液压系统相比具有稳定性差、冲击力大、锁模力小邓缺点。一般全自动成型机多采用液压系统进行锁模于开关模,以确保设备的可靠性和安全性。 6. 电气自动控制系统 该系统由电气自动控制元件(接触器、继电器、熔断器、行程开关和自动空气断路器)与可编程序控制器(PLC)等组成。 可编程序控制器(PLC)是电气自动控制系统地重要组成部分。PLC可以取代传统的继电接触器控制系统实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数等功能,具有通用性强、可靠性高、指令系统简单、现场可随时更改程序等优点,在EPS板材成型机自动控制中成为首选控制元件之一。 由于使用了PLC使线路变得更加简单、维修方便、故障率低。实际生产中可以通过随时改变PLC程序,对生产工艺进行适时的调整。 7.1 安全保护系统 (1)电接点压力表控制的安全装置 电接点压力表共有六块,其中电控箱上有三块分别控制加热I、加热II、加热III,当压力到时,指针触点接触,进气阀门关闭,进行下一个动作。板机上有两块电解点压力表其限压保护作用,分别限制左右型腔的压力,使其控制在0.1~0.11Mpa以内。当任一型腔压力超过0.11Mpa时,板机所有进气阀关闭,排气阀及空冷阀全部打开,板机型腔泄压,确保模腔压力不超过最高限值。 (2)安全阀控制的机械式安全装置 本机型的板材成型机主进气管道上装有全启式安全阀,其开启压力为0.12Mpa。在板机型腔超压,电接点压力表失灵的情况下,可以起到保护作用,使压力短时间内维持稳定,给操作者以充分的时间来紧急关闭蒸汽主阀。安全阀必须定期到有关部门检验,每季度一次,而且在设备停机超过15天时,在运转之前必须校验。 (3)电器控制的安全装置 在加热之前必须使模腔处于锁紧状态,而且加热I、加热II、加热III各个过程时间都有PLC 程序限制,加热时间一到,进气阀自动关闭,确保即使在前两项保护失灵情况下设备仍然安全运转。 (二) 机器的程序动作 该机器各程序动作由电气、液压、气动联合控制。整个动作程序实现科全自动化,每一个程序可以按预先调整设置的时间及模拟量输入信号进行工作,并自动转入下一个程序。 1.成型前准备工作 排净蒸汽管道及压缩空气管道中的冷凝水后关好截止阀。检查蒸汽、压缩空气进口压力是否符合要求。合上电源开关,检查电源指示灯是否正常。利用油泵的启动和停止按钮使油泵电动,检查油泵电机的旋转方向是否正准。利用冷却、冷却停止按钮检查空冷电机是否正转。通过两个溢流阀分别调整大泵及小泵的压力,从而设定液压压力。查一下压缩空气压力够不够0.Mpa。阀门动作是否灵活可靠。 2.1 运行程序 目前市场上使用的板材机的模框高度在1.23~1.25米之间,用户可根据所需制品高度通过在模框底部填加不同高度的内衬生产所需尺寸的板材。 (三) 全自动真空板材成型机 (一) 结构特点 全自动真空板材成型机,除具备上述全自动真空板材成型机的结构与工作原理外,电气控制采用PLC的同时增加了电脑触摸式显示荧屏(人机界面)控制,系统在加料、加热和冷却的全过程均采用真空自动控制系统。 1.真空系统 真空系统由真空罐、真空阀、冷凝器、真空压力表、调节阀、真空管道和水环真空泵等构成。 水环真空泵是真空系统建立真空的重要部件,是一种节能高效真空泵。使用水环真空泵时,要先在泵内注入适当高度的水,当叶轮偏心旋转时,水受到离心力作用,先将吸入口进行压缩,然后排出,再泵的吸入口形成低压(真空),可对模腔气室的水分与余热起到吸附作用,加速对制品冷却、干燥个定型。 真空系统分为上下两罐,上罐为真空贮能罐,下罐为真空冷凝罐器,有一至两台水环真空泵抽真空。控制系统中采用卸荷启动,在上下罐分别设置了电子温度计和电接点真空负压表,电接点真空负压表,用于监测两罐的真空度,当真空度达到负压表设定值后,系统开启卸荷动作,电子温度计用来监测两罐温度,可适时启动喷淋冷却,完成真空冷却。 采用真空系统,加热方式与上述全自动板材成型机有所不同,在加料后、加热前进行预抽真空,将模腔抽至设定负压值,然后加热。利用真空成型、真空冷却,使得EPS板材制品含水率低,粘结性好,提高板材质量。 2.人机界面 人机界面取代了传统控制面板功能,以文字或指示灯等形式监视、修改PLC内部寄存器或继电器的数值及状态。 人机界面可替代PLC的I/O模组、按钮开关、数字设定,指示灯等,能随时显示重要讯息,以利于操作人员正确掌握机器状况和避免错误,利于维修。人机界面能储存许多幅画面,每一画面克有文字,图形以及指定的PLC资料组成。设计者可根据需要通过编辑软件设计出各种画面,自由输入汉字及设定PLC地址,使用串口通讯下载画面,用以显示设备状态、操作指示、参数设定、动作流程、统计资料、警报讯息和简易报表等。 (二) 机器的程序动作 启动加热-冷却画面触摸系统按钮,进入工作状态。启动真空泵打开真空泵处进水阀门,进行水环密封,设置真空罐的负压值,并监视其他的表针指示值及设置压力参数值是否正确,当上下罐负压达到设置值时,可按工艺流程依次操作。 第三节 包装成型设备 一、包装成型设备分类 EPS包装成型机按模框运动方向分:立式机、卧室机。按自动化程度分为:手动、半自动和全自动。全自动立式机主要为生产巨型制品在EPS制品上复合吸塑片用,全自动立式机模具安装与排水困难,设计复杂,制造成本昂贵,非特殊用途,一般不采用立式机。全自动成型机大部分是卧式机,它有模具安装、排水、脱模方便等操作优点,造价也经济。 按动力形式分:丝杆成型机、液压成型机及与之配套的模具等。丝杆成型俗称“土机”,是由支架,电机、丝杆、模板等组成,模具安装在模板之间,靠丝杆上下运动,生产EPS制品。主体有上中下三块模板、电机、四根导柱、中间丝杆和下支架组成。电机通过皮带轮和丝杆将动力传递到中间的活动模板,使其上下移动,达到工作要求。 二、全自动包装成型设备 全自动包装成型机,EPS珠粒在模具内的蒸汽加热进一步膨胀熔剂接成型,再经水冷却,抽真空干燥,最后由压缩空气脱模,机械预杆自动顶出。 此类机器主要结构采用钢板与矩型钢管焊接而成,刚性好。四导柱为卧式布局,各程序动作由电气、液压、气动联合控制。模具气室采用机模分离结构,机器上可配备几套不同深度尺寸的气室,更换模具时可先在机外装配,缩短换模停机时间。 该机型具有以下特点:可满足不同工艺要求的合模力,有较大的成型尺寸,并采用抽真空干燥冷却、高效的压力进料系统,电器系统采用可编程序控制器(PLC机)进行控制,每一个工作循环分为20多个程序,每一程序都可按预先调整设置的时间进行工作,并自动转入下一程序,具有较高的生产效率与各种不同工艺要求的适应能力。 (一) 机器的结构 1.框架系统 在设计与制造中,框架系统是最复杂的一个部分。 (1) 机架 是指成型机四周的支撑、连接部分,包括四根导柱等固定部分,它的钢性设计与制造精度,决定了机器的使用寿命和产品的精度。 (2) 模框 机器的模具成型机构有动模、定模组成。一般来说,动模框上安装凸模,定模框上安装凹模。凸模上比较简单,没有什么附件,凹模上需安装料枪和顶杆。定模框上一瓯排汽阀,背后有三篇支撑板,支撑板应均匀分布。 (3) 冷凝器 制品在抽真空冷却前,蒸汽需通过冷凝冷却。冷凝器为列管式的,属间接冷却,蒸汽、冷却水不直接接触,蒸汽走列管,冷却水走夹套。若蒸汽经冷却水喷淋冷却,属直接接触。冷凝器的好坏,影响真空的效果和冷却速度。 (4) 真空泵 制品内的蒸汽通过冷凝器后,一部分冷凝成水,另一部分蒸汽再由真空泵将其抽去,使制品进一步冷却。制品通过真空冷却后,表面很光洁。真空冷却时间,在整个成型周期中占很大的比例,一般占1/3。真空泵使真空系统的重要组成部分,传统的自动成型机虽说有真空系统,但冷模水与真空冷凝水并不分开而先进设备则采用高温水(55℃)冷模,低温水(25℃)冷却真空泵。EPS成型温度约115℃,冷却时,在模具表面喷55℃的冷却水2~3s,使模具表面的温度降到90℃左右,然后开动真空泵开始抽真空。由于气压降低,水的沸点也降低,于是EPS产品内的水分开始汽化并被抽出体外,而水的汽化时一个吸热的过程,这就使得冷却过程异常迅速,避免了产品外冷内热的情况,并且由于使用这种方法,制品的含水量很低,一般仅为6%~8%。 真空机中,又分单独真空和中央真空两类,单独真空是每台成型机各自备有真空泵;集中真空又称中央真空,机器本身不带真空泵,激起的真空有真空站提供,采用中央真空后,成型机的成型效率提高,能源消耗降低,中央真空式目前自动机的发展方向。 (5) 液压、气动装置 成型机模框运动的动力分液压和气动两种。 (6) 顶出架 制品脱模,需用顶杆,顶杆一端连在顶出支架上,一端接触制品,利用液压气缸,而此时,顶杆弹簧被压缩,制品顶出后,由于弹簧的力量,定出转发转发方突然 (7) 安全门 由于成型机合模具很大,人手一旦夹在机内,后果不堪设想,加之机器两面都需操作,往往控制盘一面的操作者不容易掌握 另一面的操作情况,所以必须设置安全门,当安全门打开时,机器不能启动,即使运动中的机器,安全门一开,机器也会立即停止运动,对人身\机器\制品起保护作用.由于机器有记忆功能,所以重新开启机器,机器又能继续按步骤运行. 2.管道系统 管道系统,包括:空气系统\蒸汽系统\冷却系统.空气系统主要用作机械动作和输送EPS珠粒的动力源,也可用作模型的冷却,她是根据控制阀的动作,并由一个防水电磁控制箱控制.蒸汽系统是用来加热模具的,其配管与冷却配管是一样的,配管接在定模板的底部空腔里,这样模具可以不要配管,更换模具也很方便.冷却系统的冷却介质可以先用冷却水,在用冷却水加压缩空气,最后用压缩空气吹冷.这样分阶段冷却可以得到水分较少的制品.定模的冷却可以在定模板的格子空腔内的冷却水管上装上多个喷嘴接头形成喷淋冷却.动模的冷却可用冷却水注入加热蒸汽室来完成,但冷却水及蒸汽的残留水底部排水阀门排出.当然,这些管子必 须装有过滤网,防止原料及杂物进入. 3.加料系统 (1)料斗 位于机器上方,分常压斗和压力料斗,每种料斗上都有料位控制器,自动成型机早运行时,通过料位控制器,使料斗内的原料始终保 持在一定的高度. (2)料枪接头板 通常有四排接头板,分料枪开\料枪关\加料空气和顶出四排.在一般料枪上只用前面三排,它可位于定模框的上方\下方或左右两面,视机器的设计而定. (3)料枪 料枪的品种\规格很多,分普通型和带顶杆型两种,普通料枪只是具备加料功能,而带顶杆型料枪同时具备在制品脱模时顶出的功能. (4)控制系统 该系统是机器的心脏部分,机器的指令由它发出,有的机器程序由单片机控制,程序控制在面板上排列和显示,每一程序的时间都可随时设定.有的机器利用PLC控制,其中一部分程序内存,只有通过编程器才能调节,一部分程序在面板或触摸屏上,可以有操作者调节. (二)机器的程序动作 1.成型的三种方式 (1)VS 成型 加热\冷却都经过真空. (2)VN 成型 加热\冷却都经过真空,冷却为一般冷却. (3)N 成型 加热\冷却都无经过真空. 2.原料的输送 在成型过程中,原料的输送分吸料和加料两个过程,这两个过程都经过料斗.全自动吸料盘通过控制选择不同倍率的原料,自动吸入料斗,料位自动控制.半自动吸料盘通过人工选择不同倍率的原料,自动吸入料斗,料位自动控制.常压加料是料斗常压,通过开模间隙,将原料加入模腔,压力加料是料斗加压,通常压力是1~2KG/cM3,可以无间隙加料.真空加料是无加料间隙,利用真空将原料加入模腔. 3.加热 成型机左右两模均能加热,压力调节阀控制蒸汽压力,压力0.3~1.0KG/CM3. 不同机器,加热方式不一样,原理也不同,但各种机器都规定了加热的方向性,即一次加热从左到右,还是从右到左,这点对机器操作者来说相当重要. 4.成型过程 1.T、P制 T代表温度制,包装制品的融结程度完全由温度而定.P代表压力制,包装制品的融结程度完全由蒸汽压力而定. (2)典型的成型机程序 全自动成型机操作较简单,全部程序的时间设定都在面板上,蒸汽压力调整好后通过程序时间的设定,即可得到满意的制品. (3)脱模方式 一个制品能否从模腔内顺利地脱出,它决定了废品率的大小,通常生产中,废品率占1%~1.5%.其中,脱模损坏的占整个废品中的40%~50%。 第四节 切割设备 EPS 的切割方法可分为刀片切割和电热丝切割两种,刀片切割机可将EPS板材切割成薄片,这种薄片厚度可在10mm以下,而且厚度也比较均匀,以至可以收卷起来.但是这种刀片切割机在实际生产中效率低,故不能用于批量生产.电热丝切割机是加工EPS的必要设备,它的用途很广泛,使用起来也非常灵活,有静置式和皮带式两种.静置式切割机,板材固定在割台上,静置不动,而加热电阻丝切割架来回移动,适合切割各种曲折面或凹凸面等较复杂的几何形状。皮带式切割机是板材在皮带上或滚轴沙锅内移动.目前多采用固定式电热丝切割机或振动电热丝切割机与带有智能控制的仿形切割机来进行切割,以提高切割速度和改善其切割的质量。 该设备电气装置容量大、变压器容量为8KW,由调压平滑调压.切割架可同时安装长1350mm、直径0.4~0.8mm的电热丝50根.切割车通过变频无级调速传动,运动平稳,切割板材平整光滑;设备配备横切割丝,竖切割丝和端面切割,实现板材三唯切割;端面切割丝单独配切割车,可与横竖切割同时工作。 EPS 板材在加工前要经过干燥处理(自然干燥、烘干)后方可进行切割,否则耗损大、效率低、容易断丝、浪费能源以及影响产品质量.切割时须按割丝通电按狃,同时调节调压器,调压器调节应从100V向上依次调整至正常切割值.同时观察电压表和电流表指针的变化.切割端面时,须将切割丝通电端的电源插头插入另一插座处.单丝工作时,须调节调压器,使之到合适工作电压(此值由EPS 板材密度而定)。 另一种形式的电热丝切割机为板材运动,切割丝横向不运动,只是左右有小幅摆动以减少对切割机的阻力,家大运行速度。 另一种形式的电热丝切割机为板材运动,切割丝横向不运动,只是左右有小幅摆动以减少对切割机的阻力,家大运行速度.这种板材切割机即振动电热丝切割机的最大特点为辅助时间少,生产效率可大大提高,适合连续批量生产.尤其对单一尺寸规格切割比较理想,同时易于实现流水作业,规格生产.缺点是该机占地面积大,一次投资成本高.但随着EPS 市场的发展,EPS板材生产将逐渐向规格化方向迈进. 数控异形切割机,工作原理基于运载块料的传送带和承载热丝架同步运转.使用分析器反馈直流电动机操纵双轴的运转,可以使热丝架和块料处于切割的最佳位置.异形切割机可以根据用户的需求,配备专用的CAD系统,切割各种形状的EPS制品.这种CAD软件,通过自动计算可利用的体积,可以最佳改善切割轮廓,把废料减少到最低程度,可以在设计文档中补进块料加工数据(切割速度、块料规格、密度)和其加工成本的有关信息. 异形切割机可以装配大量的附件来完成操作;装配板材翻转车;在两台电动机驱动的中间装一个第三轴,使得热丝的顶端能够自由移动,直到最大倾斜于传送带平面8。,这样能够切割出通常用于房顶绝缘的表面互不平行的板材。 EPS 企口板材切割机是一种新型切割机,它无需移动EPS板材就能同时切割四端企口,且保证准确的相互垂直性,企口轮廓和板材厚度都由PLC控制,操作灵活.切割后的废料没有粉尘,可以挥手利用. 第五节 辅助设备 除了上述工艺所必需的生产设备外,EPS 成型车间还需要蒸汽、压缩空气、水和电力等.因此,锅炉、电力系统、空气压缩机、水处理设备也是比不可少的辅助设备.一旦某个辅助设备发生故障,将会影响整个EPS制品生产. 一、锅炉 加工EPS泡沫塑料所使用的主要能源是干燥饱和蒸汽.若采用过热蒸汽,会使制品表面质量和熔融效果不良,有时制品会破裂,若采用湿的蒸汽,会使制品中的水分含量过高,生产周期已经熟化所需时间也会延长.蒸汽含水量的简易检测方法是:将接到成型机上的橡胶管拔下,水平向空中排气,当蒸汽水平向前喷射的同时,观察蒸汽下方是否含有液态水,已经液态水的 抛物线运行轨迹,即可判断蒸汽含水量. 若锅炉中水的容量不足,便需要储气罐,在生产高峰期内,可排放出生产期内所需蒸汽.每台机器,例如预发机、板材成型机、包装成型机等所需的蒸汽用量,应分别计算并求出其总和. 按照成型工艺要求,模腔内蒸汽压力为0.1~0.2MPa .而且要求压力稳定,蒸汽中含水要少.对于锅炉产生的蒸汽压力,则达到0.6~0.7MPa ,甚至更高,所以,在成型机前的管道中应加装减压阀.当然,锅炉的蒸汽量一定要满足整个生产的用气需要.蒸汽进口压力为0.5MPa ,预发机与流化干燥床蒸汽接管为DN20,耗气量均为90Kg/h;六米全自动板材成型机蒸汽接管为DN150,每模耗蒸汽量为120~180KG.考虑泄漏、热损及其他不可预见因素,最少应附加40%的补偿空气量.蒸汽用量一般在生产设备说明书中有介绍,大体可按每日成型1T产品需蒸汽1吨左右设计. 对于耗能低的设备,如果日产量为1.8~2t,选用1~2 t /h的锅炉较为合适.锅炉房位置的确定,应综合考虑如下要求: (1)尽量靠近生产热负荷的中心. (2)锅炉房位置应符合国家卫生标准、建筑设计防火规范和安全规程中的有关规定. (3)全年运行的锅炉房宜位于生活区和主要环境保护区的最小频率风向上风侧,季节性锅炉房应位该季风盛行风向的下风侧.工业锅炉房的管道系统是连接锅炉及附件、辅助设备的动脉. 锅炉房内的蒸汽管道包括主蒸汽管和副蒸汽管,主蒸汽管用语对外供气,副蒸汽管用于供给蒸汽泵用气,吹灰器用气等锅炉本身自用蒸汽.锅炉房装置的阀门种类很多,安全阀,排污阀、止回阀独立成类,其它汽水系统常用的阀门还有球阀、闸阀、节六阀等,其中安全阀是锅炉上比不可少的重要安全附件.它对控制锅炉内部的极限数值,保护锅炉安全起着重要作用.当锅炉内的压力升高到超过规定值时,安全阀即自动开启,对外排放大量蒸汽.当锅炉内的压力降低到规定数值时,安全阀即自动关闭.安全阀配置不当或不按规定使用,就容易使锅炉发生超压以致爆炸事故. 从EPS成型生产实际来看,由于每台机器都是间歇式用气,这造成用气量极不均衡,随意对具有一定规模的EPS成型工厂,应该加装蒸汽蓄热器. 蒸汽蓄热器是以饱和水为介质贮存热能的压力容器,其上部充满饱和蒸汽,下部盛有饱和水.当压力降低时,部分饱和水汽化为蒸汽,水位下降,蓄热器向外放热;反之,当压力升高时,部分蒸汽化为饱和水,水位上升,蓄热器吸热. 二、电力系统 电能是EPS制品车间生产的主要能源和动力,因此作好车间供电系统工作对EPS生产起着非常大的作用,车间变电站主要用电设备;电力变压器、母线、开关控制设备.目前EPS 车间供电系统中广泛采用油浸式铝线圈电力变压器,一般EPS工厂电源进线电压是6~10KV,先经过高压配电所,然后由高压配电线路将电能输送给各车间变电所,降低成一般用电设备所需的电压(380/220V) 车间用电设备组计算负荷的确定,在工程中常用的有需要系数法和二项式法,而前者应用较普遍.EPS 车间的计算负荷,采用需要系数法来确定.需要系数是负荷曲线最大有功功率和额定有功功率之比. 由于EPS及发泡剂的易燃易爆特性,所以要求我们在EPS 车间配线时要特别注意采取其防火与防爆工艺. 三、空气压缩机 压缩空气除了主要用于气动控制外,在成型生产过程中,还用于填充模腔和脱模过程.用于控制阀门的压力为0.6~0.8MPa .用于脱模的压力为0.2~0.4MPa.在包装成型车间内需备有两套独立的压缩空气供应网. 一般的全自动成型机要求使用大于0.4~0.5MPa 的压缩空气.所以压缩机也必需与整个生产匹配.此外,还要压缩空气中的含水量要少,以免影响成型机中阀件的正常工作.为此,在空气压缩机后,可加装干燥机.一般可选0.9~1.6 m3/H空压机和2 m3储气罐,如有需要也可选3 m3以上. 气压缩机由主机、驱动电动机、附属设备及润滑系统组成. 成型过程中必须使用冷却水,冷却水主要用于以下工序:在生产包装制品的过程中,用于冷却冷凝器.冷凝水是在蒸汽式冷却塔中冷却的,每千克水约需要吸收2500KJ热量,冷水池中冷水达到的温度,应比当地室外温度高出3℃以上.冷却水的温度要适当低一些,一般为20℃,杂质要少一些,以免堵塞模具中喷嘴和管道;水质的硬度低些,以免在模具中结水垢而影响加热和冷却的效果.显然,除了冷却水塔以外,还必须加装水质过滤器,补充水最好要经软化.同时为了保证一定水压,加装全自动增压供水装置也是有必要的.
免责声明:本文来源于网络,由(襄阳泡沫--襄阳美大泡沫厂http://www.xymdpm.com)整理发布仅供参考,本文的准确性、完整性不做任何保证,也不对相关资料的任何错误或遗漏负任何法律责任;如涉及版权等问题,请您及时与我们联系。
上一篇: EPS包装制品及模具设计