理论教育 管材高速生产线的优化技术

管材高速生产线的优化技术

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:表2-12 PE-RT和PP-R不同生产线的主要参数上述高速生产线要求挤出机的挤出量达到160~250kg/h。图2-24是一个PE-RT管材高速生产线的平面布置图,我们可以看到,生产线冷却长度由一个6m真空水槽和3个各6m的喷淋水槽组成,共计冷却长度达24m。高速生产线另外一个重要问题是稳定性。图2-24 PE-RT管材高速生产线平面布置图图2-25 铜套和盘片组合式定径套图2-26 飞刀切割为保证高速稳定生产,熟练的操作技能是必不可少的。

管材高速生产线的优化技术

建筑用塑料冷热水管生产的一个突出特点是:管材口径小,因此产品的吨量也小。为了达到最好的经济效益,必须有很高的挤出速度和效率,并且挤出的稳定性也是用户最为关心的问题。因此国内外塑机制造企业都在不断提高挤出速度,派生出一种独特的挤出生产线——高速生产线,高速生产线在挤出小口径(≤32mm)管材时,速度能够达到20m/min(20×2mm)以上,表2-12列出杭州双林机械有限公司高速生产线和普通型生产线的不同。潍坊凯德塑料机械有限公司在这个领域的表现也很突出。

表2-12 PE-RT和PP-R不同生产线的主要参数

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上述高速生产线要求挤出机的挤出量达到160~250kg/h。为提高挤出机的挤出量,应该选择较大规格的挤出机,因为大规格挤出机在挤出量和塑化均匀性上有明显优势;并且在大挤出量工作条件下,螺杆转速不是很高,可以避免对塑料过度剪切,有利于保证管材的质量。一般高速挤出生产线的挤出机选择75(PE-RT)或80(PP-R)作为主机。另外需要适当加长螺杆(较大的长径比,如1∶33,甚至更大),采用混炼效果好的螺杆设计(分离型带混炼组件),适当加深螺槽深度和螺杆转速,以达到高速生产线对挤出量的要求。

高速生产线一般采用螺旋式机头,螺旋式机头比篮式机头加工要困难些,但是可以提供较大的机头阻力,以保证在高速挤出下的稳定性和制品的密实。由于建筑用冷热水塑料管常用规格范围很小(ϕ16~ϕ63mm),因此只需要一个螺旋机头体就能够覆盖所有要求的规格。但是高速线的口模、芯棒设计要考虑有足够的拉伸比,以避免管材的壁厚超差,并且合适的拉伸比也有利于在高速挤出时的操作。

高速生产线的冷却定型非常重要,由定径装置和冷却水槽组成。图2-24是一个PE-RT管材高速生产线的平面布置图,我们可以看到,生产线冷却长度由一个6m真空水槽和3个各6m的喷淋水槽组成,共计冷却长度达24m。除去大挤出量的挤出机,足够的冷却长度是高速生产线一个重要特征。

定径一般采用铜套和盘片组合式定径方式(图2-25)。这种定径方式,管坯与冷却水的接触面积要比套式的大得多,并且管坯与定径套的摩擦力也要小得多;可以实现高速拉管,并在高速挤出时快速冷却并定型管坯。定径装置带高位水箱,以保证定径套入口处冷却水压力流量的稳定。高速挤出对冷却水的水温有一定的要求(通常在20℃以下),管材需充分冷却,确保收卷后不会压扁变形。因此管材企业的循环水往往要配置冷却塔或者冷水机,确保冷却水的温度符合要求。在PP-R生产线上则不能使用冷水机,以免影响聚丙烯结晶度,可以采用加长真空定径箱(比如9m)的方式予以弥补。

对小口径塑料管材的在线快速切割,普遍采用飞刀切割(图2-26)。飞刀切割是用一把有锋利刀刃、高速旋转的单刀切断管材,切口平整光滑并且没有切屑。

在速度高达20m/min时,人工操作收卷非常困难,要采用自动换卷的双工位收卷机。尽管它的价位几乎是人工换卷的收卷机的一倍,但是在高速运转时,由于换卷不及造成的损失远远大于在自动换卷的双工位收卷机上的投资,所以采用自动收卷的双工位收卷机是很有必要的。(www.daowen.com)

高速生产线另外一个重要问题是稳定性。在高速挤出的条件下,设备运转的稳定性是稳定生产高品质管材的前提。因此高速生产线所选择的传动系统部件,如电动机、减速箱、轴承等,都要求能够在高速运转时保持平稳并且有较长的寿命。控制系统要求精度高,抗干扰能力强,能够确保挤出机在高速下平稳运转。定量(失重)加料装置也是必要的,只有稳定的加料才能确保高速稳定生产出优质的管材。

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图2-24 PE-RT管材高速生产线平面布置图

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图2-25 铜套和盘片组合式定径套

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图2-26 飞刀切割

为保证高速稳定生产,熟练的操作技能是必不可少的。高速生产线从严格意义上讲,与普通挤出生产线是完全不同的,它的工艺参数也完全不同于一般的挤出,因此需要有能够适应和了解这种高速挤出的操作人员。

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