1、青岛科技大学本科毕业设计（论文）1前言在 塑 料 工 业 迅 速 发 展 的 今 天 ， 塑 料 制 品 ， 被 广 泛 应 用 于 国 防 、 机 电 、汽 车 、 交 通 运 输 、 建 材 、 包 装 、 农 业 、 文 教 卫 生 及 人 们 日 常 生 活 各 个 领 域 ，注 塑 机 不 论 在 数 量 上 或 品 种 上 都 占 有 重 要 地 位 ， 从 而 成 为 目 前 塑 料 机 械 中 增长 最 快 ， 生 产 数 量 最 多 的 机 种 之 一 。 注 塑 机 周 边 设 备 ， 及 塑 机 辅 机 ， 因 此发 展 迅 速 。 塑 料 辅 机 对 塑 胶 行 业 的
2、 生 产 量 ， 产 品 质 量 的 提 高 ， 原 材 料 的 利用 、 回 收 ， 降 低 成 本 ， 避 免 污 染 ， 混 料 所 造 成 的 不 良 率 ， 减 少 塑 料 、 人 工 、管 理 、 仓 储 、 购 料 资 金 的 浪 费 与 损 耗 起 到 绝 对 作 用 。塑料辅机种类繁多，广泛应用于塑料加工业的各个领域。无论是注塑、挤出还是吹塑工艺，不管是生产中空容器、塑料薄膜还是塑料管道或异型材，塑料辅机都是必可少的装备，有时候还是全套生产线中必不可少的组成部分。 塑机辅机 是辅助设备可分为加工用辅助设备和以及注塑生产等辅助设备,一般可分为粉碎机、干燥机、加料机、混料机、温控
3、器、收卷机、造粒机、牵引机、冷水机、定型装置等等。近年来，随着异型材的迅速发展，生产异型材用锥形双螺杆挤出机也得到了长足的进步。先后出现了普通型、双锥形、高效双锥形等结构形式，产量得到很大提高，已超过了 200kg/h。最近，国外大公司为了更大幅度提高产量，纷纷推出了大直径、大长径比、高扭矩、高产量的锥双机型。挤出主机挤出量的提高，也对传动装置、模具、配套辅机、控制系统提出了更高要求。冷却定型装置由冷却定型台、真空系统、水冷却系统、移动系统、操作控制盘组成。冷却定型台用于安装定型模、接水盘、真空系统、水冷却系统和操作控制盘等，其台面可以上下、左右调整。真空系统由四台水环真空泵、管路、水分离器等
4、组成。水冷却系统由冷却水循环装置、管路、水箱等组成。移动系统用于定型模沿生产线前后移动，电力驱动。操作控制盘是成型辅机的控制系统。此外，还配有吹风和红外线校直装置，可保证型材的直线度和贴膜完好。为了提高异型材挤出的技术水平和保证产品质量，对定型台进行设计研究有着重要的意义。本文主要概述定型装置、牵引机、切割机等塑料辅机，重点对真空定型装置的调节丝杠、支承轴进行了设计，对调节丝杠、支承轴进行了强度校核。型材挤出用真空定型台的设计21.概述1.1 我国塑料辅机现状及发展方向1.1.1 塑料的发展史天然树脂的使用可以追溯到古代，但现代塑料工业形成于 1930 年， 近 40年来获得了飞速的发展。 树
5、脂这一名称是由树木分泌出的脂质而得的。人类最早使用的天然树脂是松香、虫胶等。天然树脂的生产受到地区的限制而产量不大，质量也不高，使用受到限制。人们为了寻求天然树脂的代用品，1846 年用纤维素（棉花）和硝酸制得硝酸纤维素，将潮湿的硝酸纤维素和樟脑混合，制成虫胶的代用品，于 1872 年建厂生产。虽然从发现至今已有一百余年，但目前仍在广泛使用，常用名称为赛璐珞， 如乒乓球、玩具、梳子、钮扣等。随着人类对塑料材料需求的增长和科学技术水平的提高，人们开发出了比天然树脂用途广泛得多的合成树脂。合成树脂是由低分子量的化合物经过化学反应制得的高分子量的树脂状物质，在常温常压下一般是固体，也有为粘稠状液体的
6、。第一个合成树脂品种为热固性酚醛树脂（俗名电木） ，它是由苯酚和甲醛在催化剂作用下制得的。从 1907 年建立了第一个酚醛树脂厂算起，便开始进入合成高分子时期，1931 年开始了第一个热塑性树脂聚氯乙稀树脂的工业生产，此后合成高分子工业发展迅速，聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯等陆续工业化生产。目前有工业生产的约 30 大类树脂。在三大合成材料（合成树脂与塑料、合成橡胶、合成纤维）中，以合成树脂生产最早、产量最大、应用最广。据统计，1995 年世界合成树脂产量约 1.2 亿吨，我国大陆合成树脂产量约 440 万吨。1.1.2 粉碎机简介很多塑料容器和制品生产企业，在生产过程中会产生边角
7、料和残次品，通常会使用粉碎机将他们捣碎，以便重新使用。特别是粉碎机在废弃塑料回收生产线中占有重要地位。绝大部分废弃塑料都需要先破碎成小块或碎片才可以进入分拣处理阶段。根据用途不同，粉碎机又分为低速破碎机、中速粉碎机、高速破碎机和强力粉碎机等等。 青岛科技大学本科毕业设计（论文）3图 1-1 塑料粉碎机Fig1-1 Plastic Crusher低速粉碎机一般适用于棍棒状工程塑料件的粉碎，属于粉碎机中技术含量较高，也比较新的种类；中速粉碎机适用范围广，既能粉碎硬的工程塑料，又能粉碎较软的通用塑料，是用途最广的粉碎机，产量也最火；高速粉碎机一般是做机边粉碎机使用的，既能粉碎较硬的棒料，又能粉碎又热
8、又软的材料，而且由于牛产效率高，还可用做集中式粉碎机用，价格也较为低廉；强力粉碎机主要用于需要大量、集中粉碎的场合，可粉碎诸如塑料异型材和管材等较厚的产品。我国的粉碎机设备制造业总体规模已进入国际生产大国轨道，但总体竞争和发展仍无法与发达国家相抗衡，目前国内高端用户和出口产品配套的基础零部件主要依靠进口，随着出口贸易的加大，势必要受到国外竞争对手和供应商的制约。因此粉碎机设备今后振兴发展的重心应放到基础技术和基础部件上来，提高自主开发水平，提高技术和保证质量 1.1.3 干燥机简介无论是注塑、挤出还是吹塑，通常都对塑料树脂的干燥度有要求。而一些塑料树脂很容易从大气中吸收水份，如 PET 树脂。
9、因此，在开始进行塑料加工前，通常需要对树脂进行干燥处理，以达到规 定的水份要求。型材挤出用真空定型台的设计4图 1-2 塑料干燥机Fig1-2 Plastic dryer 在工业化生产中，通常采用热风对树脂进行干燥处理。影响干燥效果的主要因素是风量、温度和露点。 热风通气式干燥机是最常用的干燥机形式。其主要特点是能保持树脂干燥温度均匀，因而能够成 功地缩短干燥时问。 此外，还有除湿热风式干燥机。干燥空气通过料斗内的材料，带走材料中的水份，并在离开干燥料斗后继续除湿，在重新进入干燥料斗之前加温至 干燥料斗所需的最佳温度。 我国在单机式除湿设备的生产和技术上，与进口或外商独资企业生产的产品差距并不
10、是很大，但在联线设备上，如输送一体式干燥机上，还存在差距，只有少数合资企业能够生产。这种 体化设备把干燥机和加料机合二为一，可大幅度提高产品使用的便利性，节省能源及充分发挥成型现场的使用效率。1.1.4 加料系统的简介 精确加料是塑料加工业中最基本的要求之一。加料系统一般有称重式加料系统和容积式加料系统。称重式加料机是对材料进行称重以确定加入量 ，而容积式加料机则是以测量体积来决定加入量，后者主要用十液体材料的加入。在塑料加工业中，主要使用称重式加料系统，特别是颗粒料称重加料机。青岛科技大学本科毕业设计（论文）5图 1-3 塑料加料机Fig1-3 Plastic feeder单机式称重加料机的
11、关键技术是称重的准确和精密，这对产品质量和成本控制至关重要。比例阀和料斗的开合装置直接对精确度产生影响。由于进料不可能一次控制准确 ，称重装置需要反复操作，以确定精准的数值，因此，称重设备的记忆功能就十分重要。加拿大模得 (Mouldtek)公司的称重机，可以在第 一次称重后预估出剩余的值，并在很小的范围里再次称重，因此，既提高了效率，又可以保证精确度 。模得称重机的开合阀门也很精密，可以像人手一样，精确控制每次的加入量，因此，他们的称重机可以保证所有批次的产品误差均在千分之一以内。国产称重加料机在精密度方面与进口产品还存在一定差距。 塑料加工业已进入规模化生产阶段。特别是塑料包装业，如 PE
12、T 瓶的生产，经常要求同时对多台、 几十台，甚至上百台设备进行加料。采用单机式加料机既不方便也经济。使用中央加料系统就成为必然。 目前我国塑料加工业使用的中央加料系统几乎全部是进口产品，Motan 和 Mouldtek 的中央加料系统占有相当大的比例。中央加料系统利用中央动力源将物料输送到目的地，具有自动化程度高、节约能源、安全可靠等优点，而且一些中央加料系统还具有粉尘收集功能，可改善主机旁的工作条件，减少了粉尘的污染，提高生产效率和产品质量。先进的中央加料系统可以同时控制几十台，甚至上百台加料机工作。如加 MouldTek 公司的 TLINK 系列中央控制器，依靠一根双绞线与每一个加料型材挤
13、出用真空定型台的设计6器的控制器连接，贯穿整个系统，改变了中央控制系统与每个加料机单独连接的方式，不仅提高了效率，减少差错，而且实现 了双向通讯。1.1.5 收卷机、分切机和牵引机简介 1塑料薄膜和塑料软管的生产都要使用到收卷机，但二者有较大的不同。主要是薄膜用收卷机的要求更为严格和精致。图 1-4 塑料薄膜收卷机Fig 1-4 Plastic film winderBOPP、 BOPET、CP 等拉伸薄膜对制成品的薄厚要求很严格，生产出的薄膜在收卷时如不能保持合适的拉力，不仅导致材料卷松紧不一，还会导致薄膜变形或厚薄不均 ，严重影响产品质量和等级。目前中国使用的收卷机及配套的高速分切机基本上
14、是欧、美、日进口产品，部分港、台企业生产的同类产品近年也开始使用。相对而言，塑料软管的收卷机要求较低，我国制造的产品都可以满足要求，生产的企业也很多。青岛科技大学本科毕业设计（论文）7图 1-5 塑料分切机Fig 1-5 Plastic cutting machine 牵引机是连续挤出塑料型材的必要辅助装置，它的作用是给由机头出来的已初步定型的型材提供一定的牵引力和牵引速度，克服冷却定型过程中所产生的摩擦力，使塑料型材以均匀的速度自冷却装置中引出，并通过调节牵引速度来调节型材的厚度，以获得最终合乎要求的型材。生产实践表明：使用牵引机，能显著改善型材内部的内应力集中现象，使内应力分布均匀。因此，
15、在有牵引力的作用下生产的塑料型材，其拉伸强度很明显地比没有牵引力作用下的高，保证了型材的质量，并且配上牵引机生产时还能提高产量。牵引机按其结构分，一般可以分为三类，滚轮式、履带式、橡胶带式。（1）滚轮式牵引机构 2滚轮式牵引机构一般由 25 对牵引滚轮组成，下轮为主动轮，上轮为从动轮。一般主动轮为钢轮，而从动轮则包橡胶覆盖物。通过旋转手轮带动调节螺丝，使上轮可以垂直移动以适应不同直径的型材。牵引滚轮的直径在50150mm 之间，每一个主动滚轮的轴上都装有相同的齿轮的蜗轮，由同一根蜗杆驱动。牵引速度是通过无极变速装置来改变的，这种牵引装置结构比较简单，调节也方便，但由于滚轮和型材之间形成点或线的
16、接触，接触面积小，往往牵引力较小，不适用于大型型材的加工，一般用于牵引管径为 100mm 以下的型材。（2）履带式牵引机构型材挤出用真空定型台的设计8履带式牵引机构一般由二条三条或六条履带组成以产生不同的牵引力来适应不同大小的型材的要求。履带上面签有一定数量的橡胶夹紧块，他们都做成凹形或者 V 形以增加对型材施加径向压力的面积，防止型材外表面被损伤乃至压坏的危险。夹紧块的夹紧力由压缩空气或液压系统产生，或有丝杆螺母机构实现。这种牵引机构的牵引力大，速度调节范围宽，与型材接触面积大，型材不易变形，不易打滑，这种薄壁型材很重要。采用无级调速，使用范围较广，国产设备基本上可以满足要求。牵引切割装置的
17、主要性能特点： (1)牵引切割为一体式，结构紧凑； (2)切割与牵引线速度保持同步，断面整齐；切割信号由翻板机定长信号源发出，定长切割准确； (3)牵引机上下履带由一台交流变频电动机带动，同步性好 ，调速精度高； (4)履带由气缸实现柔性夹紧或放松，夹紧程度由减压阀调节；(5)可快速更换牵引块 l； (6)贴膜履带装置对型材可上下左右同时覆膜。图 1-5 牵引机Fig1-5 Tractor上图 SJZ 系列履带式塑料型牵引机采用双履带式牵引方式，可控硅无级调速。主要和塑料挤出机配套，用于塑料管材，软管等各种塑料型材的挤出牵引，适用范围广、使用方便。采用双履带式牵引方式使用范围广；采用无级调速，
18、速度调节范围大；牵引速度均匀；噪音小；结构紧凑，外形美观门窗异型材牵引机是连续挤出塑料异型材料的辅助设备，牵引、切割、贴膜于一体。牵引机的技术要求是，在一定范围内能改变型材壁厚，牵引力保持恒定，青岛科技大学本科毕业设计（论文）9不易打滑和牵引力足够大，而且牵引机上、下履带速度同步,为已获得初步形状和尺寸的型材提供一定的牵引力的牵引速度，均匀地引出型材。切割机主要用于塑料异型材的切断并将型材根据要求做定长切割四爪牵引机与相应型号的塑料挤出机、模具、定径套、冷却水槽、切割机、支架等设备配套，可连续生产 PVC、PP 、PE 等各种规格的塑料管材。该机四角形夹紧，受力均匀，管材不变形，牵引速度稳定，
19、调速范围大，适应性广。1.1.6 机械手简介塑料件成型过程中的工位转移或制成品取出都要使用机械手。特别是在塑料容器的生产中，比如 PET 瓶坯的注塑，要使用到机械手来夹取瓶坯，吹瓶出来的瓶子也需要机械手取出。功能较为复杂的、多功位的或带有冷却等功能的机械手主要依靠进口，说明我国在些科技含量较高的辅机上，特别是机电一体化要求较高的产品上还存在较为明显的差距。图 1-6 机械手 Fig1-6 Manipulator1.1.7 模温机简介 保持模具合适的温度对塑料制品的成型十分重要。通常模具的温度，应低于塑料的玻璃化温度或热变形温度，以保证塑料熔体凝固定形和脱模模温的温度会影响熔体的粘度，从而影响熔
20、体充满型腔的能力和冷却时间。在保证 Jl lJ 充满型腔的前提下，采用较低的温度，缩短冷却时间，可以提高生产效率。 模温机一般有水式模温机和油式模温机两大类。 目前我国制造的模温机大多配备了全数位式 PID 温度控制和 自动冷却控制，能自动维持稳定的模具型材挤出用真空定型台的设计10温度 ，温度可准确控制于 1内，并有多项安全设置。目前国内生产的注塑机等 已基本上采用国产的模温机配套。图 1-7 模温机Fig1-7 Mold temperature1.1.8 冷水机简介 塑料加工业也经常用到冷却水和冷却装置。目前国内生产冷却机的厂家较多，产品也基本上可以满足国内的需要。 图 1-8 冷水机Fi
21、g1-8 Chiller工业制冷装置主要包括一体式制冷机组、可移动式制冷机组和中央制冷机组等。一体式制冷机组又包括风冷式制冷机组，其中风冷式机组又分为冷凝器一体式、冷凝器远置式和整个系统外置式几种。室内型风冷机组冷凝器可在冬季利用回收的余热取暖，夏季排放通风。户外型机组可节省厂内间。 青岛科技大学本科毕业设计（论文）11目前使用中央制冷系统的企业越来越多。中央制冷系统可满足用户高效、用户化和制冷范围大的要求。目前，国内制冷企业在中央制冷系统方面与外国企业相比还存在一定的差距。 塑料辅机种类繁多，除上述产品外，还包括吸料器、振动筛、磨粉机、撕碎机和带有金属探测装置的输送带等。1.1.9 真空定型
22、装置简介 1冷却定型装置由冷却定型台、真空系统、水冷却系统、移动系统、操作控制盘组成。定型台主要由脱模装置、真空系统、冷却系统及调整机构组成。主要完成挤出物料熔体的定型和冷却，主要技术要求是能适应不同模具的安装，定型冷却能力足够大，调整操作方便，稳定性和重复精度高。定型台和挤出机不在一条直线上，往往导至型材挂料和弯曲。真空泵达不到真空度要求产生收缩痕，影响型材成型及尺寸精确度，甚至无法生产。冷却过快导致型材应力集中使物理性能下降，冷却不到位尺寸精确度达不到要求。冷却定型台用于安装定型模、接水盘、真空系统、水冷却系统和操作控制盘等，其台面可以上下、左右调整。真空系统由四台水环真空泵、管路、水分离
23、器等组成。水冷却系统由冷却水循环装置、管路、水箱等组成。移动系统用于定型模沿生产线前后移动，电力驱动。操作控制盘是成型辅机的控制系统。此外，还配有吹风和红外线校直装置，可保证型材的直线度和贴膜完好。型材挤出用真空定型台的设计12图 1-9 真空定型装置Fig1-9 the vacuum pitching equipment for profile extruion上图为一种真空定型装置，该真空定型装置。在水环真空泵或压缩机的主动力作用下，通过下水管及气道抽气形成真空或一定的副压力。真空度或压的大小由出气孔调节开关与进料口配合尺寸及牵引速度搭配控制，使真空箱的真空度及气压稳定。分段混合制冷，以机
24、械控制水量。该真空定型装置实用新型，结构紧凑，安全可靠，效率高，成本低，操作简便。1.1.10 国内辅机的发展方向 中国塑料加工业拥有着巨大的发展潜力，为注塑机产业迅猛成长开拓了广阔空间。目前在塑料加工制品中，83%采用了注射成型。近年来由于汽车、建筑、家用电器、食品、医药等产业对注射制品日益增长的需要，推动了注射成型技术水平的发展和提高。我国塑料机械有 70%左右是注射成型机。从美国、日本、德国、意大利、加拿大等主要生产国来看，注塑机的产量都在逐年增加，在塑料机械中占的比重最大。 从注塑机的发展情形可以预见，塑机配件大有可为。随着注塑机的发展及国际市场的不断扩大，给塑机辅机及周边设备的市场带
25、来了更大的市场和更多的商机，以往，中国客户大都只注重加工设备的投资，而选购相对较为廉价的辅机及周边设备。随着汽车、移动电话、电子电器、食品饮料包装、塑料建材等市场的迅猛发展，为之配套的塑料制品加工商为了满足终端市场对高品质塑料产品的需求，开始选用高档次的辅助设备配合生产 刚刚过去的 2008 年，也是我国塑机行业难以忘记的一年。在这一年当中，全国塑机行业特别是注塑机产业，经历了前所未有的严峻考验。从 1958 年上海生产第一台 60 克注塑机开始，中国塑机事业伴随着共和国的脚步，走过了从无到有、从小到大、逐步做强的历程，实现了跨越式的发展，取得了令世界瞩目的巨大成就。目前，我国塑料机械行业已发
26、展成为门类齐全、体系完整、产品配套能力较强、具有相当国际竞争力的装备产业，成为名符其实的塑料机械制造大国和出口大国，在世界塑料机械工业中起着举足轻重的作用。 2009 年是中国塑机行业奋力应对风险挑战、加快转型升级、迈向塑机创造的重要之年。智能化将会是塑料机械的发展方向，而自主创新能力的发展也会是塑机企业的一大重要课题。随着塑料制品加工业的进一步成熟，它对于塑料青岛科技大学本科毕业设计（论文）13机械产业也提出了越来越高的要求。专家预测，智能化将成为塑机开发的新方向。近年来，国内专业化生产发展迅速，如上料装置、螺杆、机筒、减速器和快速换网装置等零部件都能自行生产。同时，供货期已缩短到 6-9
27、个月，约为过去的 1/3 时间。并且，产品品种向多样化发展，如各种注塑机、挤出机和吹塑机等。特别是注塑机，大型、超大型的产品相继问世。专家指出，高精密的塑机是研发目标，要融入更多的电子技术、网络技术，能实现自动调控的机械将会成为未来市场的主角。 在国际金融危机和节约能源的大前提下，中国塑料机械的逐渐转向了生产轻量化、节省资源、节省能源、能再生循环利用制品的机械设备的专业化方向发展。而面对金融危机，目前塑机市场有点混乱无序的“价格战”，更在一定程度上暴露了塑料机械市场在管理方面的弊端。而在管理方面，有关方面也表示，应该尽早出台有关塑料机械的精度标准及其检测标准，这对于规范当前的众多塑机企业纷纷加
28、入的“价格战”的塑料机械市场有着决定性的作用，对于营造一个经济制造、公平有序的竞争市场环境，推动塑料机械技术的不断进步有着重要的意义！在此金融危机之际，塑料机械行业应在现有发展的基础上，更积极努力，争取不断缩小与国际先进塑机的差距，成为塑料机械工业强国。众所周知，混料机、粉碎机、上料机、加热器等辅助设备是塑料生产线上的重要环节，它们的质量都会直接影响产品的生产质量和生产效率。塑料辅机市场上，目前国内制造厂家铺天盖地，但品种规格基本在相同的范围内，技术上亦难与进口机抗衡。并且大部分进口塑料生产线在引进时已配有上述辅机这就又使销量减少一部分，因此国产辅机市场竞争激烈。目前我国可以生产绝大部分种类的
29、塑料辅机，甚至部分产品已经达到供过于求的地步，但整个行业也存在着一定的问题。主要表现为：产品技术含量较低，自动化程度高的产品较少，多功能一体化设备较少；统一化现象明显。各厂家制造的设备差别很小，技术和产品复制现象严重，低端产品竞争激烈。可以说，缺乏技术创新和简单地重复生产， 这是制约中国塑料辅机发展的最大桎梏。现代塑料加工业不仅要求辅助设备可靠、经济，更要求准确、精密、符合大规模化生产的需要。因此，具备超微粉碎(为纳米材料产业做准备)、真空过滤、大型低噪音、高速粉碎，精密、组合式的辅机系统和具备中央控制能力的辅机系统，将是我国塑料辅机发展的方向。1.2 全球塑料辅机趋势型材挤出用真空定型台的设
30、计14随塑料的应用领域不断拓展，塑料加工设备高产化、精密化、节能化成为市场发展的重要方向。在这些加工过程中，传统的主机如挤出机、注射机等设备之外，加料系统、除湿乾燥系统、加热冷却系统、控制系统、牵引卷取系统、裁切系统、机器人系统等正发挥日益重要的作用，并在很多领域成为加工过程中必不可少的技术手段。概括而言，目前辅助设备技术的发展表现出以下特征。辅助设备在生产过程中的重要性提升，尤其是在各种高性能、高精密、高效率产品的生产过程中，辅助设备发挥不可或缺的作用。很多领域，辅助设备供应商与主机供应商的区分越来越难，双方正在相互渗透；一些辅助设备企业技术、经济实力增强，开始向主机领域发展；而主机企业，也
31、开始在一些配套控制系统、重要配套辅机等方面强化自己的服务与配套能力。控制技术、机器人技术、现场管理、远程服务等主机本身之外的技术渐渐成为塑料机械创新的重要方向；辅助设备对主机的功能性保证正在发挥越来越大的作用；主机厂商把这些相应技术的开发看作提升竞争力的重要手段。高性能塑料制件的高效精密成型使得辅助设备的作用越来越突出。辅助设备供应商渐渐成为许多主机厂商为客户提供完整解决方案的重要合作伙伴。不同行业的技术融合正在推动辅助设备开拓全新的应用空间，有些在替代主机以往的应用。辅助设备技术开发的针对性越来越强，针对具体的主机品种、不同的加工原料出现了特殊的定制性解决方案；各种针对特定用途的辅助机型成为
32、市场开发的热点。回收物料的性能改进领域，辅助设备或辅助加工技术正在发挥越来越大的作用；PET 回收的“瓶到瓶” 技术可谓发展的一个典型代表。这样的例子还可以有很多。总之，辅助设备的应用与发展已经成为塑料加工市场的重要组成部分。塑料机械在这些领域的发展，很大程度上得益於技术的创新与理念的创新。按需供能的理念深入人心，能源价格高涨已经成为塑料市场关注最热的问题之一，各种高效节能的设备技术作为设备供应商关注的重点，也是买家在选购设备时考虑的重要因素之一。在塑料加工过程中，各种辅助设备的耗能是生产线耗能的重要构成部分。为了保证设备工作性能的高稳定性、高可靠性，长的加热时间，长的乾燥时间等曾经必不可少，
33、如今，在高效可靠的生产基础上，青岛科技大学本科毕业设计（论文）15如何实现更有效的节能成为各设备厂商开发新产品最关注的方向与技术之一。按需功能的能源理念渐渐为越来越多的厂家所认同。“从节能的角度来看，康耐尔比较重视实际的数据。 ”美国康耐尔塑料机械（东亚）分公司总经理苏志坚先生在接受本刊采访时表示， “从功能性向节能转变是大趋势。康耐尔在十多年前就已经开始考虑节能的因素，在这方面取得了很多对於传统概念的突破。例如，以往在 PET 乾燥时认为需要一个 CFM（每分钟立方英尺风量） ，经过专门研究後我们发现只需要一半的风量，即 0.5 个就可以满足实际的需要。以往更多地考虑是要达到尽可能低的露点，
34、以显示设备的功能性，而没有思考真正需要多少风量。事实上，露点越低，意味能耗越高。只要达到实际需要的结果，应该是使用的风量越小越好。康耐尔从比较实际的角度研究生产的因素，从而推出了新的节能系列除湿乾燥机 EnergysmartTM。根据我们在客户生产过程中测算的结果，最高可以节能 60%。 ”据康耐尔公司提供的资料介绍，新型 EnergySmartTM 乾燥系统利用两段式加热乾燥技术，以提高树脂乾燥的效率，可在大量 PET 进行成型作业时节省能源的消耗，与传统除湿式乾燥机(DesiccantDryer)相比，最高可节省三分之二的能源。通过对 EnergySmartTM 系统长期测试，据一家大型
35、PET 瓶制造商估计，如果整个加工流程全都换成新型 ConairEnergySmartTM 乾燥系统的话，每年将可节省 50 万美元以上的能源成本。按需供应所需能量已经成为业界的共识。意大利百旺公司推出的 HR 系列转轮式除湿乾燥机，通过蜂巢结构的转子在乾燥过程中去除原料中的湿气。该系列设备配置智能能源监控器（IES）和智能物料乾燥装置（IMD） ，可根据机器实际产量自动调整相应的乾燥参数，以达到节能降耗的效果。原料所受到的加热恰好是其必须的加热量，而无丝毫浪费。将新工艺引入塑料加工除了在现有的系统上考虑节能之外，引入新的加工工艺同样是实现高效节能的一个重要手段。最近的塑料加工业，红外技术正成
36、为一种颇受关注的新工艺。凯恩伯格在 K2007 上推出的红外乾燥器 IRD 具有多种突出的优点。通过使用红外热源代替传统的除湿乾燥方法，使得乾燥时间从原来的小时级变为分钟级，同时系统能耗显着降低；由於系统处理效率显着提高，生产调整更灵活；系统具有更佳的混合性能，可处理几乎所有类型的可自由流动物料，并可处理湿度超过 1%的物料。据介绍，IRD 处理 PET 回收料极具优势。红外线直接乾燥和结晶 PET，型材挤出用真空定型台的设计16保证了工艺持续，而且效率大幅提升，并显着节能。在传统的乾燥领域之外，挤出设备供应商将红外技术应用於交联管材的生产，也使得交联效率大幅提高。iNOEX 和 CrossL
37、ink 合作推出革命性的 PEX-A管挤出加工交联新项目。其采用红外加热炉生产 PEX-A 管，实现了相当高的生产速度，而管材的交联度丝毫不受影响。这一技术可以直接并入客户现有的交联管生产线。高效的生产是通过加工工程优化而获得的。由 Crosslink 开发的红外炉可为 PEX-A 管交联加工提供一定可控的热量，可以防止管材表面过热或者由於采用传统上的整体冷却系统而形成产品缺陷。iNOEX 在塑料挤出领域已有多年丰富的经验，其开发的 saveomat 加料系统是市场上过氧化物精密加入的领导品牌。saveomat 与 Crosslink 开发的红外炉互相补充，两种技术的结合对最终的配方、壁厚、材
38、料供应、材料加入、冷却以及牵引速度等形成了综合效应。两家公司并将继续合作推动这一领域的新技术开发。全面的系统供应商在很多时候，主机厂商与辅机厂商的界限划分已经越来越模糊。(照片提供 PhotoCourtesy：DavisStandard)辅助设备供应商并不只是发展技术，扩充自己的产品线，并有辅机供应商开始收购主机供应商，实现从辅助设备到加工全套解决方案供应商的演变。奥地利威猛集团就是这样。奥地利威猛集团是全球最大的注塑自动化设备供应商之一，主要为塑料工业提供各种周边设备，如机械手、自动化设备、物料输送系统和除湿乾燥机、塑料回收设备、冷却系统等。威猛於 2008 年 4 月 1 日正式接管巴顿菲
39、尔注射公司。原属巴顿菲尔公司旗下的 Kottingbrunn 总部和生产基地、全球范围内的销售子公司、德国的客户服务公司，以及之前已经独立运作的服务中心，都归於威猛集团麾下。收购完成後，威猛集团使自己成为世界上首家能够提供全套注塑成型设备解决方案的生产厂商。威猛集团所有者 WernerWittmann 博士和GeorgTinschert 一致认为： “两家公司合并後具有极大的优势，可以为我们的客户提供更好的服务。我们坚信公司在全球市场上的地位将进一步提高。 ”继续专注辅机服务的厂商同样在不断完善自己的生产线，向系统化的供应商进发。台湾信易公司的产品包括除湿乾燥系列、供料输送拌料系列、冷热交换系
40、列、粉碎回收系列等类别。信易集团并在两年前成立了“取出机开发特别组”，以实现辅助设备的全系列产品供应。如今，信易公司已开发出了欧化料头(水道 )取出机，并计划在未来陆续推出一系列的高性能全电动取出机。青岛科技大学本科毕业设计（论文）17“瓶到瓶”实现物料的高值再利用随塑料中空包装市场的高速发展，PET 瓶的用後回收技术成为市场关注的热点。由於 PET 直接回收後性能下降，难以重新用於瓶子生产，而主要用於短纤等低端用途，针对 PET 回收以实现“瓶到瓶” 的循环技术正成为市场关注的热点。PET 包装为饮料包装工业带来了革命性的变化，为了实现 PET 的高值回收再用，瓶到瓶的回收技术成为回收设备厂
41、商关注的热点。奥地利的EREMA（埃瑞玛）集团公司，自 1983 年建厂以来，专业从事塑料再生设备的开发、制造、销售，EREMA 公司希望通过其 VACUREMA 三大设备系列（基本版、增强版、顶级版） ，借助其符合 FDA 认可， PepsiCo 可乐认证，以及符合目前世界上公布的关於 PET 食品直接接触包装洁净度的所有标准及规定的技术，帮助中国用户更有效、更有意义地运用 PET 聚酯资源。在Chinaplas2008 上，EREMA 公司希望 VACUREMA 系列能借助展览会引起用户及相关政府部门的注意。在全球各个国家争相进行 PET 废瓶高质量回收再运用的今天，在远至欧美，近至日本、
42、印度、乌兹别克斯坦、坦桑尼亚等国家，都纷纷进行“PET 瓶到瓶” 高质量再生运用的时代，中国用户若仅仅满足於将高质量的 PET 瓶片用作短纤等低档产品再生生产，是否还能继续走在时代前列呢？Starlinger 最近也向市场推出几种专用於 PET 回收的系统。recoSTARPET系列结晶再生设备专用於回收 PET 料的再加工，可以提升最终产品的 IV 值。根据生产线处理结果的不同，最终可用於直接与食品接触（瓶到瓶）的片材、带、纤维等。其还开发出 viscoSTAR 系列设备专门用於提高 PET 原料或回收料的 IV 值，使之最终可以满足与食品接触的要求。网络化管理推动即时服务网络化管理技术可以
43、看作是设备之外的一个技术，但又确实与设备密不可分。从辅助设备厂商到主机厂商均把网络化管理系统作为设备可以提供的控制功能之一。百旺公司推出的最新监控软件 WinFactory 是其知名的 WinFeeding 和WinDosing 系的升级版，它界面简洁，能同时监控计量、送和上料，并具增加乾燥系控制模的功能。新控制软件通过调整辅机的操作数，可优化其性能。操作模可以支持用通过远程工作站与接口相连接，一旦功能数定完成，就能时监控每台的操作状态。其管理模，通过对这些操作数进行分析，可以提供关於生型材挤出用真空定型台的设计18产管理的信息，如：批次分析、原料储存分析、生产状跟、生产效率分析、维操作等。W
44、inFactory 还有一大优势是各功能模组均可独立使用或被单独增加。功能模组可按需随时增加，软件操作介面也将随之扩展。德国 Automatik 公司（原 Rieter 公司）推出的基於互联网的视听通讯工具I-BORO，可通过该产品为各种服务和支持需求提供即时的虚拟现场。该服务工具安装在安全头盔上，配有摄像头、控制显示屏、微型电脑和耳机。出现运行故障时，机器操作者只需带上 I-BORO 头盔并通过网络与立达公司连接。借助於 I-BORO 摄像头，Automatik 的技术人员能够在故障被描述的同时即时进行观看，并可为机器操作者提供排除故障的具体操作步骤，然後对操作者或服务人员重点指导就能快速高
45、效地解决问题。青岛科技大学本科毕业设计（论文）192 型材挤出的冷却定型技术 2在琳琅满目的塑料型材市场中，优良的内在质量，挺拔漂亮的外观，型材的尺寸精度及高挤出效率是市场竞争中可握胜券的优势条件，而在型材制品的生产过程中，冷却定型环节，又是达到上列要求的必要条件。塑料异型材的冷却与定型是型材生产中的重要环节，直接影响产品的精度与表面粗糙度。因此，充分冷却型材型坯并提供均衡的冷却度以及提 高冷却速率是至关重要的塑料挤出型材工艺的冷却定型方法主要有下列几种 ： (1)多板式定型 (2)滑动式定型 (3)加压式定型 (4)内芯定型 (内面定型 ) (5)辊筒式定型 (6)真空定型 (间接水冷式及直
46、接水冷式 ) 对于简单的小型异型材或软质小型 PVC 制品 (如密封条等 )，只要用简单的导板就可以了，大型或断面结构复杂和尺寸精度要求高的型材，其冷却定型要求也就越高，有些特别复杂的型材，将几种定型方式进行组合使用，效果将更好。上列六种定型方式中，除了真空定型之外，其他五种是在挤出成型工艺中常用的定型方法。2.1 多板式定型 2这是一种传统使用的最简单易行的定型方法，硬质型材的挤出多用这种方法，如图 2-1 所示 ，将数块定型板排列在水槽中，逐级定型。型材从排顺序缩小的定型孔中通过而定型。定型板一般在五块左右，前三块是使型材逐级形状变小，后两块是使型材不因收缩而变形、翘曲。定型板是用 35m
47、m 的铜板、铝板或不锈钢板组成。定型板的定型面长度随制品不同而异，中空异型材为 3mm 左右 ，入口处的 R 为 1，实心异型材因阻力大，定型面长度取 0.5 一lmm，入口 R 为 05 左右 ，这样可减少摩擦阻力，容易挤出。定型板间距为150-200mm，间距从模口开始成梯度变化 (图 2-2)。型材挤出用真空定型台的设计20图 2-1 多板式冷却定型装置Fig2-1 Multi-plate type cooling device图 2-2 板式冷却定型装置的某些部位的尺寸Fig2-2the size of certain parts of Multi-plate type cooling
48、 device(L=lOO15Omm； 30。 45。 Hi=l3mm；H =35mm)1、2 一模 头 3 一异型材(管 ) 4 一定型板 5 一冷却水槽 6 一定型板固定轴 7 一橡胶阻水板青岛科技大学本科毕业设计（论文）21使用多板式定型模时，会引起水槽中的水不断渗漏外流，这可采取一些堵漏的办法，如图 2-3 所示，在水槽的进出口部位安装真空吸收器，通过这样的吸收器，既防止了水的倒流渗漏，同时因型材通过了真空吸收器的短距离定型套的间接冷却定型，还能提高制品表面的光洁度。简单的力、法是由图 2-1 中7 所示，用橡胶阻水板也可防止渗漏出现。图 2-3 多板式冷却定型装置的真空吸收器Fig2
49、-3Cooling type multi-plate absorber vacuum devices2.2 滑动式定型 2在成型开放式的异型材(无空腔的敞口式异型材)时，一般均采用滑动式定型方法，因为这种定型方法所使用的定型模比较简单，最简单的定型模就是形状和制品一样的扁平金属模(如波形瓦 、踢脚板 、挂镜线等)，为了加强与制品的接触力，金属模对制品要稍有压力。滑动式定型的种类，根据不同的制品有许多不同种类，但总的可分为两类：固定式和伸缩式 ，后者为了减少定型模对制 品的摩擦 ，用弹簧或平衡锤来调节它对制品的压力，图 2-4 为固定式滑动定型模，用来生产带波纹的制品。 滑动式定型的冷却方式有两种，一种为直接冷却定型，另一种为间接冷却定型。前者是将定型模具直接安装在水槽中，这是普遍采用的方法，但因为这种冷却是直接的急速冷却，使壁较厚的型材内部会因受热不均匀发生应力变化型材挤出用真空定型台的设计22而变形，最好是同时使用空气冷却形状。(a)模头 (b)模头分离图 2-4 固定式滑动定型模Fig2-4 Fixed stereotypes sliding mode间接冷却是一种缓慢的冷却定型方法，虽不会发生像固定式定型模那样产生制品可能变形的情况，但是成型效率较低，最好是两者并用能达到
