全自動(dòng)石蠟成型機(jī)切粒系統(tǒng)模板與切刀磨損分析與總體設(shè)計(jì)組成其一、石蠟成型機(jī)切粒系統(tǒng)模板與切刀磨損分析
成型機(jī)通常有兩種工作模式：一種是“間隙式”切粒，切刀與模板之間有固定的間隙，這種切粒方式操作簡(jiǎn)單，切刀與模板磨損小，使用壽命長(zhǎng)，但切出的顆粒形狀不規(guī)則、碎屑多、帶尾嚴(yán)重；一種是“接觸式”切粒，切刀始終與模板保持接觸，這種切粒方式切出的顆粒外觀整齊、碎屑少、不帶尾，但切刀與模板磨損快，使用壽命短。不管哪種方式切粒，模板與切刀都會(huì)造成磨損，切粒刀實(shí)際是與成型模板成型帶的出料孔組成一對(duì)剪刃，切粒刀是動(dòng)刀，模板成型帶出料孔與成型帶表面形成的刃口是定刀，熔融在通過(guò)模板成型帶出料孔時(shí)，遇50^-60℃的冷卻水使物料表面瞬間固化，物料被動(dòng)、定刀剪切成顆粒。切粒刀在工作中先是與所切物料接觸，二是與冷卻水和其遇熱突然產(chǎn)生的水蒸氣接觸，三是磨刀時(shí)與模板成型帶表面接觸。切粒刀磨損的主要原因除刀刃與模板切粒帶之間的摩擦外，集屑瘤反復(fù)粘貼脫落造成的磨損和汽蝕造成刃口的傷害也是關(guān)鍵因素。刀刃與模板切粒帶之間的摩擦，一般發(fā)生在新刀與模板的磨合期，這只會(huì)使切刀刃口與模板切粒帶接觸理想，而不會(huì)對(duì)切刀和切粒帶造成傷害。而另一種磨損是非正常磨損，在換新刀后不進(jìn)行認(rèn)真磨刀，至少刃帶的85%沒(méi)有磨出來(lái)就開(kāi)車(chē)成型，工作不長(zhǎng)時(shí)間就開(kāi)始出現(xiàn)尾料增多的現(xiàn)象，此時(shí)刀具刃帶已經(jīng)被成型帶內(nèi)外圓未參與工作的位置架了起來(lái)，強(qiáng)行進(jìn)刀，刃帶前端翹起與模板成型帶間隙增大，尾料反而增加。此時(shí)刀具和模板的磨損加劇，嚴(yán)重時(shí)造成纏刀無(wú)法開(kāi)車(chē)的后果?？梢?jiàn)因刀具磨合不好，造成刀刃磨損較為明顯。
由于機(jī)組的長(zhǎng)期工作，模板在升溫和降溫交替工況下，模口膨脹增大并變形，出現(xiàn)模口邊緣不鋒利或破損。另外，切粒刀受水室工作條件的限制，受力相對(duì)復(fù)雜，切刀在運(yùn)行過(guò)程中始終存在一個(gè)向前的推力作用，以克服其他反向力，使切刀刀刃與模板接觸，向前的推力有3個(gè)：即進(jìn)刀壓力，由液壓缸油壓(20一60bar)提供，可通過(guò)石蠟成型機(jī)控制系統(tǒng)或安裝在就地操作面板上的電位計(jì)預(yù)先設(shè)定；成型機(jī)在熱水中轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的螺旋推力；切刀軸受熱膨脹冷縮時(shí)產(chǎn)生的壓力，該力與環(huán)境溫度有關(guān)。反向力有4個(gè)，即彈簧的彈力，此力為一常數(shù)，出廠時(shí)設(shè)定后不作改變，用于停車(chē)退刀；熱水對(duì)切刀向后的壓力；摩擦產(chǎn)生的向后推力；樹(shù)脂向后的壓力，該力與生產(chǎn)負(fù)荷有關(guān)，負(fù)荷越大此值越大，成正比例關(guān)系，另外還包括由操作人員設(shè)定的成型機(jī)力、刀片在水中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)切粒水對(duì)刀片的液體動(dòng)力作用和刀片對(duì)模板表面產(chǎn)生的反作用力等。這些作用力都會(huì)造成?？谔幍募羟新屎图羟袘?yīng)力提高，使得物料的切斷不理想，切削產(chǎn)生的物料屑呈瘤狀集中堆積在模口處并反復(fù)粘貼脫落，切削時(shí)切粒水在刃口處發(fā)生汽蝕，加劇了模板切粒帶表面和切粒刀的磨損。
其二、全自動(dòng)石蠟成型機(jī)電氣控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)組成
1配電系統(tǒng)
全自動(dòng)石蠟成型機(jī)電氣控制系統(tǒng)在完成總體設(shè)計(jì)之后，先要確定生產(chǎn)中的配電設(shè)計(jì)，利用工業(yè)生產(chǎn)的電網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)線中所需要的電源。配電系統(tǒng)在嚴(yán)格滿足工藝要求及標(biāo)準(zhǔn)的前提下要貫徹控制，操作簡(jiǎn)單，檢查維修方便的原則。電氣控制柜安裝在指定區(qū)(配電室)。PLC輸入系統(tǒng)采用本質(zhì)型技術(shù)，輸出系統(tǒng)采用隔爆型技術(shù)。在嚴(yán)格滿足工藝要求的前提下做到動(dòng)作有檢測(cè)，故障有保護(hù)。主要停止器設(shè)有動(dòng)作開(kāi)關(guān)，驅(qū)動(dòng)、張緊設(shè)有故障檢測(cè)保護(hù)開(kāi)關(guān)及相應(yīng)軟件邏輯保護(hù)。
全自動(dòng)石蠟成型機(jī)電氣控制系統(tǒng)的配電系統(tǒng)主要包括380V的工業(yè)三相交流電和經(jīng)過(guò)變壓器變成控制電壓和直流電壓。由電網(wǎng)提供的380V的工業(yè)三相交流電可以分為六條支路，一條支路實(shí)現(xiàn)給傳送帶的電機(jī)，喂料控制部分的變頻器，全自動(dòng)石蠟成型機(jī)的冷卻風(fēng)機(jī)，控制系統(tǒng)的液壓部分供電；另一部分經(jīng)過(guò)變壓器變成230V/115V的單向交流電控制電壓和24V直流電控制電壓；還有一部分是給成型系統(tǒng)的成型切割機(jī)、冷卻水泵電機(jī)，顆粒下泄裝置電機(jī)、干燥電機(jī)、顆粒運(yùn)送風(fēng)機(jī)等供電；二條支路主要是給全自動(dòng)石蠟成型機(jī)的兩個(gè)加熱區(qū)和膜頭電機(jī)；第三條支路是給全自動(dòng)石蠟成型機(jī)的自動(dòng)換網(wǎng)裝置和全自動(dòng)石蠟成型機(jī)頭區(qū)供電，第四條支路是給傳送運(yùn)料區(qū)的金屬探測(cè)器供電；第五條支路是給物料壓實(shí)電機(jī)供電；第六條給全自動(dòng)石蠟成型機(jī)電機(jī)和變頻供電。
2速度控制
傳動(dòng)系統(tǒng)是成型生產(chǎn)線的主要組成部分之一。它的作用是驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)中的設(shè)備，并使它們能在設(shè)定的工藝條件下(如壓力、溫度、轉(zhuǎn)速等)獲得所轉(zhuǎn)矩且能均勻地旋轉(zhuǎn)。
全自動(dòng)石蠟成型機(jī)的傳動(dòng)系「統(tǒng)通常包括電動(dòng)機(jī)、減速裝置和調(diào)速裝置三部分組成。成型過(guò)程的生產(chǎn)速度控制主要包括傳動(dòng)帶電機(jī)的速度、喂料電機(jī)的喂料速度、成型切割電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和擠出電機(jī)的速度等。根據(jù)不同的生產(chǎn)情況，如產(chǎn)量變化、原料或品種改變等，要求整個(gè)生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)速可以隨時(shí)改變。在生產(chǎn)過(guò)程中，也要根據(jù)工藝要求對(duì)速度進(jìn)行小范圍調(diào)節(jié)。在出現(xiàn)故障時(shí)，則要立即減速，以便排除故障，而又不致產(chǎn)生大量廢品。故對(duì)電動(dòng)機(jī)要求能調(diào)速的，即要求采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)或者變頻器進(jìn)行調(diào)速。在全自動(dòng)石蠟成型機(jī)生產(chǎn)線上全自動(dòng)石蠟成型機(jī)的產(chǎn)量與螺桿的轉(zhuǎn)速基本呈線性關(guān)系，螺桿轉(zhuǎn)速的波動(dòng)將直接導(dǎo)致制品的尺寸波動(dòng)，因此全自動(dòng)石蠟成型機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的擠出過(guò)程中非常重要。同時(shí)，喂料電機(jī)和旋轉(zhuǎn)切刀電機(jī)也根據(jù)產(chǎn)量大小自動(dòng)調(diào)整對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程起著非常大的作用。
在成型生產(chǎn)過(guò)程中，全自動(dòng)石蠟成型機(jī)電機(jī)的速度直接影響生產(chǎn)量，其確定后，整個(gè)生產(chǎn)速度也就跟著確定下來(lái)。物料壓實(shí)機(jī)的速度根據(jù)生產(chǎn)速度的變化，及時(shí)準(zhǔn)確地變化，與全自動(dòng)石蠟成型機(jī)速度達(dá)到同步。全自動(dòng)石蠟成型機(jī)電機(jī)、喂料電機(jī)和旋轉(zhuǎn)切刀電機(jī)的速度采用變頻調(diào)速方式，用PLC對(duì)變頻器直接控制。這樣，生產(chǎn)速度的信號(hào)通過(guò)觸摸屏傳給PLC，根據(jù)編制的控制算法的運(yùn)行結(jié)果，經(jīng)脈沖輸出以控制各個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的速度信號(hào)。
3溫度控制
溫度控制是整個(gè)生產(chǎn)線。在擠出塑化生產(chǎn)過(guò)程中，加熱和冷卻是擠出成型過(guò)程能夠正常世行的條件。隨著螺桿的轉(zhuǎn)速、擠出壓力、外加熱功率、以及全自動(dòng)石蠟成型機(jī)周?chē)橘|(zhì)的溫度變化，料筒中熔體溫度也會(huì)相應(yīng)地變化，為使始終能在其工藝所要求的溫度范圍內(nèi)擠出.一般是通過(guò)對(duì)加熱和冷卻元件的通斷控制，不斷地調(diào)節(jié)機(jī)筒內(nèi)的溫度。因此，在全自動(dòng)石蠟成型機(jī)一般都設(shè)有加熱冷卻裝置以及溫度測(cè)量、溫度控制的儀器儀表等。
對(duì)于一般溫度系統(tǒng)控制，難于控制滯后、復(fù)雜、時(shí)變溫度系統(tǒng)控制。我們采用多回路的溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)線的溫度調(diào)節(jié)。而全自動(dòng)石蠟成型機(jī)的溫度控制部位一般是在擠出塑化部分的料筒熔體溫度與模頭溫度。模頭溫度直接影響產(chǎn)品的表面光亮度，料筒熔體溫度影響產(chǎn)品的內(nèi)在塑化效果，兩者原理一樣，起主要作用的是料筒熔體溫度控制。對(duì)于全自動(dòng)石蠟成型機(jī)溫度控制系統(tǒng)一般采用“溫控儀表+接觸器+電加熱器”的控制方式，該方案溫控效果很不理想，超調(diào)量大，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，穩(wěn)態(tài)誤差大(達(dá)±10℃)。我們通過(guò)采用多回路溫度控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)料筒和模頭的溫度單個(gè)閉合回路溫度控制，同時(shí)采用增量式PID控制算法提高溫度控制，這樣的穩(wěn)態(tài)誤差大約為±1℃。
東光縣天誠(chéng)機(jī)械廠(http://www.dgtczlj.com)從事蠟扳成型機(jī)、石蠟成型機(jī)、全自動(dòng)石蠟成型機(jī)產(chǎn)品銷(xiāo)售國(guó)內(nèi)50多家大中型石油化工企業(yè)。多年來(lái)在石化機(jī)械方面具有較高的聲譽(yù)。熱忱歡迎各界朋友惠顧本廠，攜手合作！