玻璃纤维增强聚丙烯生产成型辅机设计案例综述
1.1压光
由狭缝口模挤出的板坯进入三辊压光机,由三辊压光机压光并逐渐冷却。三辊压光机还能起到一定的牵引作用,调整板材各点速度以保持一致REF_Re\n\h[10],保证板材平直。
三辊压光机由直径为200~400mm的上、中、下三个圆柱形辊筒组成。三辊压光机的第一辊(上辊)的作用是与第二辊(中辊)一起对经机头挤出后已成板坯的塑料施加压力,把板坯压成所需要的厚度REF_Re\n\h[8],使其表面平整。第二辊除上述作用外,还将板材压光以提高表面光洁度,并使板材冷却定型。第三辊(下辊)起冷却和压光作用。
三辊压光机的中辊轴承固定,上下两辊轴承可以在垂直方向上移动,以调整三个辊筒的辊隙。三个辊都是中空的,并带有夹套,可通入介质(水、油或蒸汽)进行温度控制。辊筒长度一般比机头宽度稍宽,安装时辊筒与机头模唇应尽可能地靠近,一般为5~10cm。若距离太远,挤出板坯易下垂而发生皱折,影响表面质量,但易散热冷却。辊筒表面应镀硬铬,表面粗糙度为Ra=0.20μm。
三辊压光机的温度控制十分重要,直接影响到板材的表面平整度和粗糙度,辊筒表面温度应保证熔体与辊筒表面完全贴合。如果辊筒温度偏低,板材不易贴紧辊筒表面,导致板材表面产生斑点或无光泽;如果辊筒温度较高,辊筒表面黏附水蒸气或配方中易挥发性组分,使得板材表面不光滑甚至有疤痕。
表3.11常见塑料板材三辊压光机温度单位:℃
三辊压光机
UPVC
SPVC
LDPE
PP
ABS
上辊
70~80
60~70
85
70~90
85~100
中辊
80~90
70~80
82
80~100
75~95
下辊
60~70
50~60
50
70~80
60~70
1.2冷却输送
板材经压光后,再由冷却输送装置运送到牵引设备。位于三辊压光机和牵引设备之间的冷却输送装置,其作用是承接尚未冷却的板材,防止板材弯曲变形REF_Re\n\h[8],使其完全固化。它由10~20个直径约为50mm的小圆辊组成。整个冷却输送装置的总长度取决于冷却条件以及板材的厚度和原料品种。一般ABS和PVC板材冷却输送装置总长度约为3~6m,聚烯烃约为4~8m。
1.3牵引
牵引装置通常由一对或两对牵引辊组成,每对牵引辊一般由一个表面光滑的钢辊和一个辊面复以橡胶的钢辊组成REF_Re\n\h[4],两个辊靠弹簧压紧。
牵引机的作用是将板材均匀地牵引到切割装置,防止在压光辊处积料,造成板材弯曲变形,并将板材压平。
不同物料收缩程度不一致,为保证在生产过程中使板材具有适当的张力,在生产硬质聚氯乙烯板材时,牵引装置应与三辊压光机同速REF_Re\n\h[15];生产聚乙烯板材时,牵引速度应稍高于板材通过三辊压光机时的速度(约高2.5%);在生产聚丙烯板材时,其牵引速度需比三辊压光机的圆周速度稍低。
1.4切割
挤出成型是连续生产,因此最后需要将挤出的板材切成规定长度。切割方式一般有三种:锯切、电热切和剪切REF_Re\n\h[8],用得较多的是剪切和锯切。
板材的剪切一般在剪床上进行,这种切割方法不易产生飞边,剪切速度快,生产效率高,且无锯屑和噪声,符合环保要求,工人劳动条件好,但设备庞大而笨重,适于切割软板材。
锯切装置一般由圆盘锯片、横切锯座、纵行锯座和传动系统等组成。锯切装置在工作时同时具有三个运动:一个是锯片的横向送进运动,另一个是锯片高速旋转的切削运动,再一个是整个纵行锯座与板材牵引速度完全同步的纵向移动REF_Re\n\h[7]。锯切装置动力消耗小,结构简单,但切断板材时噪声大,且锯屑飞扬,切断处有毛边,生产效率低。本论文设计选用锯切装置。