三层共挤PET片材生产线 - 文章

三层共挤PET片材生产线

作者：佛山海阔塑料机械有限公司张晓

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佛山海阔塑料机械有限公司开发的三层共挤PET片材生产线采用独特的螺杆设计，具有塑化混炼效果好、剪切程度适宜、塑化效率高、自洁性好、不易降解烧焦等优点，使制品展示出最佳的物理性能和表面光洁度，极大地提高了制品的质量，降低了生产成本。

概述

在包装材料中，传统的PVC透明硬片在废弃处理时，无论采用掩埋还是燃烧的方式，都对环境有较大的污染。相比之下，由于PET材料只含有C、H、O三种元素，其废弃物不但可回收利用，焚烧后也不会留下任何残余物和有毒气体，因此，目前越来越多地采用PET片材取代传统的PVC片材。作为一种理想的硬质透明包装材料，PET片材的透明性和物理机械性能非常优越，因此有着有着十分广阔的发展前景。

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三辊压光系统

目前，佛山海阔塑料机械有限公司（以下简称“海阔塑机”）已开发了三层共挤PET片材生产线。该生产线具有螺杆设计独特、塑化混炼效果好、剪切程度适宜、塑化效率高、自洁性好、不易降解烧焦等优点，这对于提高制品的质量，降低生产成本具有直接明显的效益。同时，海阔塑机独有的HM系列精密三辊压光单元，保证了制品压光的高品质。针对PET原料吸湿性极强的特性，海阔塑机还专门设计了HQ系列干燥结晶装置，它完全采用欧洲的同等标准，完全具备欧洲设备先进的露点、湿度控制原件和技术，可保证原料最终含湿率降到0.02%以下，使制品展示出最佳的物理性能和表面光洁度。

海阔HC-1220 PET三层共挤片材生产线主要由结晶干燥机、单螺杆挤出机、模头、三辊压光机、牵引和收卷装置组成，可生产出宽度为1220m的PET片材，厚度范围为0.2mm～1.2mm。

其工艺流程如下图所示：

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图1 HC-1220PET三层共挤片材生产线的工艺流程

机器特性

1、挤出机

挤出机由加料配料装置、驱动系统、传动系统、机筒螺杆、机筒加热冷却系统、机架、电控箱等部分组成。

加料配料装置按事先设定的比例来配置粒状塑料粒，并将物料送入已预热的机筒螺杆中。随着螺杆的转动，物料不断熔融，最终从机头处挤出。直流电机通过弹性联轴器将动力传递至减速箱，经过减速传动，直流电机由最高转速（1500r/min）、小扭矩的驱动力转变为低转速、大扭矩的驱动力，驱动机筒螺杆旋转以达到输送、压实、熔融、塑化、均化并挤出塑料的目的。由于熔化塑料的热量来自于塑料熔膜之间的剪切作用，冷却系统可使机筒中过热的熔体塑料降温，以保证机筒的温度满足工艺要求。

在挤出机中，加料配料装置主要用来设定配份电机的转速，并按挤出机螺杆的转速值调节配料螺杆的转速，保证辅料可以按比例地输送。风冷装置可避免直流电机过热。

在挤出机的传动系统中，箱体HT300立式减速器的齿轮材质为20CrMnTi，并经过渗碳及磨齿工艺处理，齿轴材质为42CrMnTo，轴向承载轴承采用止推轴承，且传动系统配有油泵润滑系统（由油箱、齿轮泵、滤油器、冷却器、油管组成）。当主机启动时，油泵随之启动，将润滑油不断注入减速箱，带走减速箱中的热量，经冷却器降温后又回到油箱。

机筒螺杆由氮化钢38CrMoAl制成，螺杆的内孔和螺槽均经过氮化处理，具有高硬度、耐磨性和一定的防腐蚀能力，从而保证了能够达到更好的混练和塑化效果。

主料挤出机的机筒加热冷却系统为7段，每段的功率为6.2kW。辅料挤出机则为5段，前四段的功率为5kW，第五段变为10kW。因为存在内摩擦，熔体从机头挤出时温度偏高，因此熔体在机筒内输送的过程中，机筒每段的风机（200W）就会自动启动以降低机筒内的温度。另外，加料段还配有水冷却装置，进一步保证了进料的顺畅。

整个挤出机系统安装在机架上，机架上的导向轮使整个挤出机系统进退方便，便于检修螺杆和机头。

2、模具

PET共挤片材生产线所用的模头为T型衣架式平模头。

换网器为双工位柱式换网器，并使用加热板及热电偶来加温和控制温度，最大可承受压为25Mpa。换网器的液压系统的压力等级为10Mpa，包括可调压力继电器、三位四通手动换向阀、液控单向阀，并配有储能器。其中，可调压力继电器可以设定和控制储能压力，并自动控制电机的启停，2个三位四通手动换向阀可同时控制2个换网油缸的动作，液控单向阀可自动保压，从而使换网器实现了快速换网的可能。

在工作区域内，可根据实际情况放置不同规格和层数的不锈钢滤网，以满足过滤、挤出压力和流量的要求。使用换网器前，务必将调节环调节到位，以免漏料。换工位结束后，应趁热清理被替换的工位，待树脂除净后，应及时喷上脱模剂以备用。

熔体泵中有一对特制的齿轮，可在电机的驱动下旋转，将输入端的熔体定量地输送到输出端，并为输出端熔体的流动提供稳定的流量，提高了塑化程度和混炼效果。通过调节齿轮的转速可改变泵速，进而改变输出流量。在挤出机速度不变时，调节泵速时主控压力会发生变化。本机有两种调节方式：泵速与主机螺杆转速同步升降；螺杆转速随泵的输入端压力升降而降升。熔体泵输入端最大操作压力为100bar(1bar=1.015kg/cm2)。另外，泵体内6支受控的加热管可保证设定温度的稳定性。

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分配器的结构为2台共挤三层分配器，与T型共挤模头配套后,可通过更换进料芯棒与调整分层叶片方式，用于生产A、B层或A、B、A层复合片板。该分配器通过调整分层叶片与分流杆的配合来控制各层的厚度与宽度。

分层叶片是通过分配器外部一左一右的调节螺栓来控制的，可根据实际使用比例向左或向右调整螺栓，使摆叶旋转角度，通过调节叶片的上下角度来控制面层或底层的分层比例。在调节之前，应先按调整螺栓所标刻度尺轻轻摆动摆叶，清楚调节范围，以免实际调节过程中调节范围过度。

分流杆位于分配器外部摆叶前端的刻度压板上，上下各有一根。在将不同流动性和粘度的物料复合时，通过修整分流杆的进料量大小可以达到物料均匀复合的目地。旋转分流杆，同样可以使上下层单独关闭。但是，这种方法仅在特殊情况下配合分层叶片的调整使用的，在正常生产中，不建议使用此方法调整。如需换层，最好用更换芯棒的方法来完成。

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图3 加料配料装置

3、三辊压光系统

三辊压光系统的液压系统的压力等级为20Mpa，配有储能器，可快速进退上/下辊筒。与换网器的液压系统所不同的是，该系统采用2个电磁换向阀同时控制2组夹辊油缸同步动作。

三辊压光机由中辊(固定辊)、下辊和上辊组成，各辊均经过特殊加工至镜面。三辊各由5.5kW的精密减速电机驱动，辊温由3个独立的水温控制器通过循环的热水进行控制，温度可自由设定，上限为90℃。上/下辊的运动由液压油缸执行和保压，上下辊间的辊隙由手动螺旋机构调整，辊隙数值可直接在百分表上显示。三辊的同步速度由3个直流伺服调速器和同步器控制，使三辊表面的线速度近似相等，保证了三辊转速的同步升降以匹配熔体的挤出量。牵引辊的线速度略大于三辊的速度，胶辊的夹持压力可按实际情况进行调整。

4、二辊牵引系统

二辊牵引系统由上/下牵引辊、导辊和控制装置组成。片板在进入牵引辊之前先经过导辊的冷却和铺展。下牵引辊为钢辊，受同步变频调速器的电机驱动。上牵引辊为胶辊，在2个气缸的作用下可上下移动，使经过上/下辊间的片材能被有效的支持和牵引，气缸的压力可任意调整。牵引辊旁的两把切边刀具可任意调整其间距和刀角，便于切割。

5、收卷机构

在张力控制器、变频器和收卷电机的闭环控制驱动下，收卷辊以均匀的线速度收卷片材，收卷导辊铺展材片，并支承收卷时产生的张力，以便于铺展的片材整齐切割。当收卷A工位完成后，翻转电机收到计数器反馈的信号后开始驱动收卷盘转动，调换至收卷B工位。在同样的张力转速闭环控制下，切断片材并在B辊上固定新片头，收卷B辊开始进入收卷状态。

控制系统

HC-1220PET三层共挤片材挤出机的控制系统采用西门子S7-300PLC可编程控制，使整机控制实现了智能化。其特点是：

● 西门子PLC与人机界面构成高品质的产品系列，实现工业计算机的强大功能；
● 灵活的现场Proftibus总线控制及扩展技术；
● 精确强大的运动控制功能；
● 多语言大窗口显示，可客户化设计；
● 集成多功能的控制系统；
● 独特方便的模块化结构；
● 精度高、响应快，具备多种实时控制方案；
● 机械高度智能化，操作简易化。

该设备的重要工作位上均设置了紧急停止按钮，以确保操作的安全性。此外，温度控制采用日本亚马太克智能温控仪及固态继电器联馈，自动PLD控制，温控精度<±1℃。压光机采用德国SEW减速机及Lenze伺服马达传动，传动精度高。系统操作台由主控台及现场操作台组成。

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图4 FCS蜂巢除湿干燥机

设计特点

HC-1220PET挤出机采用了海阔塑机独特的减速箱与分配箱合二为一的整体式设计。与传统的分体式相比，传动效率至少提高了20%，节能效果显著，并实现了挤出机高扭力、低噪音、高可靠性的挤出。

最新的“双塑化”锥形双螺杆设计，保证了挤出机柔和塑化、超高产量的挤出。

专门为此开发的HQ Controller-2006 电脑控制系统，使人-机控制的有机结合成为了现实；温度、速度、扭矩的控制精度得到了最大限度的提升；远程在线控制也变得轻易而方便，并具有先进的故障自我诊断功能。

由于采用了西门子S7300系列的PLC及Proftibus总线控制，较之以往使用的模拟量控制具有速度快，精度高等优点，抗干扰能力也大大提高。

为其配套的冷热混合机采用海阔塑机独特的浆叶设计，能适应不同物料的混合，保证原料搅拌均匀，并加装了精密称重多组分比例喂料系统，可实现物料的自动称重、自动计量、自动上料、自动混合、自动储存及物料的自动分配。

设备的关键部件均选用了世界名牌产品，如德国Lenze伺服电机、SEW减速箱、西门子S7300PLC及10.4''触摸屏；英国EUROTHERM或意大利EEI直流调速器；法国TE系列电器元件；日本亚马太克智能温控仪及固态继电器等，这些都极大地提高了设备运行的稳定性和可靠性。

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (9/23/2009)


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