|
塑料挤出机 |
|
| 按行业筛选 |
|
|
| 按产品筛选 |
|
|
| |
|
查看本类全部文章 |
| |
|
|
|
|
土工膜专用无芯卷取技术的设计与研发 |
|
|
作者：广东金明精机股份有限公司 何二君 |
|
塑料工业的高速发展为土工膜的应用提供了广阔的空间，并使其需求量呈现逐年增长的趋势，但同时也对土工膜设备，尤其是土工膜收卷机提出了更高的要求。为了满足市场需求，广东金明精机股份有限公司（以下简称“广东金明”）通过吸收国外先进技术，成功开发出了专用于土工膜收卷的无芯收卷机。
概述
土工膜，也称防水板或防水卷材，厚度一般为0.5~3mm，目前应用最多的厚度范围为1~2.5mm，主要应用于隧道（地铁、海底、公路和铁路等）、水库、人工湖、养鱼场、水处理场、地下设施、垃圾埋放场、废液与液体贮存以及沼气池等场合，发挥防渗的作用。
高密度土工膜选用优质的聚乙烯原生树脂，主要成分为97.5%的高密度聚乙烯，其余为碳黑、抗老化剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和稳定剂等辅料，宽幅为4~12m，膜面较挺。
目前，大多数土工膜收卷机主要采用表面收卷和强力收卷两种收卷方式。其中，表面收卷方式是利用收卷轴与纸芯紧靠在带动力的摩擦辊上，依靠摩擦力进行收卷。膜卷的表面速度基本上与摩擦辊的表面速度等同。因此，卷取速度可通过改变摩擦辊的转速来实现，而与膜卷直径的大小变化无关。一般，收卷轴为15.24cm（6in.）的气涨轴，其外部套有纸芯。这种方式存在3个缺点：（1）仅靠摩擦力来收卷，但由于土工膜一般较厚，且膜面挺而硬，因此很难将膜卷收紧；（2）收卷轴很重，上芯和拔芯给操作人员带来很大的劳动强度，操作困难；（3）市场中的土工膜通常按米销售，因此每卷卷数相对较小，若每卷都需要一个纸芯的话，势必造成浪费。
强力收卷方式是对表面收卷方式的改进，它在原有的收卷基础上，加以中心辅助收卷。这种收卷方式不需要收卷轴，可直接将纸芯放于带动力的摩擦辊上(一般是2条摩擦辊，纸芯位于2个辊筒之间)，并将中心收卷头插入纸芯两端，辅助纸芯旋转，同时通过压辊（位于纸芯上面）压住纸芯，达到强力收卷效果。该收卷方式的收卷效果紧凑密实，但同样存在不足：（1）设备结构复杂，应用于制造精度和装配要求较高的场合时，故障率较高；（2）由于土工膜展开后的收卷膜面较长，虽然纸芯两端有辅助中心提供动力，但同时可能会造成两端收卷速度快而中间慢的情况，容易造成膜卷扭曲；（3）每个卷膜通常需要纸芯，造成成本浪费。
无芯收卷机的诞生
鉴于以上两种收卷方式都存在一定的缺点，广东金明希望能够找到一种更有效的收卷技术。通过市场调查，该公司发现北京华盾雪花公司使用的无芯收卷方式较为理想。所谓无芯收卷，指的是不使用收卷轴和纸芯来完成片膜的收卷。这种收卷技术来自意大利道尔奇公司，其收卷质量稳定、可靠，操作简便且无需使用卷轴和纸芯，应用优势十分明显。
在消化和吸收意大利设备的基础上，广东金明成功开发出了适用于土工膜收卷的无芯收卷机。据介绍，该收卷机采取中心收卷方式，最大收卷线速度为8m/min，最大收卷直径为600mm，其收卷效果与国外技术相当。
该无芯收卷机（其结构如图1所示）主要包括储膜装置、浮动张力辊装置、切边和收边装置、收卷前牵引装置、切断装置、无芯收卷装置以及卸膜装置等单元，设备集无芯收卷和带芯收卷于一体，可实现自动计米、自动切断和自动卸卷等功能。具体的收卷操作流程为：收卷时，先将夹头伸出，再将由牵引装置输送过来的片膜端部插入两端的夹头中，并将夹头夹紧；用人工将片膜的中部尽量卷成圆筒状，随后启动中心收卷动力装置，使夹头旋转并将片膜卷成圆筒状；卸卷时，停止收卷牵引和中心收卷动力装置，升起托膜架托住膜卷，然后松开夹头并使夹头缩回，让膜卷落至托膜架上；通过驱动托膜架使其向外倾斜，确保膜卷滚至运膜车上，完成卸卷。
1.储膜装置 2.浮动张力辊装置 3.切边装置 4.收卷牵引装置 5.切断装置 6.无芯收卷装置
图1 无芯收卷机的结构图
接下来，本文就无芯收卷机各个主要功能部件的设计思路和功能进行逐一介绍：
1. 储膜装置
在换卷时，无芯收卷机通常需要停止收卷和收卷牵引。这就要求在收卷前装置一套储膜装置，以便在收卷机停止工作时，能够将前面输送过来的膜储存在膜路中。储膜装置主要由储膜辊组组成，而储膜辊包括动辊和定辊。在储膜时，动辊在油缸拉拽的作用下完成向上储膜，其位置的升降通常由位置检测进行实时控制。而储膜辊的数量设置以及上升的最大高度则主要取决于收卷的线速度。
2.浮动张力辊装置
对于收卷的控制主要包括速度控制和张力控制两部分。收卷薄膜时，随着母卷直径的不断增大，若不及时改变收卷辊的转速，那么随着收卷线速度的增大，必然导致收卷张力的递增。因此，对膜卷张力进行有效控制，使收卷转速随母卷直径的增大而减小，在收卷过程中非常重要。正是基于这一考虑，在收卷前装置了浮动张力辊。该浮动辊的位置由一个电位器进行检测，而通过尽量保持浮动辊的位置不变，还能够保持张力的恒定，达到控制张力的目的。
3.切边和收边装置
土工膜在展开后收卷的过程中，通常会由于设备精度等原因而导致收卷前膜边不齐整等问题，这样不仅影响收卷效果，同时还会对后续的收卷操作造成不良影响。因此，必须在收卷前增加切边装置。由于土工膜的厚度较厚，且张力非常大，所装置的切边装置必须可靠耐用。
广东金明为其收卷机配置的切边装置采用由特殊合金钢材料制造的切刀，其刀刃经过淬火处理，不仅硬度高、韧性好，而且非常耐用。在切刀装置后面有一根带沟槽的导辊，方便切刀插入沟槽，使得土工膜的切膜过程更容易。切断后的膜将由收边装置进行集中收卷。
4.收卷前牵引装置
由于展开后的片膜经由储膜装置，不仅膜路长，且张力大，若仅依靠后面的收卷操作，很难达到理想的收卷效果。因此，必须在收卷前增设一套牵引装置。该牵引装置包括一条钢辊和一条胶辊。钢辊为主动辊，由直流电动机驱动，而胶辊则由油缸控制其开合动作。
5.切断装置
切断装置的主要作用是，在换卷后将片膜切断。其中的圆盘切刀由减速机驱动进行横向运动，将片膜快速切断。切刀采用特殊的合金钢材料，刀刃同样经过淬火处理。切刀的横向运动由直线导轨进行导向，运行快且无卡阻。
实际上，该装置切割质量的好坏对优化收卷机的收卷流程非常关键：不仅直接影响快速卸卷的实现，并为下卷赢得更为充裕的时间，减少储膜量。
6.无芯收卷装置
该装置是本收卷机的核心部分，它采用强力的纯中心收卷模式，在不采用收卷轴和纸芯的情况下，依靠土工膜自身的强度和挺度，将片膜收成卷膜。收卷表面是否平整、端面是否整齐以及膜卷的松紧情况是衡量该装置技术的一个重要参考指标。
中心收卷座是无芯收卷装置最核心的部分，其质量的好坏将直接影响收卷机的正常运行。收卷座主要包含3个功能，分别是：夹头的转动、开合和进退。驱动中心动力的直流电动机放置在左右2个收卷座的中间，并依靠传动轴将动力同步分散到两端的收卷座中，使夹头同时转动，从而保证薄膜在收卷过程中不扭曲，收卷平整。在启动收卷前，需要将片膜插入到收卷夹头中，使其夹住片膜两端。由于收卷和卸卷操作均要求夹头能够伸进、伸出，这里通过油缸来驱动夹头的进退动作，从而确保了片膜在收卷过程中不会出现松脱的现象，而且能够有效保证夹头顺利脱离膜卷，且动作平稳。
该装置还配置有可电动调节收卷座间距的装置，目的是为了适应不同的薄膜宽度。在变更产品规格时，只需启动调节收卷座的按钮，即可实现对收卷座间距的精确调节。
值得一提的是，该设备可实现一机两用，既可采用无芯收卷模式，又能兼顾有芯收卷模式。为了满足客户不同的产品需求，该机组针对比较薄的膜制品，还配有带芯收卷装置，只需在收卷前装置气涨轴，即可实现有芯收卷。
结论
综上所述，对于土工膜生产线来说，土工膜收卷机在其中占有重要地位，其产品性能以及操作的便捷性是考察整条生产线的重要指标之一。广东金明开发的无芯收卷机不仅性能稳定、可靠，而且收卷表面平整、端面整齐，膜卷松紧适中，达到了理想的收卷效果，同时还极大地降低了劳动强度，节约了生产成本，是土工膜生产线不错的选择。
|
|
| 文章内容仅供参考
(投稿)
(如果您是本文作者，请点击此处)
(10/17/2012) |
对 塑料挤出机 有何见解？请到 塑料挤出机论坛 畅所欲言吧！
|
