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灵活的管道模头
作者:HEINZ GROSS
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塑料挤出机展厅
片材生产线, 单螺杆挤出机, 双螺杆挤出机, 板材生产线, 木塑挤出机, ...
管道模头。对圆形模头的模隙进行精准的调节可以在不改变工艺流程的情况下挤出不同管壁厚度的管材。

所有的管材制造商都有这样一个愿望:能够使用一个简单的“橡胶模头”在不打断挤出生产线操作的情况下就能够制造出任意管径和任意管壁厚度的管材,但是这样的愿望可能永远无法实现。所幸的是现在已经有了非常接近于这种理想状态的解决方案。所生产的管材形状越复杂,那么模具的生产成本和工艺水平也就越复杂。在很多的情况下,如果模头的模隙可以简单地进行调节,那么就已经能够带来很大的生产优势(至少在一定范围内—恒定的模具直径),这种设计能够生产不同管壁厚度的管材。一种理想的模隙调节方法是使模具与校准件之间的分子取向保持低而有序,从而得到最小的收缩率。当然,最理想的状态是这项额外的工艺设计并不需要使用一种复杂的模头结构以及破坏整体的操作和维护。

当我们反观传统管材模具的生产流程,很难想象仅仅使用一个能够便于操作和清洗的模头对生产操作流程进行简单的调整就能够得到所有希望的效果。这也许就是这种模头到现在为止都没有问世的原因。倾斜技术是为了能够更精准和具体地对模头进行调整而创造出的一种新的边隙技术,它能够非常简单地对模隙进行调整。

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倾斜技术

使用了倾斜技术,使用耐高温橡胶密封圈连接模头和模具之间的缝隙(见图一)。

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现在模具可以进行倾斜而不是通过换挡来将模具与芯棒对准。这种技术与传统的金属管密封相比能够提供许多的关键性优势。因为模具不需要再被来回地移动,模具和模头之间可以紧密地连接在一起,因此模具只需要安装在中心即可(见图二)。

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也可以避免进行目前大多数模具所必须进行的模头清洁工作。为了保证倾斜密封具有持久的压力就需要一个可靠的密封圈,它还具有一个简单的卡口式组装件。不同的管壁厚度可以通过倾斜模具来进行操作。这种操作方式现在正处于一个过渡阶段,可以使用一个轴向排列的调节螺丝来进行操作(见图三)。

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这种操作方式在很大程度上肯定会在将来逐渐被一种机动化的方式所取代。

机动化校准的优势在于模具可以在一开始就使用机械控制面板进行非常准确的定位操作。这同时也可以优化定位,一旦发现错误,我们可以在任何时间进行准确的再生产。在对模头进行清洁之后,模具可以在重启的过程中精确地回到上一次操作的位置。

在挤压吹塑成形的过程中,一个机动的调节系统可以使模具即使在有序地卸出型胚的情况下仍然能够进行动态倾斜。比如它可以在制造弯曲的管道时考虑到管道内壁和外壁的不同拉伸比(见图4),在模具倾斜的过程中,弹性的密封圈会在模隙需要减小的那一侧受到更多的压力,而另一侧的流体通道同时会相应地等量增加。

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倾斜模具技术不仅克服了传统定心处理技术的缺点,而且也简化了环形模具的生产,降低了生产成本。一旦克服了专家们普遍关心的弹性密封圈无法整合到挤出型模具流道之中的问题,逻辑上接下来需要做的就是对密封圈的弹性指数进行研发,并对模具进行调整使它完全与模头成为一体。并且如果这一原则被打破之后模具必须在流道的末端有一个平行的卸载区,这样就可以对模隙进行调节。一个明显的优势是模头的制造比起已知的在挤压吹塑成形中所使用的过程要简单得多。

尽管在工艺处理上还存在一定的缺陷,但是在挤压吹塑成形中使用模头以及锥形芯棒和锥形口模以便于进行模隙调整的做法还是非常普遍的。因为这样锥形芯棒或锥形口模都可以在限定的距离内进行轴向的运动。一定的漏料也是可以接受的,因为运动的模头必须在一个具有一定调整余量的情况下围绕孔心进行运动。如果需要改变管头的缝隙,在不更换圆柱形模具的情况下只需要使用一个锥形芯棒即可实现。这个缝隙的可调节范围将取决于锥形芯棒尖的锥角,以及倾斜封圈所能达到的最大移动距离。

轴向可调节式模具

对于外径相同或者接近的管道而言,理想的管壁厚度所需的带宽是相当小的。在实际操作中,仅仅几毫米的移动距离就能够满足所需的管隙。如果倾斜密封圈设计得稍厚一些,那么密封圈就能够承受更大的压力,从预载阶段就能够得到更好的密封效果。这可以通过使用一个简单的螺纹密封圈来实现。图5所显示的就是这种集成了倾斜接头和模隙调节功能的模具。使用模具表面的四个轴向校准螺钉可以调节模具的倾斜幅度,并能够直接作用于模具的法兰环。

在模头顶盖与模头之间使用固定螺丝进行固定,并且使用螺纹压环作为调心螺丝用于调节流道的宽度,此外,模头上还安装有弹性环套。放射状排列的调节螺钉可以用来调整流道缝隙,将管壁厚度不对称的波动降到最低限度。因此,更精准更先进的定心技术,以及使用弹性环套进行流道的调整,能够达到之前无法实现的管壁厚度。标题的图片显示的就是正在运行中的模具。

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这种新设计的模头也为简化维修保养方面设定了新的标准。除去缝隙调节的特点以外,这种模具的模头不需要从挤压机上取下就可以进行彻底的清洗。松开固定模头盖和模头之间的主体螺丝,模头盖可以完全取下,可以对整个流道进行清洗。在清洗过程中,模具的主体仍然和挤出机保持连接的状态。

目前倾斜技术的应用仍然具有局限性。因为混合弹性材料的耐磨性不足以承受具有腐蚀性的化合物侵袭。然而,这个问题在以后的金属倾斜密封替代品试验取得成功后也是可以克服的。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (8/26/2013)
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