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稱重技術(shù)在塑料擠出機(jī)中的應(yīng)用
點擊次數(shù)：996 發(fā)布時間：2010-11-1
作為一項新興的稱重技術(shù)，稱重計量控制技術(shù)能夠有效地完成物料的稱重計量，保證各物料組分充分混合，在生產(chǎn)中保持高度的靈活性，并顯著降低生產(chǎn)成本，使塑料擠出機(jī)能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量的塑料制品，從容地應(yīng)對市場競爭，這對塑料加工行業(yè)的發(fā)展具有廣泛的現(xiàn)實意義。
圖4 失重式計量
● 穩(wěn)定的準(zhǔn)確控制；
● 可使用各種不同的原料；
● 自動校準(zhǔn)功能；
● 設(shè)置簡單且僅需極短的時間；
● 采用重量計量，而不是用體積計量；
● 消除模糊作業(yè)；
● 快速的率。
2、擠出控制
擠出控制，即米重控制通常分為牽引米重控制方式、塑料擠出機(jī)米重控制方式和牽引擠出機(jī)同步米重控制3種。牽引米重控制方式可預(yù)先設(shè)定產(chǎn)品的米重，通過調(diào)整牽引機(jī)的速度來消除在自動模式中發(fā)生在設(shè)定數(shù)值與實際數(shù)值之間的偏離（如圖6所示）。擠出機(jī)米重控制方式同樣可預(yù)先設(shè)定產(chǎn)品的米重，但它是通過調(diào)整擠出機(jī)的螺桿速度來消除設(shè)定數(shù)值與實際數(shù)值之間的偏離的（如圖7所示）。若塑料擠出機(jī)采用計量裝置來喂料，該方法則是對該計量喂料裝置的螺桿速度進(jìn)行調(diào)整。牽引擠出機(jī)同步米重控制方式預(yù)先設(shè)定產(chǎn)品的產(chǎn)量后，可分別調(diào)整新的工作點，通過控制器同步調(diào)整擠出機(jī)螺桿速度和牽引機(jī)的速度，從而使產(chǎn)品的米重保持恒定，該法主要應(yīng)用在回收料的生產(chǎn)過程中。
圖6 牽引米重控制方式
圖7 擠出機(jī)米重控制方式
稱重計量喂料系統(tǒng)在控制的精度方面非常令人滿意。對于設(shè)定值和特定所選用的工藝的不同控制形式來說，其精度可達(dá)<±0.5%。圖8所示為塑料擠出機(jī)從無米重控制到采用米重控制后制品精度的變化過程。
圖8 塑料擠出機(jī)從無米重控制到采用米重控制后制品精度的變化情
圖1 制品米重隨擠出生產(chǎn)量的波動的變化示意圖
概述
在塑料擠出成型過程中，塑料擠出機(jī)的原料供給通常分為3個步驟：首先是對擠出機(jī)所需的每個組分進(jìn)行稱重，其次是將每臺塑料擠出機(jī)共需的組分進(jìn)行混合，zui后是將混合均勻的物料供給擠出機(jī)料斗，通過螺桿塑化熔融擠出。常規(guī)的做法是離線進(jìn)行配重，即主料多少包（
另一方面，常規(guī)的擠出控制都需要操作人員設(shè)定塑料擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速并進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，而這并不能保證擠出產(chǎn)量的恒定，并且隨著時間的推移，由于溫度和壓力的波動、過濾網(wǎng)的狀況及其他相關(guān)工藝的變化，擠出生產(chǎn)量往往會發(fā)生周期性的變化，同時由于螺桿和牽引機(jī)的速度相對恒定，導(dǎo)致生產(chǎn)的制品在米重上即產(chǎn)品的縱向發(fā)生厚薄偏差，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。圖1所示為制品米重隨擠出生產(chǎn)量的波動而變化的情況。
隨著塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展，塑料擠出過程中的原料供給單純靠人工稱重、混合加料這種方式很難保證其工作質(zhì)量和工作效率，尤其是多層共擠技術(shù)的快速發(fā)展，塑料擠出過程的原料供給已經(jīng)逐步演變?yōu)榧系母稍铩Υ妗⑤斔汀⒎Q重、混料和擠出控制于一體的自動化系統(tǒng)工程。面對塑料加工行業(yè)日趨激烈的競爭和持續(xù)不斷的市場變化，如何在生產(chǎn)中保持高度的靈活性并不斷降低產(chǎn)品的成本對確保產(chǎn)品的品質(zhì)和市場的競爭地位具有十分重要的意義。稱重計量控制技術(shù)正是為滿足人們在塑料擠出行業(yè)日益增長的需求而迅速發(fā)展起來的一項新技術(shù)，尤其是在線連續(xù)稱重混料機(jī)/工藝，能有效確保各組分按預(yù)定的重量百分比計量稱重，達(dá)到混合均一的目的，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。
圖2 稱重式混合機(jī)計量稱重/
自動稱重計量裝置在塑料擠出過程中的應(yīng)用
引起產(chǎn)量變化的因素非常多，如擠出電機(jī)的波動、塑料物料的特性、機(jī)筒螺桿的結(jié)構(gòu)和擠出過程中的工藝變化等。就物料的特性方面而言，在生產(chǎn)過程中，除了其他工藝參數(shù)外，若物料的流量不能夠保持穩(wěn)定的話，其結(jié)果必然對產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。一般加入到塑料擠出機(jī)中的物料按照其尺寸與形狀分為：粉料、粒料、邊角料和回收料等。根據(jù)尺寸的不同，粉料（＜
稱重計量喂料系統(tǒng)按其用途主要分為兩個方面，即計量混合與擠出控制（米重控制）。計量混合的目的是確保各組分按正確的重量百分比計量，以達(dá)到混合均一的目的。擠出控制則是維持塑料擠出機(jī)的速率一致，從而確保產(chǎn)品的厚度或每層的比例穩(wěn)定不變。
評估稱重計量喂料系統(tǒng)的因素有計量的準(zhǔn)確性、混合的均勻性以及擠出控制的性。計量的準(zhǔn)確性是指每種原料成分的重量百分比的實際值與設(shè)定值的差異程度；混合均勻性是指各種成分是否*分散到混合物中；控制的性是指米重和共擠層間比例的控制精度。
1、計量混合設(shè)備
計量混合系統(tǒng)/分為體積式和重力式兩種計量形式。體積式計量常用的方法為輪轉(zhuǎn)式和螺桿式兩種（如圖2、圖3所示）。采用體積式計量時，必須依靠時間來調(diào)整計量精度，設(shè)備數(shù)據(jù)需要專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)置，所需的配方和加工數(shù)據(jù)也需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換和矯正，而且對原料顆粒的體積和密度的均勻度要求較高。由于這種方式對工藝過程的控制要求相當(dāng)高，因此目前在塑料擠出過程中應(yīng)用較為少見。
重力式計量分為失重式和增重式兩種計量方法。其中，失重式計量方式（如圖4所示）適用于所有原料的稱重，常用于連續(xù)生產(chǎn)過程中的重量計量。增重式計量方式（如圖5
所示）同樣適用于所有原料的計量，并擁有自動校正功能，具有*的準(zhǔn)確率，可直接用撥輪設(shè)置或者直接在計算機(jī)上來設(shè)置各組分的百分比，具有機(jī)器操作簡單的特點。不同于體積式計量，重力計量方式具有以下優(yōu)點：