摘要:介紹了一討幾雙頭高壓發(fā)泡設(shè)備通過電機(jī)變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)注射流量差別較大的兩個(gè)昆合頭注射要求的方法。通過自動控制模式(P})和閉環(huán)流量控制，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)量泵較大范圍的計(jì)量，當(dāng)較小混合頭工作時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速減少，計(jì)量泵輸出流量減少，相當(dāng)于一冶小型高壓發(fā)泡機(jī)當(dāng)較大混合頭工作時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，相當(dāng)于一冶較大型高壓發(fā)泡機(jī)。同時(shí)介紹了變頻高壓發(fā)泡機(jī)的主要配置和在聚氛醋生產(chǎn)線上的應(yīng)用。
變頻聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)是在原一機(jī)一頭發(fā)泡機(jī)原理的基礎(chǔ)上，采用兩種不同型號的注射混合頭，滿足兩種灌注量差值較大的不同類型的產(chǎn)品。由于灌注量差值較大，因此管道輸送系統(tǒng)也分別采用不同規(guī)格的軟、硬管進(jìn)行配置，使設(shè)備運(yùn)行效果更好，產(chǎn)品的使用范圍更為廣泛。電器設(shè)計(jì)為閉環(huán)控制，模擬量輸出(O}lOV度頻控制計(jì)量泵電機(jī)，變頻調(diào)速來控制注射流量的大小，計(jì)量泵出口管道上還安裝有流量計(jì)用來檢測管道內(nèi)流體流量。在電控柜上安裝有一個(gè)人機(jī)界面(W170 }傭來顯示流速量和設(shè)定參數(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動校正，確保機(jī)器工作的穩(wěn)定性。zui終實(shí)現(xiàn)較大范圍的流量變化，滿足多種產(chǎn)品的生產(chǎn)。兩套注射混合頭分別安裝在聚氨酯發(fā)泡生產(chǎn)線上，提高了工作效率。其技術(shù)已基本成熟，現(xiàn)已面向市場全面推廣。
精正設(shè)備制造有限公司開發(fā)和應(yīng)用的變頻高壓發(fā)泡機(jī)技術(shù)為今后一機(jī)多頭發(fā)泡設(shè)備的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
變頻聚氨酯高壓發(fā)泡設(shè)備特點(diǎn)
L1設(shè)備工作效率高
變頻高壓發(fā)泡機(jī)可以完成通常必須由兩種不同機(jī)型發(fā)泡機(jī)才可以完成的多種產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)。該設(shè)備的灌注量變化區(qū)間約為20 } 3200箏可以滿足小冰箱的門體發(fā)泡灌注量和小冰箱的箱體發(fā)泡灌注量。另外，變頻高壓發(fā)泡機(jī)還可以根據(jù)不同聚氨酯原料的理化特性、適應(yīng)特性等進(jìn)行有針對性的具體設(shè)計(jì)，如HC}}141嶸氨酷組合原料、HFG245 fa聚氨酯組合原料和易燃易爆的環(huán)戊烷聚氨酯組合原料等。
12自動化程度高
一機(jī)兩頭變頻高壓發(fā)泡設(shè)備由于其工作原理和設(shè)備的基本配置與普通型高壓發(fā)泡設(shè)備沒有本質(zhì)上的區(qū)別，它是通過設(shè)備把不同的生產(chǎn)工藝巧妙的結(jié)合起來，并且在電器配置和可編程控制方面進(jìn)行了較大改進(jìn)，因此注射精度和系統(tǒng)壓力因其具有變頻能力而更準(zhǔn)確及自動化程度更高。
13設(shè)備投資省
變頻聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)一機(jī)兩頭的設(shè)計(jì)，可以節(jié)省一臺普通聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)的投資成本，其經(jīng)濟(jì)性不言而喻。同時(shí)，變頻高壓發(fā)泡設(shè)備一機(jī)兩頭與一機(jī)一頭的普通型高壓發(fā)泡機(jī)相比較，注射量比原有擴(kuò)大了2倍;不同產(chǎn)品的生產(chǎn)可通過選用不同孔徑的注射混合頭來實(shí)現(xiàn)，使企業(yè)在不增加設(shè)備成本的前提下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化。同時(shí)，變頻高壓發(fā)泡機(jī)計(jì)量泵處于工作間隙或待機(jī)狀態(tài)下時(shí)將轉(zhuǎn)化為低速運(yùn)行，能耗降低，因此比普通發(fā)泡機(jī)更加節(jié)能。
14操作和維護(hù)更方便
設(shè)備采用人性化設(shè)計(jì)，體積小，結(jié)構(gòu)精巧，占地面積少。在一個(gè)操作柜上可控制兩個(gè)混合頭的注射，操作相對方便。由于節(jié)省了一臺高壓發(fā)泡機(jī)，故障率減小，維護(hù)方便。
2變頻高壓發(fā)泡設(shè)備簡介
2 1變頻高壓發(fā)泡設(shè)備的結(jié)構(gòu)
變頻聚氨酯高壓發(fā)泡設(shè)備與生產(chǎn)線主要包括:生產(chǎn)線 混合頭小車行走導(dǎo)軌、機(jī)架導(dǎo)軌及附件安裝在直線式生產(chǎn)線支架七利用電機(jī)驅(qū)動裝置使混合頭小車前、后滑移，利用平衡器配合混合頭上、下拉伸，實(shí)現(xiàn)混合頭準(zhǔn)確進(jìn)入注泡孔的注射位置。高壓軟管的移動用鋼鋁拖鏈牽引，混合頭的移動采用單道軌運(yùn)行方式，在生產(chǎn)線上的不同位置有兩臺混合頭小車分別帶兩套注射混合頭，實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品的注泡要求。
混合頭小車運(yùn)動時(shí)，同時(shí)拖動鋼鋁拖鏈的運(yùn)動，鋼鋁拖鏈長度方面須與槍頭機(jī)架長度匹配，寬度須滿足安裝所有料管、氣管和電纜的要求?；旌项^小車運(yùn)動至注泡工位灌注孔后，混合頭的垂直運(yùn)動由平衡器控制，平衡器安裝在一個(gè)可左右移動的二級小滑動小車上，使混合頭上、下、左、右均可靈活運(yùn)動，并保證其上、下行程妻300左、右行程200 }'混合頭小車支架必須有足夠的剛性和安裝工作面，可滿足安裝槍頭控制閥、儲能器及其他必要附件的需要，電機(jī)安裝于機(jī)架小車上，采用齒條導(dǎo)軌，混合頭小車在齒條導(dǎo)軌上行走?；旌项^驅(qū)動方式由帶變頻器的減速器剎車電機(jī)驅(qū)動，小車速度控制為a3}a5m/似內(nèi)，按電機(jī)慢啟動、快運(yùn)行、減速、停止、混合頭注射的工作方式來進(jìn)行;混合頭的注射口在模具灌注孔中心位置水平移動，小車運(yùn)動平穩(wěn)，運(yùn)動時(shí)無抖動，無爬行，無卡阻;直線式發(fā)泡生產(chǎn)線兩頭安裝兩個(gè)有彈性的防撞柱，并在生產(chǎn)線兩端頭各安裝一個(gè)極限開關(guān)作保護(hù)。
機(jī)架、混合頭、混合頭移動小車、托動坦克鏈、混合頭搖臂、滑動導(dǎo)軌、發(fā)泡模具、電器控制系統(tǒng)等，變頻高壓發(fā)泡設(shè)備與生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)如圖L22變頻高壓發(fā)泡設(shè)備的工作原理
變頻聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的一機(jī)兩頭高壓發(fā)泡機(jī)的區(qū)別是:該套系統(tǒng)通過兩套獨(dú)立的、不同型號的混合頭，兩套獨(dú)立的不同管徑的管路，不同計(jì)量泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)兩種高精度、高壓力的計(jì)量泵計(jì)量。計(jì)量泵的選型是參照灌注各種不同產(chǎn)品所需的流量，計(jì)量泵電機(jī)利用變頻器改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到流量的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)多種流量范圍的灌注。在保證發(fā)泡系統(tǒng)的流量、壓力、注射時(shí)間的基礎(chǔ)上，計(jì)量泵輸出原料的流速通過流量計(jì)返回的計(jì)量脈沖信號經(jīng)PI}}控制器進(jìn)行內(nèi)部計(jì)算轉(zhuǎn)換成流體流量(琦別鼠示到人機(jī)界面顯示屏(()R70 P)上。同時(shí)形成閉環(huán)進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，以確?；旌吓浔鹊木群团菽|(zhì)量。它的主要參數(shù)包括原料密度、流量計(jì)采樣脈沖、流速修正系數(shù)等。
聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)有兩套混合頭控制系統(tǒng)配置，分別安裝在生產(chǎn)線上的不同位置。首先在電器控制方面兩混合頭工作模式是互鎖的;在電腦控制器(PI}}漱件上設(shè)計(jì)一套順序工作程序，如通過兩套混合頭分配閥進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)啟動人B混合頭任一個(gè)進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，另一個(gè)混合頭都處于順序待機(jī)工作狀態(tài)。每套混合頭安裝兩組份循環(huán)料管，分別由高、低壓切換閥和混合頭注射閥決定混合頭的動作狀態(tài)。
變頻聚氨酯高壓發(fā)泡設(shè)備配置包括:上料系統(tǒng)、料罐單元、計(jì)量單元、雙混合頭分配閥、混合頭高、低壓切換單元、組分測試單元、線隙式過濾器、高壓混合頭、電器控制系統(tǒng)。如果是易燃易爆的環(huán)戊烷組合料，要采用防爆電器控制系統(tǒng)，還要增加安全檢測報(bào)警控制系統(tǒng)和抽排風(fēng)系統(tǒng)。其中，該設(shè)備的變頻器、電器的閉環(huán)修正、雙混合頭系統(tǒng)、混合頭的分配閥系統(tǒng)、雙循環(huán)料管系統(tǒng)不同于普通發(fā)泡機(jī)的配置，也是設(shè)備的特殊之處。
變頻高壓發(fā)泡機(jī)設(shè)計(jì)為兩個(gè)獨(dú)立的混合頭，分別安裝在生產(chǎn)線上的不同位置位口圖1>。高壓混合頭采用自清潔設(shè)計(jì)和高壓碰撞混合原理，混合頭的混合質(zhì)量不僅與原料特性(粘度、溫度、密度府關(guān)，同時(shí)注射壓力的大小以及注射壓力差值對混合質(zhì)量也會產(chǎn)生直接的影響。要達(dá)到良好的混合效果梳動狀態(tài)為紊流狀態(tài)無雷諾數(shù)RE必須大于臨界值。
高壓混合頭一般分為兩類:工型混合頭主要用于開模澆注;、型(即直線型)混合頭主要用于閉模澆注。
高、低壓循環(huán)切換單元采用液壓或氣壓驅(qū)動閥體控制，使組份能形成低能耗循環(huán)。由兩組閥體控制兩個(gè)注射槍頭，分別控制兩個(gè)組分的高、低壓循環(huán)切換。
計(jì)量單元的計(jì)量泵使用德國A2 VK系列柱塞泵，計(jì)量泵所配的電機(jī)采用SIIE}VVI}躊變頻器驅(qū)動，變頻器由PI_C模擬量信號(CO }10V)控制。變頻器輸出頻率為0 H} 50 H,z脈沖調(diào)制頻率為2 }z至16 } z(每級調(diào)整2 }隊(duì)繼電器輸出。
電氣控制面板采用()R70}篤又化操作顯示屏控制，可設(shè)定顯示機(jī)器的注射時(shí)間、測試時(shí)間、壓力時(shí)間、聚醚多元醇、異氰酸酷比例等工藝數(shù)據(jù)。電控柜內(nèi)安裝有H義河編程序控制器，對整臺發(fā)泡機(jī)進(jìn)行自動控制，使計(jì)量單元、液壓單元、溫控系統(tǒng)、料罐攪拌、棍合頭注射等部分按程序協(xié)調(diào)工作保證系統(tǒng)運(yùn)行準(zhǔn)確、可靠。變頻高壓發(fā)泡機(jī)溫控系統(tǒng)采用PD數(shù)顯溫控儀，對兩種料罐的料溫按工藝要求進(jìn)行設(shè)定，溫控系統(tǒng)的介質(zhì)為冷水或熱水，通過冷熱交換，自動進(jìn)行料溫恒溫控制。
電氣控制系統(tǒng)具有手動、自動、干濕注射選擇、待機(jī)循環(huán)等多項(xiàng)功能。設(shè)備手動功能及干注射功能主要用于設(shè)備的調(diào)試。正常工作時(shí)，設(shè)備處于濕注射和自動功能狀態(tài)。待機(jī)循環(huán)功能主要用于生產(chǎn)間歇時(shí)間較長時(shí)，使設(shè)備處于待機(jī)低壓循環(huán)狀態(tài)，避免設(shè)備長期處于高壓，更好地使系統(tǒng)保持在長期良好的運(yùn)行狀態(tài)。待機(jī)循環(huán)參數(shù)在()P顯示器菜單上進(jìn)行設(shè)置，各種功能參數(shù)設(shè)置可在菜單上操作;控制系統(tǒng)具有故障報(bào)警功能，可將各個(gè)檢測點(diǎn)故障信息顯示在操作器上，并配有輔助聲光報(bào)警使設(shè)備自動停機(jī);當(dāng)故障排除后，可重新啟動設(shè)備。
在生產(chǎn)一臺小冰箱的生產(chǎn)線中，其小冰箱的門體發(fā)泡和箱體發(fā)泡所采用的聚氨酯注泡量是不一樣的，其門體與箱體的灌注量差值相差很大。通常情況下需要采用兩種不同型號的高壓發(fā)泡設(shè)備，即用20型發(fā)泡機(jī)進(jìn)行小冰箱門體的發(fā)泡生產(chǎn)，用40型發(fā)泡機(jī)進(jìn)行小冰箱箱體的發(fā)泡生產(chǎn)。一機(jī)兩頭聚氨酯變頻高壓發(fā)泡機(jī)的應(yīng)用標(biāo)志著這種生產(chǎn)模式的改變。因此，變頻高壓發(fā)泡機(jī)是聚氨酯機(jī)械制造行業(yè)極具發(fā)展前景的一種新機(jī)型。
隨著國內(nèi)
聚氨酯發(fā)泡設(shè)備制造技術(shù)水平的不斷提高，國內(nèi)聚氨酯設(shè)備制造企業(yè)與國同行的競爭也越來越激烈，為贏得市場份額，各企業(yè)根據(jù)市場需求紛紛加大了自主研發(fā)的力度。變頻高壓發(fā)泡設(shè)備一機(jī)兩頭的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用，將成為提高企業(yè)競爭力的又一重要途徑。
