關于塑料輸液瓶吹瓶機設計過程的研究

高世凡

(廣東樂善機械有限公司,廣東 佛山 528300)

3.設計過程中出現的技術難題及應對措施

（1）吹瓶機中利用智能電壓來對加熱溫度進行控制，為防止作業期間出現電壓不穩定而導致瓶坯的受熱不均勻，甚至是部分瓶坯溫度低于成形溫度時，應該在原電源的基礎上安裝穩壓電源。

（2）一些吹瓶機為了提高生產量，對瓶坯采取連續式加熱方法，但由于其熱傳導率低，普遍出現塑料瓶內壁的溫度低于外壁溫度，從而出現廢品，針對這一現象，應先用分段、多段加熱裝置，再配以溫度控制高精度自動系統以及智能型電壓裝置來控制瓶坯的加熱速度及溫度；并且在加熱段中間安裝外壁冷卻裝置，降低瓶坯內壁與外壁的溫度差。

（3）在拉伸瓶坯的實際過程中，若拉伸桿過粗則易出現拉伸桿與瓶坯內部接觸、摩擦的狀況，使得瓶坯內壁不光滑，出現條紋，影響塑料輸液瓶質量。針對這一情況，可將拉伸桿改為空心棒設計，一邊拉伸一邊吹瓶，使瓶坯與拉伸桿之間形成間隙，以便空氣的流動以及拉伸后拉伸桿順利復位。

（4）由于原加熱管對面反射板采取不銹鋼材質，使得反射率有所下降，降低輻射熱利用率，因此應將其改為不銹鋼材質的鏡面板，從而反射遠紅外線來對瓶坯進行加熱，提高輻射熱能利用率，達到能源節約的目的。

（5）對于拉伸吹塑這樣間歇性運動來說，瓶坯在結束加熱這一連續運動后進入吹塑工位的過程中極易出現阻卡現象，因此應在原有機械的基礎上添加機械跟蹤裝置，對瓶坯運動進行跟蹤與控制，從而實現送坯與取坯運動的同步。

（6）針對聯動和單機線配套運行過程中出現不同步的問題，例如，間歇直線式吹塑機中有模腔9個，其生產量高達每小時5000瓶左右，但與其相配套的洗灌封系統的工作效率則高達每小時5000瓶左右。除了單純地添加模腔之外，更應該轉變設計理念，徹底更換吹瓶結構。

4.塑料輸液瓶吹瓶機的設計成果簡介

4.1 連續旋轉式吹瓶成型機

該連續旋轉式吹瓶成型機是間歇直線式機的改良與延伸，在吸取間歇直線式機的優點后彌補其不足。現主要對該連續旋轉式吹瓶成型機的機構、用途以及性能特點進行簡要的介紹。

4.1.1 連續旋轉式吹瓶成型機的用途與結構

該機型的主要組成部分有：自動控制裝置、冷卻裝置、加熱裝置、輸送裝置、傳輸裝置、連續旋轉式吹塑裝置等部分。其中自動控制裝置、冷卻裝置、加熱裝置、輸送裝置以及傳輸裝置和間歇直線式吹瓶成型機的用途、結構基本相同。但除此之外，兩者之間仍存在諸多的不用之處，例如：該機型的吹瓶成型裝置的主要組成部分有：冷卻裝置、模具系統、凸輪伸拉控制裝置等。該機型中成型模具的排列方式為圓周排列，并由隨行機械手將瓶坯運至模腔，再隨著轉盤進行旋轉，并在凸輪拉伸桿的作用下直接吹塑成型。

4.1.2 連續旋轉式吹瓶成型機的性能與特點

（1）該機型關于瓶坯的運輸定位十分之準確，且瓶坯的傳送穩定性高，并在隨行夾具的控制下進行瓶坯的吹制、傳送以及加熱，不需要多次轉位以及翻轉活動，進一步提高了瓶坯運轉的穩定性與準確性。

（2）由于該機型的模具安裝方式采用旋轉盤結構，進而提高了塑料瓶的生產速度，再加上控制跟蹤裝置的安裝更進一步增強機械的運作效率，提高成品的質量與產量。

（3）該機型首創一模雙腔這一結構模式，使得模具尺寸有效減小，起到精簡結構的目的。

4.2 間歇直線式吹瓶成型機

4.2.1 間歇直線式吹瓶成型機的用途與結構

該機型的主要組成部分有：自動控制裝置、加熱裝置、冷卻裝置、成型裝置、輸送裝置以及傳送裝置。

其中自動控制裝置的主要組成部分有：電器元件、PLC、顯示器、變頻器以及控制模塊。主要用于進行瓶坯加熱、輸送、拉伸以及生產速度的自動控制；另外，一旦吹瓶壓力不滿足設定壓力值使還能自動停止瓶坯的傳送并發出警報。

加熱裝置的主要組成部分有：冷卻裝置、瓶坯自轉及公轉裝置、隔熱裝置以及紅外加熱裝置。其中冷卻裝置主要用于減少瓶坯內外壁的溫差，并保護瓶口不被加熱；瓶坯自轉及公轉裝置主要負責瓶坯的自轉及公轉，確保瓶坯受熱均勻；隔熱裝置則起到環境保護以及隔離熱輻射的作用。

成型裝置的主要組成部分有：冷卻裝置、氣缸控制裝置、伺服電機裝置、拉伸裝置。其中冷卻裝置主要負責對塑料瓶的成型及出瓶溫度進行控制；氣缸控制裝置則負責進行瓶坯的定位以及傳送；伺服電機裝置是對模具的行程及定位進行精確控制；拉伸裝置則配合以上兩個裝置來進行吹塑成型。

輸送裝置的主要組成部分有：隨行機械手、理瓶裝置、撳坯及翻轉裝置、提升履帶、滑槽軌道。主要負責瓶坯的整理、輸送、翻轉以及定位。

傳送裝置的組要組成部分有：凸輪、自轉及公轉裝置、進瓶轉盤、齒輪、電機。

4.2.2 間歇直線式吹瓶成型機的性能與特點

（1）通過利用提升履帶的傳輸來增強瓶坯定位的準確性，在運輸過程中使其瓶口向上，并隨著滑槽旋轉入轉盤中，這一過程中機械手不能離開瓶口，再由齒輪以及凸輪的齒條裝置來對機械手進行控制，使其能夠將瓶坯翻轉180°以及放、取瓶坯，并在加熱輸送的同時利用撳蓋頭來將瓶坯扶正，確保定位的準確。

（2）瓶坯在加熱區接受加熱時，自傳及公轉裝置能夠使瓶坯周身所接受到的熱量更為均勻；同時，利用智能電壓來對加熱的溫度進行自動精確控制，確保瓶坯溫度均勻、穩定。

（3）在瓶坯的加熱區安裝保護設施，防止由于操作人員過度靠近而引起的安全事故，實現安全保護以及輻射隔離的目的。另外嚴格控制成品的溫度不能超過45℃，確保輸液瓶在成型之后不會發生變形，且避免出現燙傷操作人員的現象。

（4）利用氣動控制裝置來控制瓶坯的拉伸，根據實際情況來調節拉伸的行程以及速度，確保成品的內壁及外壁的均勻。利用伺服電機裝置來進行合模控制，從而實現生產速度快、精度高、效率好、可靠性強的特點。

（5）由粗型拉伸拉伸桿改成空心棒，在拉伸的同時進行吹瓶，使瓶坯與拉伸桿之間形成一定間隙，以便拉伸后的復位以及空氣的流動。

結語

綜上所述，隨著科技的發展，塑料輸液瓶吹瓶機設計技術也得到了一定的提高，但是離不開提高生產速度，強化生產質量等原則，除此之外還應該本著節約能源、保護環境的原則來進行設計，在提高效益的同時不忘對生態環境進行保護。

[1]胡青春，李登峰，莫海軍.吹瓶機加熱裝置熱力學分析及節能措施的研究[J].中國塑料，2011，12(09)：111-113.

[2]胡青春，李登峰，莫海軍.低能耗PET吹瓶機的若干節能措施[J].華南理工大學學報(自然科學版)，2008，04(09)：201--203.