新型下吹式吹膜與插角機構的一體機設計

謝國雄

泉州理工學院，福建泉州 361000

新型下吹式吹膜與插角機構的一體機設計

謝國雄

泉州理工學院，福建泉州 361000

下吹式吹膜機主要用于無插角折疊型式的聚丙烯（PP）塑料薄膜的生產，應生產客戶需要，設計一臺新型下吹式吹膜與插角折疊機構為一體結構的設備，保障客戶了的生產需求，充分利用吹膜過程中的剩余熱源，減少了資源的浪費

聚丙烯；下吹水冷；二次充氣；剩余熱源；插角折疊

塑料吹膜機有很多的品種及規(guī)格，主要有適應于PE（聚乙烯）塑料的和適應于PP(聚丙烯) 塑料的機型等。PE（聚乙烯）吹膜機和PP(聚丙烯)吹膜機的區(qū)別：PE（聚乙烯）是上吹風冷的，PP(聚丙烯)是下吹水冷加風冷。單純的插角機其結構與上吹式吹膜機的結構有近似的地方，多增加插角部分的機構且多為配合塑料薄膜袋子的結構需要而設置，整體規(guī)格均比上吹式吹膜機小。聚丙烯（PP）是一種熱塑性樹脂，它是丙烯的聚合物，由于結構規(guī)整而高度結晶化，薄膜生產溫度一般控制在220度，PE的吹膜機吹不了PP塑料。下吹式吹膜機主要用于聚丙烯（PP）塑料薄膜的生產。

塑料吹膜機在工作時有幾個最重要的因素是：1）塑料原料加熱融溶時的溫度；2）薄膜形成的型狀；3）膜泡形成的冷卻控制系統(tǒng)。由于聚丙烯（PP）塑料薄膜生產采用下吹水冷加風冷的形式，產品的特征：料身較硬，透明度比較高，較清晰，拉力與PE（聚乙烯）塑料相比，較為遜色，自然冷卻的路徑也短。因此，下吹式吹膜機機組中一般沒有連帶插角折疊結構裝置。

現(xiàn)有生產客戶需要一種制品：即透明度要很好，又須帶插角折疊型式的聚丙烯（PP）塑料薄膜。此外，受廠房高度的限制，該生產設備總高須控制在3.5米以下。如果純粹用下吹式吹膜機進行聚丙烯（PP）塑料薄膜的方法生產制品，再加熱制品制成有插角折疊的聚丙烯（PP）塑料薄膜產品，不但要兩臺設備，而且塑料制品還要重新加熱，才能為插角折疊工序做準備。這樣即增加設備的投資，又浪費了熱資源。所以，必須設計一臺下吹式吹膜與插角機構為一體結構的設備，以保障客戶的生產需求。

由于下吹式吹膜機的吹脹管坯，是從模頭的芯棒中心孔放入壓縮空氣，形成泡管形狀，然后采用下吹水冷卻的方法引領到過穩(wěn)泡架、人字板并穿入壓輥后而定型的。從模口出料到壓輥之間，由管坯形成的塑料薄膜端頭已被封閉成一個環(huán)狀的氣泡空間。在產品進行插角折疊時，又需要一定的氣泡空間和初始溫度。新的氣泡空間就要在第一次吹膜冷卻成型后，再形成第二個新的，被吹脹的泡管形狀薄膜氣泡。該吹脹泡管形狀薄膜氣泡空間內，壓縮空氣壓力要適當，既不能使泡管形狀的塑料薄膜破裂，又要保證塑料薄膜管的對稱穩(wěn)定，還要有適當?shù)臏囟龋员ＷC插角折疊時的需要。溫度即不能太高也不能太低，才能保證成型的質量。作為在運行中被吹脹的、新的泡管形狀薄膜空間要怎樣形成，并在連續(xù)運行中一直保持穩(wěn)定的壓力和氣量；以及為確保插角折疊時的需要，新形成的泡管形狀薄膜溫度的控制；這些問題的解決，是該設備能不能符合所需功能的關鍵。

運行中塑料泡管形狀薄膜，在經過壓輥后，已由充滿空氣的中空薄膜，變成上下層緊密貼合的塑料環(huán)型帶狀薄膜。設計中需考慮增設幾道壓輥機構，在壓輥1與第二道壓輥2、3機構之間，采用人工的方式強行注入一定量的壓縮空氣，用來吹脹塑料形成泡管形狀薄膜，建立新的環(huán)狀中空薄膜空間。并注意控制前一道水冷卻溫度，保證塑料環(huán)狀薄膜的上下層在用人工的方式強行的分離時，即不產生膠合又能保證插角折疊時所需要溫度。

筆者設計的這臺下吹式吹膜機，薄膜主要的運行路線：聚丙烯塑料在料筒中塑化熔融—進入模頭機構（從模頭芯棒中心孔放入少量壓縮空氣）—引過穩(wěn)泡架—人字板—穿入壓輥（1）—穿過壓輥（2）—進行（人工）二次充氣—插角機構—穿過壓輥（3）—過渡輥—收卷機構。考慮到膜泡穩(wěn)定性和厚薄均勻性及能源的充分利用，螺桿筒直徑（mm）為60、螺桿長徑比為28:1；主驅動電機功率為15(千瓦)；收卷輥寬度750（mm）。

本機下吹式塑料吹膜插角機由幾部分組成：1）塑料擠出部分：由裝料筒、擠壓螺桿、擠壓機筒，驅動電機及減速器組成。驅動電機采用變頻調速，通過皮帶傳動的形式，帶動減速器上的連接擠壓螺桿在機筒中作旋轉運動；該裝料筒內的塑料原料顆粒在料筒外部高溫的影響下，相互擠壓，進行均勻塑化、熔化。熔融的塑料原料從吹塑模頭的模口中被擠壓出來。擠出機構中的機筒、螺桿均采用優(yōu)質合金鋼制作，經氮化處理和精密加工，都具有較高的硬度及耐腐蝕性，經久耐用。2）吹塑模頭部分：模具模頭的內表面采用了鍍硬鉻及拋光處理方式，表面粗糙度值低，因此，被擠出的熔融塑料均勻性較好，吹制出來的薄膜光潔度也高。3）膜泡冷卻裝置部分：由冷卻風環(huán)、風管，鼓風機等組成；風冷裝置結構為迷宮型，出風量均勻，冷卻風環(huán)系外冷式可調風環(huán)，可調整入口風口的開啟度，操作方便，有利于對膜泡的長度厚度及膜泡圓周厚度均勻性的控制，膜泡的冷卻方式采用了風環(huán)吹氣及加水套、用水冷卻的形式，從而使吹制出來的膜泡透明度能達到較高的水準。特別考慮到后續(xù)薄膜泡插角折疊時所需的溫度，設計一個水溫控制器，對一級薄膜的溫度進行掌控。4）穩(wěn)泡架：本機組采用定型環(huán)、定型棒可調結構穩(wěn)泡架，調節(jié)范圍大，操作調節(jié)方便，泡管穩(wěn)定，為卷取管平整創(chuàng)造條件。5）一級膜泡牽引機構：由牽引機架、人字板機構、一級牽引壓緊輥組成。本機的特點是在薄膜取卷的機構前再增設一些壓輥及插角折疊機構、人字板機構，應用于二次充氣及插角折疊的需要。6）薄膜取卷機構由牽引電機等部件組成；采用調整壓力輥壓力進行摩擦收取薄膜卷。該機構的牽引力采用力矩電機進行調節(jié)，收取的薄膜卷平整，換卷也方便。7）電器控制部分：配置電器控制箱，由總按鈕控制機組總電源，通過各分裝按鈕分別控制機身各部的運行以及擠壓機筒、吹塑模口部分各套、層電加熱環(huán)的電源。加熱部分采用熱電偶測溫與自動溫控系統(tǒng)。在生產過程中，以便于對熔融的塑料原料溫度控制，確保產品制作質量的穩(wěn)定及可靠。該機整機外形結構尺寸（L×W×H）（m）為4×2×3.5（參閱設備結構示意簡圖）。

TQ32

A

1674-6708（2015）142-0119-01