超寬幅雙面淋膜機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)的研究

何二君

摘要：寬幅雙面淋膜機(jī)組是以聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）為原料，基布有PE或PP編織布、網(wǎng)格布、鋁箔等，是生產(chǎn)寬幅復(fù)合制品的高性能設(shè)備。機(jī)組采用雙共擠雙面淋膜復(fù)合工藝，可在一個(gè)生產(chǎn)流程中完成基材的雙面復(fù)合。深入研究超寬幅雙面淋膜機(jī)組技術(shù)，將進(jìn)一步提高設(shè)備自動(dòng)化水平，向高產(chǎn)高效高性能方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：寬幅；淋膜；雙面；復(fù)合；放送機(jī)；收卷機(jī)

中圖分類號：TB486 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1400 （2021） 07-0035-04

Research On Key Technology of Ultra-Wide Double Side Film Spraying Unit

HE Er-jun（Guangdong Jinming Machinery Co.， Ltd.， Guangdong 515098， China）

Abstract： Wide-width double-sided film spraying machine is based on polyethylene （PE） or polypropylene（PP） as raw material， the base cloth is PE or PP woven cloth， mesh cloth， aluminum foil， etc.， is the production of wide composite products of high-performance equipment. The unit adopts double coextruding double-sided film laminating technology， which can complete the double-sided laminating of the substrate in one production process. In-depth research on the ultra-wide double-sided film spraying unit technology will further improve the level of automation of equipment and develop towards the direction of high yield， high efficiency and high performance.

Key words： wide； film； double sided； compound； deck； winding machine

1 機(jī)組概況及其應(yīng)用

淋膜機(jī)是擠出成型機(jī)械的一種，其工藝原理是塑料粒子經(jīng)螺桿塑化后由平模頭模口成線型擠出，拉伸后附著于紙張、薄膜、無紡布、編織布等柔性基材表面，冷卻定型壓合成兼有塑料薄膜層的阻隔性和熱封性、基材的強(qiáng)韌度和功能特性的復(fù)合材料。超寬幅6.5米淋膜機(jī)用于無紡布、編布織、網(wǎng)格布等基材的淋膜，廣泛應(yīng)用于寬幅塑料編織遮陽布、帳篷布、防水布、土工布、重型包裝布、燈箱廣告布、國外建筑用布、牧草膜倉儲等制品。寬幅雙面淋膜機(jī)組是以聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）為原料，基布有PE或PP編織布、網(wǎng)格布、鋁箔等，是生產(chǎn)寬幅復(fù)合制品的高性能設(shè)備。整機(jī)必須適應(yīng)如下工藝要求。

該機(jī)組由懸掛式單螺桿擠出機(jī)、懸掛式單螺桿共擠擠出機(jī)、第一基布雙工位放送機(jī)、烘干裝置、布面翻轉(zhuǎn)架裝置、第一復(fù)合機(jī)、第二復(fù)合機(jī)、分切裝置、第二基布雙工位放送機(jī)、鋁箔放送機(jī)、收卷機(jī)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等構(gòu)成。其主要技術(shù)參數(shù)如下：

1）復(fù)合寬度：4400-6200mm。

2）涂膜厚度：15-50g/m2。

3）復(fù)合機(jī)械速度：30-200m/min。

4）一復(fù)合擠出機(jī)：φ200，最大產(chǎn)量1000kg/h。

5）二復(fù)合擠出機(jī)：φ200+φ120共擠，最大產(chǎn)量1300kg/h。

6）T型模頭：寬度6500mm。

7）復(fù)合線壓力：20kg/cm。

8）收卷最大直徑：φ1500mm。

9）基布放卷最大直徑：φ1500mm。

10）鋁箔放卷最大直徑：φ500mm。

2 機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)研究

該機(jī)組采用雙共擠雙面淋膜復(fù)合工藝，可在一個(gè)生產(chǎn)流程中完成基材的雙面復(fù)合。第一基布放送機(jī)以編織布為放送基材，基材通過自動(dòng)糾編后經(jīng)過張力輥，采用張力傳感器對基材表面張力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，進(jìn)入烘干預(yù)熱輥組加熱，經(jīng)過翻轉(zhuǎn)架，再進(jìn)入第一復(fù)膜機(jī)。經(jīng)第一擠出機(jī)加熱擠出后從模頭淋出的融熔膜料與傳送來的編織布基材在復(fù)合冷輥與硅膠輥的輥壓作用下進(jìn)行復(fù)膜，完成第一面復(fù)膜。出來的復(fù)膜基材同第二放送機(jī)（或鋁箔放送機(jī)）的基材同時(shí)進(jìn)入第二復(fù)膜機(jī)并與第二共擠擠出機(jī)擠出的融熔膜料復(fù)合背面。經(jīng)冷卻輥組進(jìn)行冷卻處理，制成雙面復(fù)膜制品，切邊后進(jìn)行自動(dòng)收卷進(jìn)行卷繞成卷。生產(chǎn)出的復(fù)膜產(chǎn)品要求膜層均勻，厚薄層可控，光澤度、牢固度、清晰度好等。

2.1 半自動(dòng)雙工位基布放送機(jī)

如圖2所示，放送機(jī)在生產(chǎn)速度200m/min的條件下實(shí)現(xiàn)不降速半自動(dòng)駁接換卷，接片片層要求小于300mm，實(shí)現(xiàn)恒張力控制，張力精度±0.3kg，換卷成功率達(dá)100%，對整機(jī)機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)提到一定的高度。基材卷徑達(dá)到Φ1500mm，重量達(dá)到9000kg，整機(jī)的安全性、可靠性更融合人機(jī)工程的設(shè)計(jì)原理。

2.2 高精度大負(fù)荷復(fù)合部

如圖3所示，復(fù)合部是淋復(fù)機(jī)的關(guān)鍵部件，復(fù)合輥選用復(fù)合橡膠材料，線壓力達(dá)到20kg/cm，膠層硬度達(dá)到邵氏90度以上。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)高擠壓復(fù)合的工況下輥面全跳動(dòng)精度不大于0.02mm，復(fù)合輥開合運(yùn)動(dòng)附采用高精度直線導(dǎo)軌附，動(dòng)力源采用液壓系統(tǒng)。確保設(shè)備在200m/min高速運(yùn)行中復(fù)合部的穩(wěn)定性。

2.3 復(fù)合冷卻輥的設(shè)計(jì)制造

復(fù)合冷卻輥的精度直接影響淋復(fù)層的厚薄精度亮度；復(fù)合冷卻輥直徑選用Φ750mm，表面鍍硬鉻后拋鏡面、噴砂輥面，鉻層硬度達(dá)到HRC65°以上。冷卻輥內(nèi)設(shè)置有多頭冷卻螺旋槽，螺旋式的流道采用矩形螺紋導(dǎo)流片，冷卻水與復(fù)合冷卻輥的接觸面積大，接觸面積分布均勻，保證輥面溫度場較均勻。如圖4所示為冷輥示意圖。在塑料擠出的高溫（擠出溫度達(dá)到320℃）生產(chǎn)中，輥面溫度確保在20℃左右。輥面溫差不超過±1℃。

2.4 懸掛式單螺桿共擠擠出機(jī)

如圖5、圖6所示。機(jī)筒螺桿結(jié)構(gòu)為主副螺紋結(jié)構(gòu)的分離型螺桿，帶屏障、混煉功能，并經(jīng)過特殊硬化處理，不僅有良好的耐腐蝕性和耐磨性，而且具有高產(chǎn)出、低能耗、塑化好等特點(diǎn)，機(jī)筒采用強(qiáng)制加料結(jié)構(gòu)，下料口配螺旋槽式冷卻水道，均勻性好。螺桿采用熱加工工藝，鍛造、調(diào)質(zhì)、氮化，氮化后表面硬度HV≥840，氮化深度（單邊）0.5-0.7mm；機(jī)筒調(diào)質(zhì)HB250-290，內(nèi)孔氮化深度0.5-0.7mm，硬度HV≥940。齒輪箱采用20CrMnTi材料，滲碳淬火，高硬度齒面，精磨；鋼材為重型卡車減速器專用材料，經(jīng)表面滲碳處理后經(jīng)德國NILES高精度磨齒精密加工而成，外部帶循環(huán)油潤滑系統(tǒng)，提高使用壽命。擠出機(jī)整體安裝采用高架懸掛式，采用兩臺單螺桿擠出機(jī)共擠出方式，使用配方需求。螺桿直徑分別為φ200和φ120，長徑比均為33：1，最大擠出量1300kg/h，擠出機(jī)出口配備柱塞式快速換網(wǎng)器和熔體計(jì)量泵，保證出口壓力穩(wěn)定，采用自動(dòng)控溫、氣動(dòng)上料、無級調(diào)速。模頭采用T型單流道模頭加分配器方式，模頭內(nèi)擋板采用電動(dòng)調(diào)節(jié)，模頭加熱方式采用內(nèi)加熱，配備排煙功能。

2.5 大幅寬、大卷徑全自動(dòng)收卷機(jī)

如圖7所示，收卷機(jī)在生產(chǎn)速度200m/min的條件下實(shí)現(xiàn)不降速全自動(dòng)換卷。接片內(nèi)皺要求小于300mm，實(shí)現(xiàn)錐度張力收卷，張力精度±0.3kg，換卷成功率達(dá)100%，對整機(jī)機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)提到一定的高度，收卷兩端面平整度達(dá)到±1mm。我們在設(shè)計(jì)中增加了跟蹤壓輥，壓輥壓力可通過電氣比例閥進(jìn)行錐度調(diào)節(jié)。增加了張力緩沖輥以吸收自動(dòng)換卷時(shí)切刀切斷帶來的振動(dòng)。

2.6 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

變頻器選用西門子產(chǎn)品，先進(jìn)的PID控制方式，最大限度提高控溫精度（誤差≤±1℃），主控系統(tǒng)采用德國西門子可編程（PLC）程序控制，配德國西門子人機(jī)界面，可監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)，各輔機(jī)之間控制可實(shí)現(xiàn)單控與群控聯(lián)動(dòng)。系統(tǒng)控制主要電氣元器件選用通過CE或UL認(rèn)證產(chǎn)品，輔助元器件選用中外合資或國內(nèi)名牌廠家產(chǎn)品，使整機(jī)提高配置質(zhì)量和自動(dòng)化控制水平。機(jī)組所有電氣系統(tǒng)均通過電氣線路分別集中于電屏、主控臺及機(jī)臺設(shè)備控制板。操作時(shí)只要按銘牌板面所示，按動(dòng)相應(yīng)開關(guān)或按鈕，設(shè)備便可按指令進(jìn)行工作。各電控面板均設(shè)有緊急停機(jī)按鈕。

1）采用先進(jìn)的傳感測控技術(shù)，具有邏輯判斷，精確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理。

2）具有自檢測、自診斷、自校準(zhǔn)、人機(jī)對話、信息儲存與記憶、安全密匙等功能，具備遠(yuǎn)程診斷及維護(hù)、自動(dòng)聲光報(bào)警等功能，整機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化控制。

3）配置PLC可編程控制系統(tǒng)和西門子人機(jī)界面操作及監(jiān)控面，溫控單元采用高精度溫度控制模塊。

4）擠出及機(jī)械傳動(dòng)采用變頻調(diào)整，確保生產(chǎn)線調(diào)速準(zhǔn)確。張力控制采用浮動(dòng)輥方式，由低摩擦氣缸帶絕對編碼器進(jìn)行位置張力檢測，通過PLC進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)張力控制。

5）控制操作系統(tǒng)的頁面具備中文、英文的切換功能。

3 總結(jié)

隨著超寬幅雙面淋膜機(jī)組技術(shù)的深入研究，將進(jìn)一步提高設(shè)備自動(dòng)化水平，向高產(chǎn)高效高性能方向發(fā)展，另外要不斷拓展設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域，重視工藝研發(fā)，提高寬幅淋膜產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

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