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变频器在塑料挤出吹膜机组中的应用

时间:2012-01-18 来源:www.dqjsw.com.cn 编辑:电气自动化技术网 点击:次 字体设置:
1  引言
    塑料挤出吹塑薄膜是塑料成型主要方法之一。塑料挤出吹塑薄膜机组是塑料机械中主要组成部分。用该机组可将聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等塑料原料制成棚膜、土工膜、地膜、包装膜和复合膜等。目前用该机组可吹制的复合塑料薄膜单幅最宽可达20m。
    “十五”期间,塑料挤出吹膜机组发展很快,现已形成系列,规格齐全,近几年仍以10%的速度递增。产品不仅销往国内,还出口到国外,参与国际竞争。
    吹膜机组的传动以往大多数采用直流传动或电磁调速技术控制,众所周知,前者维护工作复杂,资金消耗大,设备效率低;而后者调速精度低,制品质量得不到保证,这些都限制与影响了塑料挤出吹膜机的发展。由于这些年交流变频调速技术在我国的迅速发展,它的调速范围、动态响应、智能控制功率因数、工作效率、节约能耗等方面都是以往调速方法无可比拟的,因此将变频调速技术应用于塑料挤出吹膜机组中,不仅能够实现挤出机的恒张力控制,而且能够提高调速精度,降低系列成本,使系统稳定运行,进一步提高塑料挤出机组的精密度和质量,降低能耗。

    2  机组的结构与吹膜工艺流程
    2.1 机组结构
    一套塑料挤出吹膜设备是由塑料挤出机(主机)、相应配套装置(辅机)和控制系统三部分组成。
    2.1.1 主机
    主机是由加料系统(加料斗)、挤压塑化、传动、加热冷却四部分组成;
    挤压塑化系统主要由机筒和螺杆组成,是挤出机的核心部分、关键零部件;
    传动系统的作用是起驱动螺杆,保证螺杆在旋转工作过程中所具备的扭矩和转速;
    加热冷却系统主要用来保证塑料在挤压系统熔融温度,自动控制。
    2.1.2 辅机
    辅机是由机头、机架、夹紧牵引辊、导辊卷取、控制等部分组成。其中机头是根据薄膜的层数而定,由单层、双层、三层等不一。
    通常塑料挤机所配备的机头是单层吹膜机头,即生产单层塑料薄膜。
    2.1.3 控制系统
    机组的控制系统主要由变频器、三相交流异步电动机、电器、仪表和执行机构组成,其主要作用为:
    (1)控制主、辅机的拖动电机、满足生产工艺要求所需的转速和功率,并保证主、辅机能协调地运行;
    (2)控制主、辅机的温度、压力、流量、张力和制品的质量;
    (3)实现整套机组(生产线)的自动控制。
    2.2 吹膜工艺流程
    颗粒状塑料原料经干燥料斗进入塑料挤出机内,螺杆输送、挤压、塑化成均匀的熔体,并在塑化中建立的压力作用下,通过螺杆连续定温、定量、定压地挤出机头。
    熔体在机头出口处,形成圆筒,引入机架的人字形夹紧处,圆筒形膜坯被夹紧,形成封闭的膜坯体,向体内通入恒压的压缩空气,膜坯受涨扩成膜泡,牵引辊转动,连续拖拉膜泡送至导辊与卷取装置,恒张力连续收卷,卷成膜卷,切割入库。
    上述是生产单层薄膜的工艺流程,即用一台塑料挤出机往机头内挤供熔体,如生产三层复合薄膜时是用三台塑料挤出机往一个共用的三层复合机头供熔体,在机头内形成三层复合膜坯,其余工艺完全相同。
    在生产塑料薄膜的过程中,如果张力过大,会使塑料薄膜被拉断,张力过小,则会出现跑膜现象,即使不会出现上面的情况,如果张力频繁波动变化的话,也会导致塑料薄膜厚度不均,影响制品质量,所以要求吹膜机组中塑料挤出机的电动机、牵引辊的电动机和收卷薄膜的电动机无级变速,生产时三台电动机同步运行,转速稳定,张力恒定。

    3  电磁调速与变频调速实验
    大连政华洋塑料机械有限公司是大连地区吹塑薄膜机组主要企业之一。现在所生产的LDPE、HDPE、LLDPE、PP、PVC用的单双、多层复合膜吹塑机组,其动力传动普遍采用变频器调速。

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