門窗塑料異型材切割長度不穩(wěn)因素簡析

秦慶麗

（唐山海螺型材有限責(zé)任公司 河北 唐山 063020）

1 型材切割長度不穩(wěn)定的機(jī)械影響因素

型材切割長度不穩(wěn)定，長短不一主要是型材在擠出過程中所受得阻力不穩(wěn)定導(dǎo)致的。當(dāng)阻力發(fā)生變化時，型材擠出速度會發(fā)生變化，造成切割的長度發(fā)生變化，下面就從阻力產(chǎn)生的多個方面進(jìn)行剖析。

1.1 模具部分

1.1.1 出模膨脹阻力：從塑料擠出原理可知，熔融的塑料熔體在擠出機(jī)螺桿中受到較高的壓力，熔體壓力達(dá)到200—300MPa左右，當(dāng)熔體經(jīng)過模具離開口模時，所受的壓力消失，熔體就會發(fā)生膨脹，簡稱“出模膨脹”，當(dāng)膨脹的熔體進(jìn)入定型模時，受到一定阻力。熔體膨脹變化，阻力也會發(fā)生變化?？刂瞥瞿Ｅ蛎涀兓?，主要從熔體擠出工藝，如：熔體壓力、熔體溫度、擠出轉(zhuǎn)速/負(fù)荷、擠出喂料、筒區(qū)溫度等方面進(jìn)行控制。當(dāng)這些控制工藝匹配不適當(dāng)時，就會發(fā)生米比重的變化、型材抖動、邊線花邊等問題，阻力表現(xiàn)得異常明顯。

1.1.2 定型阻力：熔體離開口模進(jìn)入定型模部分，熔體型材依賴真空泵產(chǎn)生的真空負(fù)壓，與定型模貼緊達(dá)到定型的效果，因此定型模部分主要存在的是摩擦阻力。定型模分為干定型和插塊兩部分，熔體型材在定型模內(nèi)通過冷卻水逐漸硬化，定型的型材長期運(yùn)行，干定型、插塊受到干性摩擦，磨損也相當(dāng)大，常用的修補(bǔ)方式就是補(bǔ)焊拋光，由于這種手工方法修補(bǔ)尺寸偏差較大，所產(chǎn)生的阻力也有一定的變化。值得考慮的是，型材在定型部分，承受真空負(fù)壓的定型阻力，當(dāng)真空泵產(chǎn)生的真空負(fù)壓不穩(wěn)定時，型材與干定型的摩擦力就發(fā)生變化，因此真空泵壓力穩(wěn)定、模具修補(bǔ)尺寸精準(zhǔn)控制是減少或穩(wěn)定定型阻力的有效方法。當(dāng)然，定型水箱內(nèi)冷卻水內(nèi)存在的雜質(zhì)，淤積在插塊上，也一定程度上產(chǎn)生摩擦阻力。

1.2 牽引機(jī)部分

1.2.1 牽引壓力設(shè)置的影響：眾所周知，型材牽引是依賴牽引機(jī)上下履帶的夾緊力，通過鏈條的轉(zhuǎn)動向前運(yùn)動的。因此，牽引壓力越大，型材所受的夾緊力越大，型材前進(jìn)的實際速度越接近設(shè)置的牽引速度。一般情況下，牽引機(jī)前后氣缸壓力設(shè)置為4MPa。但由于氣缸壓力是通過壓縮空氣獲得的，而壓縮空氣系統(tǒng)壓力因用氣量的波動會有一定的波動，因此，增加了一個平衡壓力氣缸，其工作原理就是通過壓力差保證牽引型材的夾緊力。一般情況下，牽引機(jī)平衡壓力設(shè)置為2MPa。當(dāng)忽視這個平衡壓設(shè)置時，施加在型材上的夾緊力就會因系統(tǒng)壓力的變化而變化。適當(dāng)設(shè)置前后氣缸壓力、平衡壓力直接影響到型材的牽引實際速度，必須得到重視。

1.2.2 履帶板狀態(tài)的影響。牽引機(jī)的履帶是由一塊一塊的橡膠履帶板組成的，橡膠會因使用的時間發(fā)生老化變硬，型材與橡膠之間的摩擦力減小，同樣履帶板的清潔情況、是否存有積水也會影響夾緊力，產(chǎn)生俗稱的“打滑”現(xiàn)象。牽引的實際長度就會與設(shè)置的速度產(chǎn)生差異。消除的方法是：定期清潔履帶板膠面，減少水分進(jìn)入履帶板，對于磨損嚴(yán)重的履帶板須對膠面進(jìn)行磨削處理，或重新包膠，以增加摩擦力。為增加摩擦力，可以定制各種規(guī)格形狀的履帶板以適應(yīng)不同截面的型材，但前期投入較大，同時每次更換模具也許更換履帶板。

1.2.3 牽引驅(qū)動鏈輪、鏈條的影響。鏈輪、鏈條傳動屬于堯性曳拉嚙合傳動，其傳動缺特點(diǎn)是：瞬時速度不穩(wěn)定，傳動效率較低只有90%。因此當(dāng)鏈條或鏈輪產(chǎn)生磨損時，鏈輪或鏈條的節(jié)距發(fā)生變化，牽引機(jī)的運(yùn)行速度就會發(fā)生忽快忽慢的變化，型材的長度就會忽長忽短。因此，日常維護(hù)工作要重點(diǎn)做好鏈條的防銹防腐蝕，主要是采取措施防止水分進(jìn)入鏈條，同時做好鏈條的潤滑，定期清洗潤滑鏈條，減少磨損。鏈輪內(nèi)部的軸承須定期進(jìn)行階梯保養(yǎng)或更換，確保軸承運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

1.2.4 牽引方向控制的影響。正常情況下，整條擠出生產(chǎn)線處于一條中心線上，型材會沿著中心線前進(jìn)。但長期運(yùn)轉(zhuǎn)的各個部件，會發(fā)生一定的位移，導(dǎo)致型材擠出中心線偏移或扭曲，型材會受到不同程度的阻力，牽引速度失真。如：牽引機(jī)左右、高度變化；進(jìn)口導(dǎo)向輥位置不正或軸承損壞轉(zhuǎn)動不靈活；牽引機(jī)后端覆膜架調(diào)整不當(dāng)，型材水平或高度方向產(chǎn)生扭曲等等均會影響型材的牽引速度。應(yīng)利用停機(jī)檢修，對整條生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)整，確保型材牽引方向正常。

2 型材切割長度不穩(wěn)定的電氣控制影響因素

2.1 牽引速度給定信號干擾出現(xiàn)波動，導(dǎo)致變頻器輸出波動，出現(xiàn)長短不一

2.1.1 首先，觀察機(jī)頭顯示牽引速度是否存在波動（±0.02m/min），其次，觀察機(jī)頭牽引速度波形是否存在波動，是否與設(shè)置速度一致。

2.1.2 檢查PLC模擬量輸入輸出接線是否可靠，信號有無衰減，屏蔽是否完好；檢查同步信號是否可靠，即速度調(diào)節(jié)旋鈕信號是否靈活，旋鈕與PLC接口連接是否可靠；檢查輸入輸出信號隔離器給定電壓與反饋電壓是否一致，若相差較多，則線路損耗較多需檢查。

2.1.3 觀察定型臺牽引速度及負(fù)荷表顯示情況，若負(fù)荷波動較大，需檢查牽引鏈條是否刮擦，導(dǎo)軌是否松動、脫落，鏈輪軸承是否損壞。

2.1.4 牽引電機(jī)采用變頻輸出公共電源，不存在變頻器同步問題。但可以通過顯示面板顯示負(fù)荷值判斷牽引鏈條、鏈輪運(yùn)行情況（負(fù)荷大時易引起型材長短），信號接線通過儀表反映測量速度。

2.1.5 檢查電機(jī)是否零點(diǎn)漂移，可將牽引機(jī)開啟，速度調(diào)為0%，觀察測速轉(zhuǎn)盤是否轉(zhuǎn)動。不動表示無飄移，動則調(diào)節(jié)R111使之停止轉(zhuǎn)動（注意方向，上下電機(jī)方向相反）

2.1.6 測速電機(jī)電纜接頭接觸不良或者滲油，均會導(dǎo)致變頻故障，出現(xiàn)速度波動。變頻器關(guān)聯(lián)卡1A3接線情況也易導(dǎo)致速度、負(fù)荷顯示偏差。

2.2 切割鋸脈沖信號測量無波動，由于牽引履帶板打滑，導(dǎo)致型材切割偏短。（前面已論述）

2.3 切割鋸CP474檢測到牽引變頻器脈沖信號出現(xiàn)波動，導(dǎo)致切割鋸長度測量出現(xiàn)偏差。

2.3.1 脈沖連接電纜插槽、接線松動、銹蝕，會造成切割鋸脈沖信號波動，出現(xiàn)長短偏差。

2.3.2 切割鋸脈沖信號通過2X3連接至OA4，內(nèi)部信號線采用屏蔽線，注意接地。更換OA4后需調(diào)節(jié)切割長度。

2.3.3 切割鋸收塵信號取樣PLC，每次切割均會引起24V電壓小幅沖擊，易引起PLC脈沖信號處理干擾，導(dǎo)致脈沖跳動，從而引起型材長短不一。

2.3.4 切割鋸顯示面板故障，易引起型材不切割，或內(nèi)部參數(shù)錯誤；同時測定零點(diǎn)漂移也可通過顯示屏顯示實際長短是否跳動來進(jìn)行判斷。

2.4 牽引機(jī)變頻、光點(diǎn)耦合器以及切割鋸模塊出現(xiàn)硬件故障。牽引光電耦合器脈沖信號從變頻器取，經(jīng)過隔離輸出連接至切割鋸PLC接口卡。

3 總結(jié)

解決型材切割長度不穩(wěn)故障，機(jī)械阻力、電氣控制檢查需遵循的以下原則：

3.1 先易后難，先簡單后復(fù)雜進(jìn)行檢查；對各個部位認(rèn)真檢查排除。

3.2 觀察運(yùn)行數(shù)據(jù)、波形曲線，同時對比正常機(jī)臺查找異常之處，確定故障部分，逐步檢查；

3.3 先檢查信號、工藝參數(shù)設(shè)定情況，再檢查線路，最后更換備件。

［1］成都科技大學(xué).塑料成型工藝學(xué)[M].輕工業(yè)出版社出版，1984，4：6－39.

［2］許鎮(zhèn)宇，邱宣懷.機(jī)械零件[M].高等教育出版社出版，1989，3：175－186.