輕量化PET瓶拉伸吹瓶加溫鏈的設(shè)計

鄧志軍

(廣州達(dá)意隆包裝機(jī)械股份有限公司,廣州510530)

輕量化PET瓶拉伸吹瓶加溫鏈的設(shè)計

鄧志軍

(廣州達(dá)意隆包裝機(jī)械股份有限公司,廣州510530)

本文主要介紹了加溫鏈的主要結(jié)構(gòu)、工作原理及主要創(chuàng)新要點。

全自動旋轉(zhuǎn)式吹瓶機(jī);輕量瓶;低碳時代;加溫鏈

1 前言

輕量化是PET瓶走向低碳化的必由之路?？煽诳蓸贰氨丁盤ET瓶輕量化,550mLPET輕量瓶僅重9.8 g,比傳統(tǒng)16 g瓶節(jié)約PET材料接近40%,相應(yīng)減少近40%的碳排放。獨特的瓶身設(shè)計在飲用后可以輕松扭擠瓶身,又節(jié)省了70%以上的回收空間[1]。國內(nèi)輕量化吹瓶設(shè)備還處于空白,達(dá)意隆公司率先創(chuàng)新研發(fā)成功。本文介紹了自主創(chuàng)新的PET輕量化瓶拉伸吹瓶的關(guān)鍵部件—瓶坯加溫鏈的工作原理、結(jié)構(gòu)特點,實際應(yīng)用表明,其運(yùn)行可靠、高效,可供專業(yè)人士參考。

2 輕量化PET瓶的結(jié)構(gòu)特點

PET輕量瓶的特點在于瓶口短、壁薄、重量輕,較傳統(tǒng)16 g PET瓶瓶口高度相差5.6mm。圖1為PET輕量瓶瓶坯圖,圖2傳統(tǒng)16 g PET瓶瓶坯圖。

圖1 PET輕量瓶瓶坯

圖2 傳統(tǒng)16 g瓶瓶坯

3 輕量化PET瓶拉伸吹塑的瓶坯加溫特性

PET輕量瓶在全自動旋轉(zhuǎn)式吹瓶機(jī)中成型的難點是瓶口易變形,致使瓶子容易漏氣。因此,要想提高輕量瓶的質(zhì)量,就必須提高輕量瓶瓶坯的加熱質(zhì)量。加熱單元的結(jié)構(gòu)和性能顯得十分重要。如果加熱單元設(shè)計不合理,瓶坯加熱過程中插坯、卸坯不順暢、芯軸頭溫度過高,瓶口就會變形,出現(xiàn)“歪脖子”現(xiàn)象,造成瓶子漏氣。從而使吹制出來的瓶子成了廢品。造成原材料、人工和能源的極大浪費(fèi)[2]。

4 瓶坯加溫鏈

瓶坯加溫鏈主要結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 瓶坯加熱單元主要結(jié)構(gòu)

4.1 主要結(jié)構(gòu)

圖4 加溫鏈結(jié)構(gòu)示意圖

加溫鏈結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示(僅取一組):包括壓板-雙作用鏈輪結(jié)構(gòu)、軸自轉(zhuǎn)及上下滑動結(jié)構(gòu)、鏈節(jié)架-鏈節(jié)結(jié)構(gòu)、散熱連接套和芯軸頭組件。

壓板-雙作用鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)于軸自轉(zhuǎn)及上下滑動結(jié)構(gòu)中軸的上部,散熱連接套和芯軸頭組件依次設(shè)于軸的下部,鏈節(jié)架-鏈節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)于軸上。

壓板-雙作用鏈輪結(jié)構(gòu)由鏈輪1、鏈輪2和壓板3組成。壓板3將鏈輪1和鏈輪2分別固定在各自軸4的上部,在軸4的下部裝有壓縮彈簧11及彈簧墊套12、散熱連接套14和芯軸頭組件15。

軸自轉(zhuǎn)及上下滑動結(jié)構(gòu)由軸4、塑料軸承5、軸用擋圈6和套筒軸7組成。軸4通過塑料軸承5安裝在套筒軸7內(nèi),套筒軸7用軸用擋圈6固定在鏈節(jié)架-鏈節(jié)結(jié)構(gòu)的鏈節(jié)架10上;軸4在套筒軸7內(nèi)為轉(zhuǎn)動和上下滑動之結(jié)構(gòu),其動力由鏈輪通過壓板傳遞給軸。

鏈節(jié)架-鏈節(jié)結(jié)構(gòu)是通過塑料軸承8和套筒軸7將鏈節(jié)9與鏈節(jié)架10連接在一起,鏈節(jié)9對鏈節(jié)架10作相對轉(zhuǎn)動,并能根據(jù)設(shè)計要求可以將多組鏈節(jié)架-鏈節(jié)結(jié)構(gòu)裝配成所需要長度的加溫鏈,在鏈節(jié)架10上設(shè)置有防止套筒軸7轉(zhuǎn)動的凸臺,裝有使加溫鏈平穩(wěn)運(yùn)行的滾輪組件17。芯軸頭組件15是由能起插坯導(dǎo)向和能使瓶坯固定或退脫的零件組成。鏈節(jié)架-鏈節(jié)結(jié)構(gòu)的鏈節(jié)架10上設(shè)置有兩個安裝套筒軸7的通孔和兩個安裝滾輪組件17的螺紋孔,鏈節(jié)9上設(shè)置有兩個安裝塑料軸承8和套筒軸7的通孔。

壓板-雙作用鏈輪結(jié)構(gòu)中的鏈輪1的下部有鏈齒,而其上部無鏈齒,并且在無齒端端面開設(shè)了安裝壓板3的直槽;鏈輪2的下部無鏈齒,而其上部有鏈齒,在有齒端端面部開設(shè)了安裝壓板3的直槽,壓板3上設(shè)置有與該鏈輪直槽相嚙合的凸臺。軸4的上端有與壓板3相嚙合的直槽及固定壓板的螺紋孔;下端有限制壓縮彈簧11行程的軸用擋圈槽,有固定芯軸頭組件15的螺紋孔。套筒軸7下部有阻擋鏈節(jié)架10軸向移動的定位臺階,上部有安裝軸用擋圈6的溝槽;下端有安裝退料環(huán)13的止口和安裝O型圈的溝槽。散熱連接套14上設(shè)有多道散熱槽。

4.2 工作原理

壓板3將鏈輪1和鏈輪2固定在各自的軸4上,并且將扭矩傳遞給軸4,使軸4能夠自轉(zhuǎn);同時也避免了以往采用銷連接而使軸斷裂或采用鍵連接而刮壞塑料軸承法蘭面的現(xiàn)象發(fā)生。鏈輪1和鏈輪2能在撥叉(圖3中所示)的作用下,帶動軸4向上提升,起到卸坯的作用。套筒軸7起著連接鏈節(jié)9和鏈節(jié)架10的作用,可以根據(jù)設(shè)計需要裝配成各種長度的加溫鏈。塑料軸承5裝在軸4和套筒軸7之間,保證軸4上下滑動自如;塑料軸承8裝在套筒軸7和鏈節(jié)9之間,使鏈節(jié)9可以在套筒軸7上靈活地轉(zhuǎn)動。壓縮彈簧11起著使軸4復(fù)位、并進(jìn)行插坯的作用。退料環(huán)13在壓縮彈簧11的作用下,起著將瓶坯(本圖未畫出)從芯軸頭組件15退下、并脫離芯軸頭組件15的作用,散熱連接套14起連接軸4和芯軸頭組件15,并把芯軸頭組件15上的熱量散發(fā)出去的作用。芯軸頭組件15具有導(dǎo)向和漲緊功能,既可使瓶坯適度的固定在芯軸頭組件15上,使瓶坯隨軸4一起自轉(zhuǎn)及向前運(yùn)行,又能使瓶坯可順利的從芯軸頭組件15上退脫下來,完成插坯或卸坯的動作。運(yùn)行滑輪17使加溫鏈能按設(shè)計的軌道正常運(yùn)行[3]。

4.3 創(chuàng)新要點

(1)結(jié)構(gòu)緊湊,節(jié)約能耗

加溫鏈節(jié)距為38,與傳統(tǒng)的50節(jié)距相比,間距縮少了1/4,在相同產(chǎn)量和加溫時間的情況下,節(jié)約能耗15～20%,目前是國內(nèi)外同類產(chǎn)品中加溫鏈節(jié)距最小的一種,屬于國內(nèi)首創(chuàng)。

(2)結(jié)構(gòu)合理,極大地提高了產(chǎn)品質(zhì)量

由于該加溫鏈各種結(jié)構(gòu)的綜合作用,鏈條與鏈輪不會錯位和卡齒。雙作用鏈輪既可以保證芯軸頭的自轉(zhuǎn),又可以在需要卸坯、插坯時能在撥叉升降的作用下順利地完成卸坯、插坯的動作,不至使鏈節(jié)架上的滾輪軸受到提升力,也就避免了滾輪軸折斷的現(xiàn)象發(fā)生。另外,由于在散熱連接套上開設(shè)了多道散熱槽,可以使瓶坯口部積聚的熱量能迅速地散發(fā)出去,保證瓶口不易變形或出現(xiàn)掉坯的現(xiàn)象。又由于套筒軸起著連接鏈節(jié)架和鏈節(jié)的作用,并且套筒軸、鏈節(jié)架和鏈節(jié)的精度高,節(jié)距公差和整鏈的補(bǔ)償誤差設(shè)計計算合理,從而確保了插坯的準(zhǔn)確性,因此也不會產(chǎn)生插坯錯位或插歪的現(xiàn)象。

(3)環(huán)保,不對瓶坯造成污染

該加溫鏈結(jié)構(gòu)中采用了新型自潤滑軸承,該軸承具有自潤滑功能,不需要添加任何潤滑劑,不會因潤滑物受熱熔解,而污染瓶坯。

4.4 使用效果

達(dá)意隆的環(huán)保超輕量瓶吹灌旋一體設(shè)備率先在可口可樂7個分裝工廠投入運(yùn)營,成為全球第二家,國內(nèi)第一家能夠生產(chǎn)PET輕量瓶吹灌旋一體設(shè)備的企業(yè)。而該加溫鏈已應(yīng)用在環(huán)保超輕量瓶吹灌旋一體設(shè)備上。經(jīng)生產(chǎn)實踐證明,該瓶坯加溫鏈設(shè)計合理,是一種理想的、有效的瓶坯加溫傳送機(jī)構(gòu)。

5 結(jié)束語

PET輕量化瓶拉伸吹瓶技術(shù)的創(chuàng)新突破具有極其深遠(yuǎn)的意義。以全國每年10億瓶的基礎(chǔ)銷量計算,輕量瓶的推出將減少使用6200噸PET塑料,相當(dāng)于降低1.64萬噸碳排放,也相當(dāng)于新增了262 km2森林。如果每個人都可以將環(huán)保輕量瓶扭轉(zhuǎn)后再丟棄,則將會為廢棄瓶回收節(jié)省41萬m3的空間,相當(dāng)于200個標(biāo)準(zhǔn)游泳池的容量。其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是非?？捎^的。

[1] 劉晶.輕量瓶做出環(huán)保大文章[N].中國環(huán)境報第6版,2010-04-30.

[2] 張友根.我國PET瓶成型設(shè)備科學(xué)發(fā)展的分析研究(Ⅳ)[J].包裝與食品機(jī)械,2010,28(3):46-49.

[3] 高新榮.塑膠樽優(yōu)質(zhì)設(shè)計及制造工業(yè)手冊[M].香港:香港生產(chǎn)力促進(jìn)局香港包裝專業(yè)協(xié)會,1999.

易格斯公司將舉辦第五屆“manus”工程塑料軸承應(yīng)用設(shè)計競賽

作為工程塑料研發(fā)和軸承產(chǎn)品專家,德國易格斯公司將舉辦第五屆“manu s”工程塑料軸承應(yīng)用設(shè)計競賽。在前幾屆成功舉辦的基礎(chǔ)上,今年競賽首次面向全球范圍征集參賽方案?！癿anus”競賽的聯(lián)合發(fā)起方還有凱澤斯勞滕復(fù)合材料學(xué)院和科隆應(yīng)用技術(shù)大學(xué)。

競賽的最終勝出者將獲得5,000歐元獎金(第二名和第三名分別獲得2,500和1,000歐元)。更多信息可聯(lián)系:manus組委會,吳偉,電話:021-51303100-3133,E-mail:manus@igu s. com.cn。競賽報名截止日期為2011年2月28日。頒獎儀式將在2011年4月4～8日德國漢諾威工業(yè)展覽會期間進(jìn)行。

(本刊)

Design of the L ight-weight PET Bottle Stretch Blow ing Hea ting Cha in

DENG Zhi-jun
(Guangzhou Tech-long Packing Machine Co.Ltd.,Guangzhou 510530,China)

This article describes the main structure,working p rincip le and major innovation points of the heating chain.

full automatic rotary blow molding machine.;light-weight bottle;low-carbon time;heating chain

book=6,ebook=179

TB486

A

1005-1295(2010)06-0042-03

2010-09-03;

2010-09-14

鄧志軍(1966-),男,工程師,從事高速全自動旋轉(zhuǎn)式PET吹瓶機(jī)的研發(fā)設(shè)計。通訊地址:510530廣東省廣州市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)云埔工業(yè)區(qū)云埔一路23號廣州達(dá)意隆包裝機(jī)械股份有限公司吹瓶技術(shù)部,E-mail:dgdeng_zhijun@163.com。

do i:10.3969/j.issn.1005-1295.2010.06.011