新型下吹式吹膜與插角機(jī)構(gòu)的一體機(jī)設(shè)計(jì)

謝國雄

泉州理工學(xué)院，福建泉州 361000

新型下吹式吹膜與插角機(jī)構(gòu)的一體機(jī)設(shè)計(jì)

謝國雄

泉州理工學(xué)院，福建泉州 361000

下吹式吹膜機(jī)主要用于無插角折疊型式的聚丙烯（PP）塑料薄膜的生產(chǎn)，應(yīng)生產(chǎn)客戶需要，設(shè)計(jì)一臺(tái)新型下吹式吹膜與插角折疊機(jī)構(gòu)為一體結(jié)構(gòu)的設(shè)備，保障客戶了的生產(chǎn)需求，充分利用吹膜過程中的剩余熱源，減少了資源的浪費(fèi)

聚丙烯；下吹水冷；二次充氣；剩余熱源；插角折疊

塑料吹膜機(jī)有很多的品種及規(guī)格，主要有適應(yīng)于PE（聚乙烯）塑料的和適應(yīng)于PP(聚丙烯) 塑料的機(jī)型等。PE（聚乙烯）吹膜機(jī)和PP(聚丙烯)吹膜機(jī)的區(qū)別：PE（聚乙烯）是上吹風(fēng)冷的，PP(聚丙烯)是下吹水冷加風(fēng)冷。單純的插角機(jī)其結(jié)構(gòu)與上吹式吹膜機(jī)的結(jié)構(gòu)有近似的地方，多增加插角部分的機(jī)構(gòu)且多為配合塑料薄膜袋子的結(jié)構(gòu)需要而設(shè)置，整體規(guī)格均比上吹式吹膜機(jī)小。聚丙烯（PP）是一種熱塑性樹脂，它是丙烯的聚合物，由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化，薄膜生產(chǎn)溫度一般控制在220度，PE的吹膜機(jī)吹不了PP塑料。下吹式吹膜機(jī)主要用于聚丙烯（PP）塑料薄膜的生產(chǎn)。

塑料吹膜機(jī)在工作時(shí)有幾個(gè)最重要的因素是：1）塑料原料加熱融溶時(shí)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(chǎn)采用下吹水冷加風(fēng)冷的形式，產(chǎn)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(jī)機(jī)組中一般沒有連帶插角折疊結(jié)構(gòu)裝置。

現(xiàn)有生產(chǎn)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(chǎn)設(shè)備總高須控制在3.5米以下。如果純粹用下吹式吹膜機(jī)進(jìn)行聚丙烯（PP）塑料薄膜的方法生產(chǎn)制品，再加熱制品制成有插角折疊的聚丙烯（PP）塑料薄膜產(chǎn)品，不但要兩臺(tái)設(shè)備，而且塑料制品還要重新加熱，才能為插角折疊工序做準(zhǔn)備。這樣即增加設(shè)備的投資，又浪費(fèi)了熱資源。所以，必須設(shè)計(jì)一臺(tái)下吹式吹膜與插角機(jī)構(gòu)為一體結(jié)構(gòu)的設(shè)備，以保障客戶的生產(chǎn)需求。

由于下吹式吹膜機(jī)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(lǐng)到過穩(wěn)泡架、人字板并穿入壓輥后而定型的。從?？诔隽系綁狠佒g，由管坯形成的塑料薄膜端頭已被封閉成一個(gè)環(huán)狀的氣泡空間。在產(chǎn)品進(jìn)行插角折疊時(shí)，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(gè)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(nèi)，壓縮空氣壓力要適當(dāng)，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(dāng)?shù)臏囟?，以保證插角折疊時(shí)的需要。溫度即不能太高也不能太低，才能保證成型的質(zhì)量。作為在運(yùn)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(yùn)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(shí)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(shè)備能不能符合所需功能的關(guān)鍵。

運(yùn)行中塑料泡管形狀薄膜，在經(jīng)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(shè)計(jì)中需考慮增設(shè)幾道壓輥機(jī)構(gòu)，在壓輥1與第二道壓輥2、3機(jī)構(gòu)之間，采用人工的方式強(qiáng)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(qiáng)行的分離時(shí)，即不產(chǎn)生膠合又能保證插角折疊時(shí)所需要溫度。

筆者設(shè)計(jì)的這臺(tái)下吹式吹膜機(jī)，薄膜主要的運(yùn)行路線：聚丙烯塑料在料筒中塑化熔融—進(jìn)入模頭機(jī)構(gòu)（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(jìn)行（人工）二次充氣—插角機(jī)構(gòu)—穿過壓輥（3）—過渡輥—收卷機(jī)構(gòu)?？紤]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(qū)動(dòng)電機(jī)功率為15(千瓦)；收卷輥寬度750（mm）。

本機(jī)下吹式塑料吹膜插角機(jī)由幾部分組成：1）塑料擠出部分：由裝料筒、擠壓螺桿、擠壓機(jī)筒，驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速器組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用變頻調(diào)速，通過皮帶傳動(dòng)的形式，帶動(dòng)減速器上的連接擠壓螺桿在機(jī)筒中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；該裝料筒內(nèi)的塑料原料顆粒在料筒外部高溫的影響下，相互擠壓，進(jìn)行均勻塑化、熔化。熔融的塑料原料從吹塑模頭的?？谥斜粩D壓出來。擠出機(jī)構(gòu)中的機(jī)筒、螺桿均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制作，經(jīng)氮化處理和精密加工，都具有較高的硬度及耐腐蝕性，經(jīng)久耐用。2）吹塑模頭部分：模具模頭的內(nèi)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(fēng)環(huán)、風(fēng)管，鼓風(fēng)機(jī)等組成；風(fēng)冷裝置結(jié)構(gòu)為迷宮型，出風(fēng)量均勻，冷卻風(fēng)環(huán)系外冷式可調(diào)風(fēng)環(huán)，可調(diào)整入口風(fēng)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(fēng)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(dá)到較高的水準(zhǔn)。特別考慮到后續(xù)薄膜泡插角折疊時(shí)所需的溫度，設(shè)計(jì)一個(gè)水溫控制器，對一級薄膜的溫度進(jìn)行掌控。4）穩(wěn)泡架：本機(jī)組采用定型環(huán)、定型棒可調(diào)結(jié)構(gòu)穩(wěn)泡架，調(diào)節(jié)范圍大，操作調(diào)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(jī)構(gòu)：由牽引機(jī)架、人字板機(jī)構(gòu)、一級牽引壓緊輥組成。本機(jī)的特點(diǎn)是在薄膜取卷的機(jī)構(gòu)前再增設(shè)一些壓輥及插角折疊機(jī)構(gòu)、人字板機(jī)構(gòu)，應(yīng)用于二次充氣及插角折疊的需要。6）薄膜取卷機(jī)構(gòu)由牽引電機(jī)等部件組成；采用調(diào)整壓力輥壓力進(jìn)行摩擦收取薄膜卷。該機(jī)構(gòu)的牽引力采用力矩電機(jī)進(jìn)行調(diào)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(jī)組總電源，通過各分裝按鈕分別控制機(jī)身各部的運(yùn)行以及擠壓機(jī)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(dòng)溫控系統(tǒng)。在生產(chǎn)過程中，以便于對熔融的塑料原料溫度控制，確保產(chǎn)品制作質(zhì)量的穩(wěn)定及可靠。該機(jī)整機(jī)外形結(jié)構(gòu)尺寸（L×W×H）（m）為4×2×3.5（參閱設(shè)備結(jié)構(gòu)示意簡圖）。

TQ32

A

1674-6708（2015）142-0119-01