混膠設(shè)備功能擴(kuò)展改進(jìn)

張 偉

（遼寧陸平機(jī)器股份有限公司， 遼寧 鐵嶺 112001）

0 引言

混膠設(shè)備是雙組分膠液按比例自動混合的設(shè)備，要依據(jù)膠水的性能定制，設(shè)備要適合膠水，滿足膠水的性能要求，才能有可靠的混膠質(zhì)量。混膠設(shè)備的結(jié)構(gòu)主要分為膠液輸送、雙液配比、雙液混合三部分。 制板生產(chǎn)線起初手工混膠，勞動強(qiáng)度大、攪拌不勻，影響制板質(zhì)量；原混膠設(shè)備2003 年引進(jìn)，存在著補(bǔ)料不能同時(shí)出膠及溫度低時(shí)出膠速度慢等問題；為了解決以上問題，對新購進(jìn)的混膠設(shè)備進(jìn)行了功能擴(kuò)展改進(jìn)， 解決了出膠效率低及生產(chǎn)等待時(shí)間長等問題，滿足了生產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)的要求。

1 結(jié)構(gòu)與工作原理簡介

1.1 雙組份膠液混合工作原理

雙組份膠液由主劑和固化劑組成，主劑為環(huán)氧樹脂，粘度為3～5 萬喱泊； 固化劑為聚酰胺， 粘度為2～4 千喱泊，其中主劑和固化劑的混合體積比為2：1。

兩膠液均用55 加侖桶包裝，先由插桶泵分別將膠液輸送至壓力罐，膠液在壓力罐內(nèi)加壓后，再由輸送料泵送至雙作用自動計(jì)量系統(tǒng)， 再由靜態(tài)混合器將兩種膠液按比例混合后排出，見圖1。

圖1 雙組份膠液混合工作原理圖

1.2 膠液輸送

膠液用輸送泵輸送，輸送泵有氣動隔膜泵、氣動柱塞泵。 氣動隔膜泵用于輸送中、低粘度的膠液，氣動柱塞泵用于輸送高粘度的膠液。

1.3 膠液計(jì)量

膠液計(jì)量為活塞氣缸計(jì)量。 按照膠液的材料性質(zhì)選擇相應(yīng)的計(jì)量氣缸，計(jì)量氣缸會精確控制膠液體積比，保證膠液按比例流出。 活塞氣缸計(jì)量的比例取決于每沖程兩計(jì)量缸的容積比，比例精度由兩活塞的同步性確定。 兩獨(dú)立的計(jì)量缸通過同一連桿將兩活塞聯(lián)在一起， 兩活塞由接觸電磁閥控制換向， 能同時(shí)雙向工作、 自動往復(fù)運(yùn)動。 在長時(shí)間運(yùn)行中能保持恒定，保證輸出的膠水比例一致，能達(dá)到良好的混膠效果。

1.4 膠液靜態(tài)混合

膠液的混合為靜態(tài)混合。 靜態(tài)混合節(jié)省了清洗時(shí)間、互換容易，便于拆裝。 靜態(tài)混合器用優(yōu)質(zhì)材料制成的雙螺旋結(jié)構(gòu)，耐壓高，混合表面光滑，降低了管道阻力，在同等壓力下出膠量大。靜態(tài)混合器的開關(guān)由氣動電磁閥控制，控制兩種膠水同時(shí)進(jìn)入混合管。

1.5 出膠量設(shè)定

圖2 出膠量設(shè)置開關(guān)

出膠分自動和手動兩種情況，人機(jī)界面自動運(yùn)行下，控制旋鈕在手動位置，點(diǎn)擊啟動按鈕或踩下腳踏開關(guān)，出膠開始，松開按鈕或腳踏開關(guān)時(shí)停止出膠，計(jì)量顯示在儀表上。 人機(jī)界面下，控制旋鈕在自動位置，點(diǎn)擊一次啟動按鈕或踩一下腳踏開關(guān)，出膠開始，按照儀表所設(shè)定的計(jì)量值進(jìn)行出膠，到達(dá)設(shè)定值后，出膠停止。

啟動選擇開關(guān)至所需預(yù)設(shè)置狀態(tài)， 在計(jì)數(shù)器上設(shè)置所需的計(jì)數(shù)值。在計(jì)數(shù)器上按動選擇開關(guān)，則計(jì)數(shù)器上第一位數(shù)閃爍，通過加減確定，再按動選擇開關(guān)，則顯示閃爍下一位整數(shù)處，按以上步驟，選擇需要的數(shù)值見圖2。

自動排膠功能，設(shè)備超過設(shè)定時(shí)間不出膠時(shí)，防止膠液在混合管內(nèi)固化，可對自動排膠的時(shí)間間隔和排膠的時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。

圖3 排膠間隔時(shí)間設(shè)置開關(guān)

2 功能擴(kuò)展改進(jìn)

混膠設(shè)備存在的具體問題： 首先， 北方冬季，室內(nèi)溫度相對較低，主劑環(huán)氧樹脂的粘度高， 達(dá)不到正常流動所需的溫度（25～28）℃，出膠速度慢，即使加熱，也需要加熱升溫過程的等待時(shí)間（近4 小時(shí)）；其次，料罐補(bǔ)加料時(shí)，靜態(tài)混合器不能同時(shí)出膠，每次補(bǔ)加料需要近一個(gè)小時(shí)，靜態(tài)混合器出膠就要暫停相同的時(shí)間，生產(chǎn)線工人無論任務(wù)有多忙都需相同時(shí)間的等待，直到補(bǔ)料完成，等待結(jié)束，再打膠。針對上述問題，在新設(shè)備購進(jìn)前，對設(shè)備提出改進(jìn)要求，并與設(shè)備廠家共同完成了自動加料功能和電器控制的改進(jìn)，設(shè)備購進(jìn)后完成了自動溫控功能的改進(jìn)。 通過上述改進(jìn)，新購設(shè)備提高了生產(chǎn)效率，減少了等待時(shí)間。

2.1 改進(jìn)自動溫控功能

為降低主劑環(huán)氧樹脂的粘度， 要對主劑環(huán)氧樹脂進(jìn)行加熱，加快出膠速度。 在原料桶、料罐周圍增加纏繞加熱帶，加熱帶上有溫度傳感器，加熱溫度可設(shè)定、調(diào)節(jié)。有了加熱系統(tǒng)， 膠液溫度達(dá)到正常出膠工作溫度還需一定的加熱時(shí)間，粘度大的主料需要加熱近4 個(gè)小時(shí)。為了提高出膠效率，增加時(shí)控開關(guān)，對粘度大的主料進(jìn)行自動加熱控制。時(shí)控開關(guān)設(shè)置后，加熱帶每天都比正常上班時(shí)間自動提前4 個(gè)小時(shí)通電，進(jìn)行加熱。加熱帶上有溫度自動調(diào)節(jié)開關(guān)， 保證加熱帶溫度恒定， 粘度大的主料通過提前自動加熱，上班時(shí)膠液已具備正常出膠的溫度， 有效的解決了溫度低時(shí)設(shè)備出膠速度慢的問題。

圖4 加熱時(shí)控開關(guān)

2.2 改進(jìn)自動加料功能

為減少不必要的等待時(shí)間， 補(bǔ)加料要與出膠能夠同時(shí)進(jìn)行。為了達(dá)到出膠連續(xù)，料罐內(nèi)就要一直持續(xù)存在膠液，低液位傳感器的位置不像通?；炷z機(jī)那樣，設(shè)置在料罐的最低點(diǎn)。 通過改進(jìn)設(shè)置在距料罐罐底的1/3 處，這樣即使在補(bǔ)料時(shí)，也能保證料罐內(nèi)一直存有膠液，最少時(shí)也有料罐的1/3。 在通電運(yùn)行狀態(tài)下，加料的開啟和停止動作由料罐的高低液位傳感器控制。 氣動插桶泵插入料桶桶底并固定，打開氣源，插桶泵工作，將膠液自動輸送到料罐，至高液位時(shí)加料停止。當(dāng)料桶內(nèi)膠水減少到低液位時(shí)，低液位傳感器感應(yīng)到信號后自動作出反應(yīng)， 此時(shí)蜂鳴，三色指示燈紅燈閃爍，加料泵閥門自動打開，填加相應(yīng)膠水，當(dāng)加料高于低液位時(shí)，蜂鳴和紅燈閃爍停止，繼續(xù)自動加料，直到高液位傳感器感應(yīng)到料液信號，加料泵閥門自動關(guān)閉，加料結(jié)束。這樣加料循環(huán)進(jìn)行，確保一個(gè)密封結(jié)構(gòu)的料罐內(nèi)始終存在膠液，可以保證靜態(tài)混合器出膠連續(xù)。

圖5 雙組份環(huán)氧膠混膠系統(tǒng)

2.3 電器控制

電器控制由復(fù)雜的邏輯電路簡化為PLC 自動編程控制，實(shí)現(xiàn)對整機(jī)運(yùn)行的自動控制。 程序編輯簡單，隨用隨配，只要按啟動開關(guān)即可。

3 結(jié)論

自動混膠設(shè)備實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化控制，保證混膠均勻、配比計(jì)量準(zhǔn)確、混膠質(zhì)量穩(wěn)定可靠、操作簡單、方便。通過功能擴(kuò)展改進(jìn)，解決了冬季溫度低出膠速度慢的問題，并在加料的同時(shí)能連續(xù)出膠，適合連續(xù)作業(yè)的自動化生產(chǎn)，它使工人從手工攪拌、計(jì)量的勞動中解放出來，降低勞動強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率。