点击图片查看原图
全自动石蜡成型机切粒系统模板与切刀磨损分析与总体设计组成其一、石蜡成型机切粒系统模板与切刀磨损分析
成型机通常有两种工作模式：一种是“间隙式”切粒，切刀与模板之间有固定的间隙，这种切粒方式操作简单，切刀与模板磨损小，使用寿命长，但切出的颗粒形状不规则、碎屑多、带尾严重；一种是“接触式”切粒，切刀始终与模板保持接触，这种切粒方式切出的颗粒外观整齐、碎屑少、不带尾，但切刀与模板磨损快，使用寿命短。不管哪种方式切粒，模板与切刀都会造成磨损，切粒刀实际是与成型模板成型带的出料孔组成一对剪刃，切粒刀是动刀，模板成型带出料孔与成型带表面形成的刃口是定刀，熔融在通过模板成型带出料孔时，遇50^-60℃的冷却水使物料表面瞬间固化，物料被动、定刀剪切成颗粒。切粒刀在工作中先是与所切物料接触，二是与冷却水和其遇热突然产生的水蒸气接触，三是磨刀时与模板成型带表面接触。切粒刀磨损的主要原因除刀刃与模板切粒带之间的摩擦外，集屑瘤反复粘贴脱落造成的磨损和汽蚀造成刃口的伤害也是关键因素。刀刃与模板切粒带之间的摩擦，一般发生在新刀与模板的磨合期，这只会使切刀刃口与模板切粒带接触理想，而不会对切刀和切粒带造成伤害。而另一种磨损是非正常磨损，在换新刀后不进行认真磨刀，至少刃带的85%没有磨出来就开车成型，工作不长时间就开始出现尾料增多的现象，此时刀具刃带已经被成型带内外圆未参与工作的位置架了起来，强行进刀，刃带前端翘起与模板成型带间隙增大，尾料反而增加。此时刀具和模板的磨损加剧，严重时造成缠刀无法开车的后果。可见因刀具磨合不好，造成刀刃磨损较为明显。
由于机组的长期工作，模板在升温和降温交替工况下，模口膨胀增大并变形，出现模口边缘不锋利或破损。另外，切粒刀受水室工作条件的限制，受力相对复杂，切刀在运行过程中始终存在一个向前的推力作用，以克服其他反向力，使切刀刀刃与模板接触，向前的推力有3个：即进刀压力，由液压缸油压(20一60bar)提供，可通过石蜡成型机控制系统或安装在就地操作面板上的电位计预先设定；成型机在热水中转动所产生的螺旋推力；切刀轴受热膨胀冷缩时产生的压力，该力与环境温度有关。反向力有4个，即弹簧的弹力，此力为一常数，出厂时设定后不作改变，用于停车退刀；热水对切刀向后的压力；摩擦产生的向后推力；树脂向后的压力，该力与生产负荷有关，负荷越大此值越大，成正比例关系，另外还包括由操作人员设定的成型机力、刀片在水中转动时切粒水对刀片的液体动力作用和刀片对模板表面产生的反作用力等。这些作用力都会造成模口处的剪切率和剪切应力提高，使得物料的切断不理想，切削产生的物料屑呈瘤状集中堆积在模口处并反复粘贴脱落，切削时切粒水在刃口处发生汽蚀，加剧了模板切粒带表面和切粒刀的磨损。
其二、全自动石蜡成型机电气控制系统的总体设计组成
1配电系统
全自动石蜡成型机电气控制系统在完成总体设计之后，先要确定生产中的配电设计，利用工业生产的电网来实现整个生产线中所需要的电源。配电系统在严格满足工艺要求及标准的前提下要贯彻控制，操作简单，检查维修方便的原则。电气控制柜安装在指定区(配电室)。PLC输入系统采用本质型技术，输出系统采用隔爆型技术。在严格满足工艺要求的前提下做到动作有检测，故障有保护。主要停止器设有动作开关，驱动、张紧设有故障检测保护开关及相应软件逻辑保护。
全自动石蜡成型机电气控制系统的配电系统主要包括380V的工业三相交流电和经过变压器变成控制电压和直流电压。由电网提供的380V的工业三相交流电可以分为六条支路，一条支路实现给传送带的电机，喂料控制部分的变频器，全自动石蜡成型机的冷却风机，控制系统的液压部分供电；另一部分经过变压器变成230V/115V的单向交流电控制电压和24V直流电控制电压；还有一部分是给成型系统的成型切割机、冷却水泵电机，颗粒下泄装置电机、干燥电机、颗粒运送风机等供电；二条支路主要是给全自动石蜡成型机的两个加热区和膜头电机；第三条支路是给全自动石蜡成型机的自动换网装置和全自动石蜡成型机头区供电，第四条支路是给传送运料区的金属探测器供电；第五条支路是给物料压实电机供电；第六条给全自动石蜡成型机电机和变频供电。
2速度控制
传动系统是成型生产线的主要组成部分之一。它的作用是驱动生产中的设备，并使它们能在设定的工艺条件下(如压力、温度、转速等)获得所转矩且能均匀地旋转。
全自动石蜡成型机的传动系「统通常包括电动机、减速装置和调速装置三部分组成。成型过程的生产速度控制主要包括传动带电机的速度、喂料电机的喂料速度、成型切割电机的旋转速度和挤出电机的速度等。根据不同的生产情况，如产量变化、原料或品种改变等，要求整个生产线的转速可以随时改变。在生产过程中，也要根据工艺要求对速度进行小范围调节。在出现故障时，则要立即减速，以便排除故障，而又不致产生大量废品。故对电动机要求能调速的，即要求采用调速电动机或者变频器进行调速。在全自动石蜡成型机生产线上全自动石蜡成型机的产量与螺杆的转速基本呈线性关系，螺杆转速的波动将直接导致制品的尺寸波动，因此全自动石蜡成型机的传动系统的挤出过程中非常重要。同时，喂料电机和旋转切刀电机也根据产量大小自动调整对整个生产过程起着非常大的作用。
在成型生产过程中，全自动石蜡成型机电机的速度直接影响生产量，其确定后，整个生产速度也就跟着确定下来。物料压实机的速度根据生产速度的变化，及时准确地变化，与全自动石蜡成型机速度达到同步。全自动石蜡成型机电机、喂料电机和旋转切刀电机的速度采用变频调速方式，用PLC对变频器直接控制。这样，生产速度的信号通过触摸屏传给PLC，根据编制的控制算法的运行结果，经脉冲输出以控制各个生产过程的速度信号。
3温度控制
温度控制是整个生产线。在挤出塑化生产过程中，加热和冷却是挤出成型过程能够正常世行的条件。随着螺杆的转速、挤出压力、外加热功率、以及全自动石蜡成型机周围介质的温度变化，料筒中熔体温度也会相应地变化，为使始终能在其工艺所要求的温度范围内挤出.一般是通过对加热和冷却元件的通断控制，不断地调节机筒内的温度。因此，在全自动石蜡成型机一般都设有加热冷却装置以及温度测量、温度控制的仪器仪表等。
对于一般温度系统控制，难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。我们采用多回路的温度控制系统实现整个生产线的温度调节。而全自动石蜡成型机的温度控制部位一般是在挤出塑化部分的料筒熔体温度与模头温度。模头温度直接影响产品的表面光亮度，料筒熔体温度影响产品的内在塑化效果，两者原理一样，起主要作用的是料筒熔体温度控制。对于全自动石蜡成型机温度控制系统一般采用“温控仪表+接触器+电加热器”的控制方式，该方案温控效果很不理想，超调量大，响应时间长，稳态误差大(达±10℃)。我们通过采用多回路温度控制器来实现料筒和模头的温度单个闭合回路温度控制，同时采用增量式PID控制算法提高温度控制，这样的稳态误差大约为±1℃。
东光县天诚机械厂(http://www.dgtczlj.com)从事蜡扳成型机、石蜡成型机、全自动石蜡成型机产品销售国内50多家大中型石油化工企业。多年来在石化机械方面具有较高的声誉。热忱欢迎各界朋友惠顾本厂，携手合作！