国产塑料混合机的技术现状及对策

2019-05-18 03:18:00 62
本文转载自网络,如有侵权,请联络删除:  1前言高速混合机是PVC制品加工行业应用最宽泛的辅助设施之一,主要用于原料混合及改性等领域,在混合过程中将塑料原料与热稳定剂、光滑剂、增塑剂、着色剂等各种助剂放在混合锅里经高速混合搅拌至一定温度,使各添加组分与树脂之间充分混合、浸透与吸收。实际上,混合过程不只是物理过程同时也是复杂的化学过程,在高速混合机工作时,高速旋转的叶轮借助外表与物料的摩擦力和侧面对物料的推力,使物料沿叶轮切向运动。同时,由于离心力的作用又被抛向混合锅内壁,并且沿壁面回升,当升到一定高度时由于重力作用又落回到叶轮中心,接着又被抛起。这种回升运动与切向运动的联合,使物料处于间断的螺旋状上下运动状态。由于叶轮转速很高,物料运动速度也很快,物料在高速翻腾过程中,快速运动着的物料粒子间互相碰撞摩擦,并停止交叉混合,物料与锅壁及物料与叶轮之间的高速摩擦也使物料温度回升,从而使机械设计专业,现从事产品设计、开发工作,曾三次获市级科技进步奖,已发表论文5篇。

  PVC树脂与助剂间充分混合、浸透与吸收。

  由于高速混合机主要应用于原料处置与准备阶段,所以往往不被人们所器重,实际上混合质量的好坏直接影响到最终制品的质量。目前国内混合机制造企业,已超越100多家,但大多消费规模很小,且还停留在测绘、仿制的水平上,产品质量整齐不齐,与世界先进水平相比差距较大。由于国产混合机价格较低,因而在国内仍有十分大的销售空间。

  随着经济全球化进程加快,我国已参与WTO,塑料制品及塑机行业都将面临更加剧烈的市场竞争,面临企业重组,优存劣汰的局面。一直进步混合机品质,全面壮大企业实力是混合机制造企业的必然选择。

  与国外先进企业相比,国产混合机无论在理论设计、制造技术、材料技术、能耗指标、配套器材等方面都存在较大的差距,国内混合机制造企业要一直壮大,必需钻研混合机的技术现状和技术差距,采取有效措施,一直缩小差距,追赶世界先进水平。

  下面重点探讨国产混合机的技术现状,并对如何进步技术水平提出一些浅见。

  2国产塑料混合机的技术现状及差距下面从塑料混合机的技术规范、设计、制造技术水平、关键材料及配套器件、控制水平等方面浅析国产混合机的技术现状,并以300L、500L、1000L等部分混合机为例与Plas-mec公司的产品规范停止比较剖析。

  2.1我国混合机行标JB/T7669-1995的部分产品根本参数与Plas-mec部分产品的比较该规范中规定的热混机和冷混机的主要参数见表1和表2.该公司热混机和立式冷混机的主要参数见表3和表4.混合机单位电功率产量比较热混机单位电功率产量表1热混机参数总容积/L一次投料量/kg搅拌浆转速/(r/min)混合工夫/(min/锅)电机功率/kW表2冷混机参数总容积/L搅拌凶侬(r/min)排料温度/C混合工夫/(min/锅)电机功率/kW注:产量以混合硬聚氯乙烯原料为准。

  表3热混机参数总容积/L使用容积/L混合质量/kg料温/C规范型电功率/kW加强型注:以硬质PVC为准。

  表4立式冷混机参数总容积/L排料温度/C单位电功率产量/(kg/kW)规范型电功率/kW加强型注:以硬质PVC为准,进料温度为120T,冷却水温15T两类热混机单位电功率的产量见表5冷混机单位电功率产量两类冷混机的单位电功率产量见表6表5热混机单位电功率产量混合机单位电功率产量/(kg/kW)总容积/L冷混机单位电功率产量混合机单位电功率产量/(kg/kW)2.3混合机根本参数比较剖析从以上各种根本参数能够看出,行标JB/T7669-1995的参数与plas-mec的参数存在差别的部分差别还很大,我们大体能够作出如下判断。

  plas-mec热混机的主电机功率大于国家行业规范规定的电机功率。Plas-mec的电机功率配置能够满足混合机在满负载条件下高速启动的要求。实际上这也是混合机设计的根本准则之一,其宗旨是保障电机有足够的平安运行裕度。而国产混合机的电机功率较小,在满负荷高速启动时电机易过载,平安运行裕度小,这也是设计领导思想上存在的差别。事实上小功率配置并未减少电耗,对降低整机的综合费用也不利。这些结果还能够从下面的剖析中看出。

  从表5、表6中能够看出,雷同容量的热混合机,plas-mec的单位电功率产量比JB/T7669-1995的指标高20%,雷同容量的冷混机,plas-mec单位电功率产量是行标的23倍。应该指出的是plas-mec的排料温度比行标还要低15°C.这阐明plas-mec冷混机冷却成效好,电能耗费低。

  雷同容量的热混机,plas-mec机每小时的产量是国产机的1.3倍,消费率较高。所以热混机配置较大功率电机,不只增加了电机运行的平安度,而且有利于进步设施的产量。

  标JB/T7669-1995定为60C.消费理论证明较低的排料温度有利于混合物料中可挥发性化学气体和水气排出,从而对进步制品质量有利,又有利于减少物料在冷混锅中的结块倾向。

  国产冷混机的换热效率低,若降低排料温度,势必又要引起消费率下降,单位电功率产量下降,这又是我们不愿意看到的结果。

  国产冷混机换热效率低,是国产混合机技术指标落后的最为重要的表征。国产机换热效率低的起因是什么剖析如下。

  冷混机换热成效因果图如附图所示。

  附图所示影响冷混机换热成效的因素有6个,其中B、C、D、E大体雷同。国产机与国外机的主要差别出如今A、F因素上。

  影响缸壁传热成效的因素A有3个,其中缸壁材料厚度和材料导热率又雷同。而缸壁残料粘附差别就太大了。国产机壁面粘附较为重大。粘附层形成一隔热层,重大影响热替换成效。形成壁面粘附的主要起因是国产机缸壁外表粗糙度大,一般为0.8而国外机壁面经喷玻璃珠精化处置,可抵达镜面成效,故不易粘料。

  附图中的因素F,锅底残留料厚度是由浆叶与锅壁的间隙决定的。制造精度、装配精度、锅体及浆叶变形等因素决定了锅底间隙。当浆叶运转时,理想的状况应该是底部无残留,从而实现良好的热替换,如存在一残留层就是形成了一隔热层,它愈厚,传热成效越差。国产冷混机对此控制不严也是形成换热效率低的重要起因。

  从混合机容量来看,国外规范机型,热混机容量达2000L,卧式冷混机达6000L,立式冷混机达3600L,国产机容量就相对小得多了。

  国内塑料制品消费企业规模普遍较小,是小而全的消费形式,因而对大型混合机的需求极少。而在西欧等兴隆地域,混合料已实现集约化消费供料,因而大型混合机市场较好,而且混合物料的品质由于实现了专业化消费,从而容易得到控制和进步。

  2.4制造技术在制造技术上,国内在以下几个方面存在较大差距。

  缸壁的镜面化制造技术国产热混机、冷混机的缸壁粗糙度通常要求为0.8rpa,而国外混合机的缸壁相当光滑,特别是冷混机缸壁经喷玻璃球冷作硬化后经精抛处置,外表达镜面,因而对抑制缸壁粘料极为有利。国内混合机企业应尽快开发缸壁镜面化技术,进步混合机品质。

  精细机加工技术主要用于主轴传动系统部分零件制造。进口混合机浆叶基孔精度通常高于6级,国产浆叶基孔精度为7级。轴承孔及轴颈制造精度,国产机型也较低。降低制造精度的起因不在于制造技术,主要受制造本钱的制约。

  构件应力打消技术为了坚持铸造铝合金缸盖及锅体尺寸的稳定性,应对铸造、焊接应力大的构件停止打消应力的处置,其主要办法是通过热处置时效打消内应力,也可采纳振动时效技术来抵达打消内应力的宗旨。而国内很多混合机制造厂家没有采取这些有效措施,致使一些大容量的混合机缸盖、缸体变形过大,并在使用过程中继续变形,形成密封性能差,粉尘外泄。锅体变形也将增大排料残留量,从而也降低了混合机的换热成效。

  2.5混合机的设计由于混合机的设计技术难度不大,国内企业多为仿制,所以从总体上说,实用设计技术与国外相差不大,但由于国内混合机市场处于一种低价促销的非正常市场竞争环境中,企业只得采纳降低设计技术要求来抵达降低制造本钱的宗旨。只要在市场竞争规范,又有较高要求的行业技术规范的条件下,混合机的设计质量能力得到全面进步。

  从目前的现实状况来看,混合机的设计技术上存在的差距,主要表现为:国产混合机外表涂装要求低;国外机型辅助配套装置较多,功能较全,如HESCHI公司的热混机配有多种清洁系统,如除尘装置,侧壁及顶盖刮板装置等;传动系统的设计精度要求较低,缸壁外表质量要求低;国外先进的混合机组及单机多采纳模拟屏电控技术,国内应用甚少。

  2.6材料及配套器材随着塑料改性技术的快速开展,玻璃纤维、玻璃微珠、碳酸钙等硬质填充剂的填充量越来越大。特别是无机刚性粒子增韧技术渐趋成熟,硬质填充料的应用将呈现大的飞跃。这就对高速混合机的浆叶和缸筒提出了更高的耐磨要求。在许多场所,采纳1Crl8Ni9Ti来制造浆叶和缸壁已不能满足用户的须要。

  国外厂家为了进步浆叶的耐用度,开发了高耐磨合金和硬质合金喷涂技术,在国内混合机制造厂家中,张家港市轻工机械有限公司开发的高铬不锈钢耐磨浆叶,其耐磨性能是普通1Crl8Ni9Ti铸件的4倍,大大进步了其使用寿命,可宽泛应用于CaC3、玻璃微珠、铁氧体及陶瓷等改性领域,该浆叶已用于消费,可向市场供货,喷涂硬质合金浆叶技术正在开发中。目前我们正在尝试锅体内壁氮化处置和低温碳氮共渗等外表处置工艺,以进步锅壁的耐磨性和使用寿命,并已获得了明显的成效,预计不久即能供给市场满足一些客户的特殊要求。总之在耐磨材料和耐磨技术上国内和国外先进技术相比仍有相当差距。缸壁抗磨蚀技术是国内塑料混合机企业急待处置的问题。混合机浆叶、缸筒磨蚀不只降低了设施的使用寿命,而且其磨耗微粒将形成塑料污染,如黑色金属污染将加速PVC塑料降解老化。

  混合机配套器材主要包括:温度传感器、湿度传感器、料位器、电磁阀、气动元件、电机、减速器、电控元件、轴承等。总的来说,这些配套件,国产件与进口件相比,无论是技术水平或牢靠性、电耗等方面都存在很大差距,它是制约国产高质量混合机的瓶颈。为了保障混合机的质量,目前国内混合机制造厂家使用的关键配套器材都采纳进口件。但主电机由于价格昂贵,根本都采纳国产电机,要全面进步混合机质量,又要使制造本钱坚持在一个不高的水平上,国内配套厂家要努力进步自身配套产品的品质。

  2.7电机控制方面目前在国内高速混合机用的电机主要采纳双速电机,以实现浆叶上下速转换,对小规格设施的电机控制王要米用直接启动的方式,关于200L以上的大容量混合机,电机控制一般采纳自耦降压启动以减少电流冲击,但即使这样成效也不很理想,在电机启动霎时和上下速转换时电流峰值可抵达1000A以上,对用户电网冲击较大甚至影响其它设施的正常运行。如今我们已开发成功电机软启动器控制、变频调速控制和直流调速等多个控制系统,经上海高桥石化,大庆威泰,深圳石化等单位使用反映良好,一方面处置了电机启动时电流冲击的难题,另一方面可大幅降低能耗约30%,为企业带来明显的经济效益。

  上面探讨了国产塑料混合机的技术现状及如何缩小和赶超国外混合机的先进技术,这是摆在国内混合机制造企业面前既现实又迫切的问题。

  3进步国产塑料混合机技术水平的几点倡议根据目前国产混合机的技术和行业现状,提出如下倡议:(1)由行业组织和行业主管部门牵头,对原有的行业规范停止增补、订正,参照国外先进企业规范,联合我国塑料行业实际状况,制订出更加先进、科学的行业规范。

  规范是产品设计、制造、验收的根据,只要规范先进、科学,具有很强的实用性和可操作性,能力消费出高质量的产品,用户的利益能力得到保障。

  从上面的剖析能够看出行标JB/T7669-1995与国外混合机技术规范存在较大的差别,应组织有关人员仔细研讨剖析,除这些问题外,有些问题也需进一步完善。比如冷混机是否应按立式冷混和卧式冷混别离制订规范,关于热混机、冷混机及它们的不同规格其噪声指标都规定为85dB(A)是否合理,混合机产量计算的前题条件不充分,规范中4.1.9条温升的含义不明确等。总之事隔5年之后,国内混合机行业得到很大开展,技术上也获得了很大进步,积攒了很多经历。适时地对老规范停止订正是十分必要的。

  由行业组织混合机主要配套件制造厂家独特研讨如何进步配套器材的品质,以满足混合机制造厂家的需求。

  混合机制造企业要扭转营销理念传统的营销理念是用户须要什么企业消费什么,新的营销理念应为:使用户在市场竞争中始终坚持优胜位置。制造企业的经营者和科技人员应围绕这种理念来规化自身的工作和企业行为,作好广义的、深档次的、全方位的效劳工作。只要在这种理念领导下,企业的产品品质能力真正得到进步。

  废轮胎的处置已好于从前美国废轮胎数量是30亿条,10亿条还是8亿条,不管其真正的数字是哪一个,但废轮胎的数量在过去10年是宏大的。就废轮胎的大部分历史来讲,轮胎行业把其无视了,或只在钻研取消废轮胎堆放的办法时才给予适度的咨询效劳。尽管轮胎厂家对废轮胎回收的办法作过钻研,但从未继续停止下去,因不足钻研经费。

  目前,美国有多少磨损的废轮胎,即象废胶(通常以废碴埋填或作为能源而被烧掉)那样未找到最后放置中央的轮胎,或被切碎和用于民用工程机械的轮胎。据废轮胎管理委员会(STMC)官员称,废轮胎的数量约相当于一年的新轮胎供给量。

  正如轮胎行业近年来因取消废轮胎堆放所受到的责备那样,它可能因有利于废轮胎问题的处置而受到表扬。通过STMC的帮忙,轮胎厂家就制定和施行取消废轮胎堆放的法规与所在州政府停止了商量,并提出了恳求尽快施行的意见。那么,目前在民用工程机械中大量使用的旧轮胎和除大量废旧轮胎外的一些轮胎中,其市场的增长减少了废轮胎的总量。

  这并不意味着废轮胎问题就被处置了。目前,美国仍有3亿条堆放的轮胎,且废轮胎回收量仍少于每年所消费的2.75亿条新轮胎的数量。废轮胎问题被处置了的说法将促使轮胎行业倒退和回复到那大量废轮胎堆放不景气的旧日子。

  废轮胎终将是轮胎行业必需面临的一个问题。

  但经10年努力后,它似乎已被人们所控制。

  姚岐轩编译自RPN,Mar.更正出消费线》一文中35、36、38页“NAKADA

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