储料式机头分为中心入料式和侧向入料式。侧向入料式是应用非常广泛的一种方式。在储料式侧向入料中空吹塑机中,机头所起的作用是融合融料,并形成型坯,融料融合的关键是机头中的流道。目前我国一些企业研究出了双层心形包络流道,但双层心形包络流道流道长度较短,压降较大,熔料融合后周向均匀性较差。在此基础上国内研究出了双层双螺旋流道,如图1所示。
1.中心杆;2.推料盘;3.上端盖;4.入料口;5.分流芯套;6.分流孔;
7.头外筒;8.外芯;9.内芯; 10.推料筒;11.固定套;12.衬套;
13.下端盖;14.芯模;15.口模;16.导流套;17.键;18.储料腔;
19.推杆;20.外螺旋流道;21.导流通孔;22.分流锥
图1 双层双螺旋流道机头
图1中,外芯设有两条呈180o对称缠绕的外螺旋流道,内芯设有两条呈180o对称缠绕的内螺旋流道,内螺旋流道与外螺旋流道呈180o对称布置,外芯和内芯上的每条螺旋流道(内螺旋流道与外螺旋流道)的缠绕角度均为360o,以使外芯和内芯的360o的外壁面上的熔料充分均匀地融合。工作时,熔料从入料口进入机头外筒,经过分流芯套的分流孔,由外芯上的分流锥顺利完成分流,熔料向分流锥两侧流动,并经导向流道转向90o后,引流到内、外芯分流处,一部分熔料由外芯上的外螺旋流道向下螺旋流动,另一部分则通过导流通孔流入到内芯的内螺旋流道中,熔料在内、外螺旋流道内流动时,一部分熔料随着内、外螺旋流道向下流动,另一部分熔料顺着内、外芯壁向下流向储料腔,这样可以保证360o都有熔料下流,使得熔料均匀融合。
型坯壁厚的自动控制有轴向控制和径向控制两种。对于径向控制技术,我国还处于研究阶段,相对而言,轴向控制的研究成熟一些。本文针对200L以上的大容量中空吹塑机进行了型坯壁厚的轴向控制研究。型坯壁厚的轴向控制采用的是闭环控制技术。用户在壁厚控制器的触摸屏面板上设定型坯壁厚轴向变化曲线,PLC控制器根据曲线把相应的电压或者电流信号传至电液伺服阀,由电液伺服驱动伺服油缸控制中心杆的上下移动,从而改变机头口模间隙。
同时,连接中心杆的伺服油缸活塞杆上安有传感器(磁悬浮电子尺),电子尺可感知头口模间隙的大小并反馈给PLC控制器,在PLC控制器内与标准信号进行比较,然后经伺服功率放大器传送给电液伺服阀,再通过伺服阀驱动伺服油缸,油缸带动中心杆移动,最终控制口模的开度,完成对型坯壁厚的控制。型坯壁厚控制的结构图如图2所示。本文研究的型坯壁厚控制系统是一个位置控制系统,由电液伺服系统组成。控制的核心部分是中心杆的位置,其中中心杆位置控制精度是决定型坯壁厚控制效果的关键。因此本系统的研究重点为中心杆位置控制精度,即型坯壁厚的控制精度和系统的响应速度。
型坯壁厚的控制方法是:将每一个型坯形成过程分成数个点,分别对这些点的壁厚进行控制。控制点数越少,响应速度越快,但是点数太少,达不到所要的壁厚控制精度,且在型坯周围形成了熔接缝(环纹);点数太多,会造成系统响应时间过长,伺服油缸来不及对接收的信号做出反映,型坯就已经出来了。传统的200L塑料桶壁厚控制器都是64点或者128点的。本文针对200 L双L环桶进行了研究,经过实验验证,在满足壁厚控制精度为±1mm,每点的响应时间为0.3~0.4秒的前提下选用256点壁厚控制更为合适。
针对200L以上的大容量中空吹塑机机头的关键技术进行了研究。所设计的双层双螺旋流道形式相比于其它结构形式。其使熔料融合更加均匀,熔体的流动更加顺畅,消除了理论接缝,提高了制品强度;根据功能要求,采用优化方法确定了工艺参数和尺寸,为200L以上大容量中空吹塑机产品的优化设计奠定了基础;在已有的型坯壁厚控制的基础上,研究了200L双L环桶最优的控制点数和控制点的连接方法,提高了壁厚的均匀性、精度和制品的强度。
文章来源:吹塑机