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關(guān)于熱煨彎管包覆式3LPE涂覆技術(shù)的模具及其輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)研究

2020-08-11 02:23張靈東張毅杰
全面腐蝕控制 2020年2期
關(guān)鍵詞:門架擠出機(jī)直管

韓 勇 張靈東 張毅杰

(1.天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司,甘肅 蘭州 730060;2.寶鋼集團(tuán)新疆八鋼金屬制品公司,新疆 烏魯木齊 830022)

0 引言

防腐彎管涂覆技術(shù)的涂層,其底層是與彎管面所接觸的環(huán)氧粉末防腐涂層,中間層為帶有分支結(jié)構(gòu)功能團(tuán)的共聚粘合劑,而面層為高密度聚乙烯防腐涂層。3PE防腐涂層綜合了環(huán)氧樹脂和聚乙烯材料的高抗?jié)B性、機(jī)械性能高等特點(diǎn)。但由于彎管不同于直管生產(chǎn)方便,一次成型比較困難[1]?,F(xiàn)就此技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了模具設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究。

1 機(jī)頭模具的設(shè)計(jì)

機(jī)頭模具不能做無規(guī)則擺動(dòng),直管與彎管同機(jī)頭模具的夾角不同,須在包覆實(shí)驗(yàn)中對三個(gè)位置點(diǎn)進(jìn)行檢測標(biāo)記,作為參考值。這三個(gè)點(diǎn)分別是彎管頭部直管段、彎管段、彎管尾部直管段。還檢測裝置,實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)頭模具到管壁的距離,以區(qū)分直管段包覆與彎管段包覆的不同。至少需要6個(gè)監(jiān)測點(diǎn),完全定位管子由直管到彎管的運(yùn)動(dòng)軌跡,且監(jiān)測點(diǎn)須和模具位置有所關(guān)聯(lián)。

1.1 機(jī)頭移動(dòng),傳動(dòng)設(shè)備固定。

(1)硬連接: 機(jī)頭模具同擠出機(jī)硬連接,然后擠出機(jī)整體驅(qū)動(dòng),做指定移動(dòng);

(2)軟連接: 機(jī)頭模具同擠出機(jī)軟連接,然后驅(qū)動(dòng)機(jī)頭模具來作角度調(diào)整。

1.2 機(jī)頭不動(dòng),傳動(dòng)設(shè)備做調(diào)整。

1.3 實(shí)驗(yàn)樣品規(guī)格:Ф457-6D(457×6),轉(zhuǎn)輥速度:350r/min

(1)實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn):彎管管體從內(nèi)徑到外徑,線速度不同,擠出機(jī)擠料的料量及速度需要控制,外側(cè)高于內(nèi)側(cè);

(2)料口位置: 擠出料口位置端面中心處于彎管旋轉(zhuǎn)中心對齊的位置。不論是彎管段還是直管段,只要機(jī)頭模具端面與其通過的管截面平行對齊就可以;

(3)模具尺寸參數(shù)

料口:80/30

模具:芯?!?,外?!?,口?!?,分流塊×2,調(diào)價(jià)環(huán)×2,如圖1模具圖示。

圖1 模具圖示

混料選擇在模具內(nèi)部混合,底膠和PE料混料流道靠近口模,分層明顯,防止徹底混合。不需要出氣孔,因?yàn)槭莾?nèi)部混合,空氣不會(huì)充斥于層料之間,不用擔(dān)心不粘接的問題。

模具整體尺寸:643×1244

模具內(nèi)表面的錐度:18°

底膠、PE內(nèi)側(cè)混合 底膠進(jìn)料口:Ф80×74.5

PE進(jìn)料口:Ф30×77.5

調(diào)節(jié)環(huán):δ=70

機(jī)料口:488.5mm

模具間隙:479.5mm

料壁間隙:15.725mm

對于模具的運(yùn)動(dòng)軌跡,主要分為三部分:直管段→彎管段→直管段,在兩個(gè)直管段的位置,模具運(yùn)動(dòng)軌跡正好相反,包括偏轉(zhuǎn)方向及整體移動(dòng)距離。在直管段與彎管段過渡的時(shí)候,是調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。需要精準(zhǔn)監(jiān)測出模具與彎管之間的間隙尺寸,從而通過電控在發(fā)生干涉之前做出反應(yīng)調(diào)整,并且要留出余量,直到在彎管段定位出固定的位置,就可以暫時(shí)不用調(diào)整,直至下一個(gè)直彎過渡處[2]。

2 機(jī)頭模具與擠料口的連接方式

軟連接用于擠出用料的加熱軟管系統(tǒng),將承受非常高的溫度和壓力應(yīng)變。H系列加熱軟管系統(tǒng)與T3PTFE系列相結(jié)合,壓力軟管特別適合作為連接軟管,作為擠出機(jī)和工具之間進(jìn)行剛性連接和多種連接,消除了通常需要的連接元件單獨(dú)加熱,絕緣和控制的麻煩。靈活的連接大大簡化了工具更換和維護(hù),加熱系統(tǒng)可以很容易地安裝在所需要的設(shè)備位置。

對于模具擠出機(jī)鋼性連接,整體移動(dòng)調(diào)整位置,雖然免去了軟連接的麻煩,但在小間隙調(diào)整位置的時(shí)候,整體移動(dòng)反應(yīng)速度和移動(dòng)速度明顯偏慢,且自重較大,動(dòng)作遲鈍,一般調(diào)整間隙控制在30mm之內(nèi),由于慣性也會(huì)影響彎管在傳動(dòng)線的位置或者損傷管體及模具機(jī)頭。

3 機(jī)頭模具的運(yùn)動(dòng)控制

機(jī)頭模具所需要的活動(dòng)方向很多,包括前后左右以及上下的整體移動(dòng),還有模具頭尾的扭動(dòng),因此對于模具機(jī)頭的輔助支撐以及動(dòng)力支持要求較高,并且還要達(dá)到相應(yīng)的精度范圍。有兩種方案可供選擇。

一種是在模具底部做支撐,加一個(gè)萬向輪小車,把模具固定在小車上面,小車可選擇用電動(dòng)絲杠或者液壓缸驅(qū)動(dòng)升降,而模具機(jī)頭的前后左右活動(dòng)選擇用電動(dòng)推桿來驅(qū)動(dòng),電動(dòng)推桿需要施加一個(gè)門架來固定。因?yàn)槟>咂频木嚯x不大,所以精度要求較高,電動(dòng)推桿是最好的選擇。這種方案的缺陷是支撐過于單薄,小車單體存在,模具升降全靠裝在小車的電動(dòng)絲杠來實(shí)現(xiàn),這樣的話絲杠承重太大,移動(dòng)不便,且在模具上下移動(dòng)的時(shí)候與彎管傳動(dòng)線保持水平很難調(diào)節(jié)。在模具前后左右扭轉(zhuǎn)的時(shí)候萬向輪小車容易卡死,電動(dòng)推桿因?yàn)橐?qū)動(dòng)模具和小車,需要的推力更大,會(huì)嚴(yán)重影響模具同彎管的夾角調(diào)節(jié),精度下降。

4 機(jī)頭模具的輔助設(shè)備

還有一種方案是門架支撐代替小車,如圖2模具活動(dòng)門架所示。

圖2 模具活動(dòng)門架圖示

在模具頭部和尾部焊接耳座,用倒鏈懸掛于門架,模具前后左右偏轉(zhuǎn)還是選擇用電動(dòng)推桿,電動(dòng)推桿也是固定在門架。但這個(gè)門架和第一種方案中提到的門架不同,因?yàn)檫@個(gè)方案取消了萬向輪小車,模具的上下調(diào)節(jié)需要在門架上施加動(dòng)力[3]。所以電動(dòng)推桿的固定座需要和門架滑塊連接,滑軌則裝在門架的一側(cè)與滑塊配合,電動(dòng)絲杠的絲母與滑塊固定,在兩個(gè)電動(dòng)推桿安裝座下面安裝兩個(gè)電動(dòng)絲杠,絲杠輸入軸用聯(lián)軸器固定,同一個(gè)電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng),進(jìn)行整體模具的升降,保證兩個(gè)滑塊在同一水平面,進(jìn)而保證模具頭尾相平。最后在模具上面加一個(gè)簡易水平儀,以防電動(dòng)推桿和模具中心不在同一水平面,活動(dòng)的時(shí)候容易卡死。此方案的優(yōu)點(diǎn)在于絲杠的承重較小,且上下移動(dòng)同步,電動(dòng)推桿需要的推力也大大減小,在必須施加門架的情況下對門架的利用用到了極致。模具的活動(dòng)維度也比較大,方便在包覆生產(chǎn)時(shí)與彎管間隙夾角的調(diào)節(jié)。

表1 萬向輪小車與滑軌門架的比較

上述兩種方案的比較如表1所示。

5 涂覆技術(shù)的應(yīng)用

熱煨彎管包覆式3LPE涂覆技術(shù)的難點(diǎn)就在于模具機(jī)頭的設(shè)計(jì),目前此技術(shù)已經(jīng)在市場上試驗(yàn)成功并且開始運(yùn)用,例如高層建筑給水、熱網(wǎng)供熱、自來水工程、燃?xì)膺\(yùn)送、埋地輸水、石油運(yùn)送管道、印染等職業(yè)運(yùn)送腐蝕性介質(zhì)的工藝管道都離不開彎管段的連接。

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