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中空吹塑论文

目录

一、引言…………………………………………………………………………1

二、吹机的发展…………………………………………………………………1

三、瓶机的组成…………………………………………………………………2

四、工作原理……………………………………………………………………3

五、驱动设备…………………………………………………………………5

六、辅助设备…………………………………………………………………5

七、检查和维护…………………………………………………………………5

八、机器保养……………………………………………………………………6

九、注意事项……………………………………………………………………7

十、结语…………………………………………………………………………8

参考文献………………………………………………………………………9

中空吹塑机原理与保养

摘要:

吹瓶机就是应用中空吹塑成型技术进行吹瓶工作的机器，它是集PLC控制，液压驱动，气体驱动,光电开关，传感器，接近开关等多种机电设备与一体的机电一体化设备。

与注塑成型相比，该设备造价较低，适应性较强，可成型性能好，可成型具有复杂形状的制品。

吹瓶机是将塑料颗粒加热融化通过挤出机挤出型坯，利用压缩空气将型坯吹附到一定形状的模腔，从而制成产品。

为了提高吹瓶机的工作稳定性和工作效率本文提出了一些切实的操作技能，维护方法，和改进建议。

关键词：

中空吹塑成型技术，吹瓶机，维护，操作

一、引言

塑料中空容器以质轻价廉、安全性高等特性,广泛应用于饮料、医药、化妆品、食品及化工行业。

吹瓶机以其安全可靠和极高的工作效率更是受到青睐。

本文主要讨论吹瓶机的组成部分，工作原理，驱动设备，辅助设备，以及实际使用中的维护和调试。

二、吹瓶机的发展

吹塑工艺在第二次世界大战期间，开始用于生产低密度聚乙烯小瓶。

50年代后期，随着高密度聚乙烯的诞生和吹塑成型机的发展，吹塑技术得到了广泛应用。

EnochBergner和WilliamKopeks最先验证了吹塑加工工艺。

这种工艺的原理源自于玻璃用品吹制。

1938年，Ferntree和Copake制造了一台吹瓶机并把它卖给了哈特福德帝国公司。

这就是商用吹塑加工工艺的开端。

在19世纪40年代，塑料制品的品种和数量都非常有限，因此，吹塑工艺直到很晚才得到飞速发展。

随着产品种类的增多和生产率的提高，很快吹塑工艺制作的塑料制品越来越多。

在美国的软饮料工业里，塑料容器的数量从1977年的0一直增长到1999年的100亿。

利用吹瓶机制造的中空容器的体积可达数千升，有的生产已采用了计算机控制。

适用于吹塑的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯等，所得之中空容器广泛用作工业包装容器根据型坯制作方法，吹塑可分为挤出吹塑和注射吹塑，新发展起来的有多层吹塑和拉伸吹塑。

现在，更多的塑料产品被吹制出来，并且在未来其数量会一直保持增长。

三、吹瓶机的组成

图1吹瓶机

吹瓶机是集PLC控制，PLC控制，液压驱动，气体驱动，位移传感，限位系统，伺服油泵，大型变频器等于一体的的高端的机电一体化设备。

以雅琪快速平移系列Linearseries（LIN-90II-TS）为例说明其组成

（一）控制系统

控制系统是一台机器的大脑要保证其性能稳定和人际交互。

该机由backoff（倍福）控制系统，控制系统基于windowsCE系统开发，保证性能的稳定性；15寸彩色显示全触控操作屏幕，保证人机交互；全闭环控制移模动作；显现及修改电热温度值、预热值、高低温警报等；可预设定时加温；显现及修改所有位置设定、时间设定、及动作状态等；显现机械全自动时所需周期时间及预防警告系统所有动作；显现所有警报信息、原因、历史、及修改记录；显现外接开关96/96输出输入点状态；级别密码设定；设有USB接口可下载上载警报信息和生产工艺。

（二）挤出系统

挤出系统是机器生产产品的重要机构，他的稳定和优良性能决定了瓶子质量和稳定的生产。

该挤出系统机头环杯置有3点调整设计；双层共挤生产可高达10模头；杆筒设有离子风机除静电装置；400点厚薄控制，配用意大利名牌伺服油缸；SEW电动机；富士变频器；意大利伺服油缸这些优质精良的配件组成决定了机器挤出系统长久稳定的工作。

（三）吹风系统

吹风系统及吹风控制也是机器重要的机构，吹气小会造成瓶子不够光滑甚至吹不起来，吹气过大会造成模具被吹开，因此吹风系统需要能够精密控制气量及吹气时间。

该机所有吹风座动作均用VICKERS比例液压驱动；吹风座配互换T板，3点调整吹风杆，可调校角度斜吹风；三步比例吹气及快速排气；独立调节阀控制料筒气压、吹风气压、余料冷风气压及冷风针气压；美国FESTO气动控制；日本SMC气动气缸；三步比例吹气及排气

（四）液压系统

为了保证机器产量就需要快速的移动模具，因此控制模具的液压系统需要快速精确，模具重量超过200公斤，为了保证模具移动的安全性就需要液压系统的安全性。

该机液压系统采用美国Vickers变量液压泵、液压阀及储能器；闭环比例液压循环系统；均配有Vickers比例阀，可调节速度及压力比例，保证了机器移模的快速和安全。

四、工作原理

（一）机器控制

闭环（ClosedLoop）技术是指将连线校验的工艺参数集成于拉伸吹瓶机的工艺控制系统中，形成一个闭合的、自动控制和自动调节相结合的生产循环过程。

智能化的机器控制技术旨在提高吹瓶机的质量保障体系。

通过AgrPETWallplus监测系统的使用可对诸如瓶壁厚等瓶坯的各种数据进行监控。

在工作时，偏离系统额定值的数据将会被立即辨认出来，此信息会被及时传送到吹瓶机瓶坯加热单元的控制系统，控制系统将迅速反映并单独控制加热炉内各加热灯管的额定值。

因此即使各瓶的数据不同，在初始设定的工艺参数仍保持不变的情况下，生产出的瓶子质量仍稳定可靠。

（二）工作原理

1、加热熔化

利用自动真空吸料机将塑料颗粒吸上吹塑机料斗，进入螺杆加热阶段，加热至180℃左右融化，通过螺杆挤到机头部位。

2、挤出型坯与预吹

吹塑过程是一个双向拉伸（纵向和横向）的过程，在此过程中，PET链呈双向延伸、取向和排列，从而增加了瓶壁的机械性能，提高了拉伸、抗张、抗冲强度，并有很好的气密性。

虽然拉伸有助于提高强度，但也不能过分拉伸，要控制好拉伸吹胀比：

径向不要超过3.5～4.2，轴向不要超过2.8～3.1。

瓶坯的壁厚不要超过4.5mm。

吹瓶是在玻璃化温度和结晶温度之间进行的，一般控制在90～120度之间。

在此区间PET表现为高弹态，快速吹塑、冷却定形后成为透明的瓶子。

在一步法中，此温度是由注塑过程中的冷却时间长短决定的（如青木吹瓶机），所以要衔接好注—吹两工位的关系。

吹塑过程中有：

拉伸—一次吹—二次吹，三个动作的时间很短，但一定要配合好，特别是前两步决定了料的总体分布，吹瓶质量的好坏。

因此要调节好：

拉伸起始时机、拉伸速度、预吹起始和结束时机，预吹气压力，预吹气流量等，如有可能，最好能控制瓶坯总体的温度分布，瓶坯内外壁的温度梯度。

图2吹瓶机挤出系统示意图

3、进模和吹气

型坯到达一定长度，模具会移动到型坯位置并夹住型坯，触发切刀切断型坯，模具回到原始位置吹风坐下降插入模具进行吹气。

4、取瓶和打水口

吹气完成后模具开模，吹好的瓶子被粘在吹针上（此时的瓶子有上下水口），模具重复进模夹型坯动作，此时副模夹住瓶子，待模具吹气时副模移动到打水口位置执行打瓶底水口动作。

5、机械手取瓶

机械手进入副模取瓶，放置在夹住瓶子的传送带上，瓶子的上水口在旋转行进过程中被切刀切下。

此时的瓶子已经是完美的瓶子了，瓶子通过传送带进行快速漏气测试和视觉检测，合格的瓶子将会进入打包机进行打包。

五、驱动设备

（一）液压驱动

吹瓶机中模具的开合和进退，吹风座的上下及打水口等需要力度大的动作全部是液压驱动。

液压泵使用的是56KW直流电机带动柱塞变量泵，通过一系列的溢流阀，减压阀，及比例减压阀，比例溢流阀，比例方向阀，来控制各部分液压缸液压油流向和流量。

其中制作大瓶子模具开合，和模具进退的频率较小的吹瓶机，从节能和耐用的角度考虑应选用伺服液压泵。

（二）压缩空气驱动

吹瓶机中机械手进退及夹瓶动作使用压缩空气驱动。

压缩空气驱动力度小，动作缓慢，不会夹坏瓶子。

压缩空气通过气动阀来调节气流大小和方向。

六、辅助设备

（一）空气压缩机

吹瓶机必须要有吹的动作，而吹则需要的是压缩空气，因此辅助设备中包括2台空气压缩机，制造的压缩空气为0.8MPa。

此压缩空气用于吹瓶，同时也用于机器中用于风力传送瓶子，和机械手的运行，风力传送带的气动开关，瓶子的快速测漏，自动打包机的气动设备。

由此看出压缩空气的重要作用

（二）压缩空气干燥机和过滤器

由于压缩空气中可能含有油污和水分，污染瓶子，影响气动设备的寿命。

因此配备了压缩空气干燥机和8道过滤器。

保证压缩空气是干燥和清洁。

（三）水循环系统和制冷压缩机

吹瓶机中的液压油需要常温水冷却，吹风针和模具需要冰水冷却，因此需要配备水循环系统和制冷压缩机。

七.机器检查和维护

（一）加料位不加料，需进行检查几种情况：

是否已经料斗没有料了，如果是：

需要赶快加料不是：

请检查吸料机的控制接触器是否在得电状态，并且检查放料斗是否被卡主。

需要定时清理吸料机空气滤芯。

（二）瓶子吹成后不能从模具中取出：

首先应该将模具打开，用手动开合模，如果正常，在用空运行状态运行一下，如果也正常的话。

请检查你的排气时间设置，如果排气设置正常，且每次只要一吹瓶就故障的话，那么可以判断是排气阀的问题，请打开排气阀检查其弹簧和密封件情况（这种故障还有一种现象是排气声音比较大或有排不净的声音）。

如果你遇到的是很多模生产正常偶然来一下这种开不了模的情况，请检查锁模销是否有断了的螺丝在里面，另外请检查锁模力度是否太大，如果太大应该按照标准重新调整。

还需要检查的是吹针是否过热，如果过热则应检查吹针冰水循环，可能通道堵塞，可能是冰水压力不够。

（三）瓶子总是夹伤：

机械手的位置是否错位，机械手是否损坏。

（四）两个机械手相碰撞：

这种情况需要重新手动复位机械手，是由于错位引起的

（五）机器自动停机：

这是由于某些部位被卡住，导致部件不到位；或者某些零件损坏，出胶变频器高压保护；液压泵高压保护等而造成自动停机。

（六）切水口部位卡瓶：

由于原料中含有杂质，瓶子不成形，无法通过传送带顺利送出而被卡住。

或者是因为刀片位置偏移。

（七）液压油温度过高，

这是由于冷却水压力不够，或冷却水温度过高，或者冷却水电磁阀损坏引起的。

八.机器保养

保养有日常保养和定期维护。

产工艺流程全部自动化，控制系统设有自动报障功能当操作错误时会出现故障时，电脑会显示并发出报警。

1、每班开启塑料吹瓶机之前，必需在各活动部件加光滑油一次。

（机械手、机械手导轨、开合模导轨）

2、摆臂可（3—4）天加一次。

加温机大链条、小链条可一个月一次。

经常检查主机减速器、加温机减速器能否缺油。

主机轴承可（2—3）个月加一次。

3、消费前检查各运动部件能否结实，螺丝能否松动零落，特别是冲击力较强的中央，皮带传动局部能否异常。

4、检查高压气源，低压气源，电源，水源能否正常。

5、检查各急停开关，平安门开关，维护安装检测开关能否正常。

6、检查加温头进胚，掉胚局部工作能否正常。

插胚如不到位可调理压胚安装螺母。

7、检查灯管能否损坏，断裂。

要及时改换。

8、检查各气动元件能否漏气，动作能否灵活。

9、检查三联体能否异常漏气，能否梗塞，水杯储水量能否太满。

10、塑料吹瓶机电磁阀遇有异常时，要及时清洗

11、塑料吹瓶机模具必需定期清洗，抛光。

12、开启上下压气源开关时必需迟缓动作，以防气源流速太快脏物吹进电磁阀，同时翻开排气阀门30秒钟，确保空气洁净。

13、塑料吹瓶机起动时必需确信机械局部良好，机器内部无人，无异物。

特别是摇把位置，以免伤人。

同时关好平安门。

14、起动机器时必需先启动电动机，延迟30秒启动加温机，以防电压动摇。

启动加温之前先肯定冷却水有没翻开。

15、注意换模过程中的注意事项：

对模具进行检查；对模具垫片进行检查；对模具做清洁工作。

九.吹瓶机的注意事项

吹瓶机的自动控制系统主要是变频器、PLC、传感器等电气设备，温度是影响变频器、PLC及其它电气设备寿命的关键因素，必须保证电控柜空气流通，周围温度必须控制在允许的-10~50℃范围以内，禁止对变频器及PLC的控制回路进行绝缘性能测试，在检查变频器之前，须关掉电源，待变频器上POWER灯（亦作充电指示灯用）熄灭再作检查。

由于变频器、电磁阀的开关频率高，有较大的漏电流，必须把变频器、电机、机壳可靠牢固接地，且零线、地线分开。

电源进线须经漏电开关引入。

禁止在变频器的输出端连接用于启／停电机（或变频器）的电磁接触器，禁止把电源接到变频器的输出端子。

气动元件如电磁阀、气路板、调速阀等可通过手动调整来检查好坏和动作可靠性，电磁阀可手动强制动作以判断是电磁线圈烧毁还是阀路堵塞。

电器部分以PLC和变频器为主，其它开关输入信号、输出信号的检查与维护，可通过对照PLC输入输出信号指示灯一一校验，检查开关元件是否损坏、线路是否断线、各输出元件（继电器、指示灯、电磁阀线圈等）是否工作正常。

PLC和变频器是以半导体元件为中心而构成的静止机器，为了及早防止由于温度、湿度、尘埃、振动等等使用环境的影响，和使用零件的老化、寿命等等而发生故障，必须进行日常检查

十．结论

为了研究符合国情的吹瓶机发展战略，有必要研究影响吹瓶机数量与品种发展的应用性差异，从而制订对策。

从需求上看，饮料生产及包装企业、食用油企业、制药企业是瓶子的需求大户，而制作瓶子当然离不开吹瓶机。

如何客观描述吹瓶机远景发展趋势，估算需求数量与品种，合理进行吹瓶机生产企业的布局，这些都要从需求上入手，只有打通吹瓶机生产企业----瓶子生产企业----瓶子需求企业这条需求链，才能够出奇制胜。

参考文献

1.王艳芳，中空吹塑，化学工业出版社，2006

2.朱艺华等，塑料中空成型技术，化学工业出版社，2012-10-1

3.卢少忠等，塑料挤出机头设计经验，机械工业出版社，2005-6-1

4.于丽霞，张海河，塑料吹塑成型与实例，化学工业出版社，2005-7-1

5.邱建成，塑料挤出中空吹塑成型技术，机械工业出版社，2010