桂林市君威机电科技有限公司 广西桂林 541004
摘要：对低温母炼线上某出胶位置双螺杆压片机实现自动化生产进行研究。通过在双螺杆压片机出胶侧增加切刀，以及根据挤出机电流与密炼排胶信号控制压片机与切刀的自动运行。该技术生产运用后，效果良好，实现了双螺杆挤出压片机出片位置基本自动化生产。
关键词：双螺杆挤出压片机；低温炼胶线；自动化；切刀
前言
目前行业内，轮胎母炼胶生产线下辅机多为双螺杆挤出压片机。由于其工作效率高，生产连续化，环保性强等优势，受到广大密炼机用户青睐。但在生产中发现挤出机自动调速采用线性跟随电流调节的方法并不理想。其原因在于胶量在螺杆内成非线性变化，从而引发挤出机电流波动量大，速度无法自动调节。再者当一车胶料快出完时，下车胶料未达到，为了使同批次胶料连续进入胶冷机，此时需降低螺杆挤胶速度以及停压片机处理。由于此功能在国内大多数轮胎企业一直无法完全靠自动化实现，双螺杆压片机基本上靠人工操作方式进行生产。某轮胎公司在引进近江度量衡的低温补充炼胶线时，作为低温母炼线上的某出胶机保留了原双螺杆挤出压片机。然而在与传送线联动控制中发现，手动操作生产形式已无法满足低温线的生产效率。相比原先的生产形式，现要求每车胶料都要区分，以便进入低温单元。同时每车胶料快出完时，由操作工手动割断胶料，以预留小部分料在螺杆机筒内，确保下车同批次料出片平整。故目前此位置的操作劳动力强，生产中也无暇顾及低温单元的炼胶情况，产量一直上不去。本文就如何降低此处劳动量以及如何提高生产效率进行研究，通过在辊筒上方增加切刀等手段，实现胶片的自动裁切及压片机自动出片。
1 双螺杆挤出压片机的工作原理
橡胶的配料配置完成后，将被送到密炼机，由密炼机炼机炼胶完成后通过接料槽送入双螺杆挤出压片机中，该设备作为密炼机的下辅机，要求螺杆能在最短的时间把松散的胶料压实并迅速挤出后压延成片。该双螺杆挤出压片机系统的电气控制功能分为两部分：手动操作功能和自动运行功能。手动功能是通过人工调节操作台上的挤出机和压片机的给定电位器来调节电机转速，以达到产品的工艺要求。自动功能是通过调节操作台上的自动给定电位器来调节压片机转速，同时根据设定的出胶压力自动调节挤出机的转速。本文主要研究的是自动运行部分。在自动运行的条件下：为使XJYSZ330型双螺杆挤出压片机(以下简称“挤出压片机”)产出连续规则的橡胶片，密炼机下料到接料槽后，接料槽内置的料位感应器将料位信号传递至挤出压片机的控制器，控制器根据预先的设定将辊筒转速调节在相应的数值：当接料槽内橡胶过多时，控制器调节辊筒速度至高速，使橡胶被挤出压片机迅速挤出；当接料槽内橡胶适中时，控制器调节辊筒速度至中速，使橡胶被匀速挤出；当接料槽内橡胶过少时，控制器调节辊筒速度至低速，保证橡胶的连续出片。而螺杆速度则在辊筒速度的基础上调节，当螺杆内橡胶过多，其电机电流值因此过大时，控制器将调节螺杆转速使其单位时间递减1转的速度下降，使电流回稳至设定的参考值，以使橡胶在出片的过程能均匀、稳定和连续；反之，当螺杆内胶料过少，电机电流此时的值过小时，控制器将调节螺杆转速使其单位时间递增1转的速度上升，使电流升至参考值。
2 压片机新增切刀的运用
现生产中胶料经过挤出机出片后，自动进入低温线入胶输送带，无需人工牵引胶头，减轻了劳动力。但是当胶料快出完时，还需要人工进行切断。经现场对双螺杆压片机的结构研究，提出在压片机辊筒上方增加切刀装置。此装置可对双螺杆挤出的热胶片进行裁切，一来用于胶料批次区分，二来降低员工劳动量，为实现挤出压片机出片位置自动化生产做好基础，其大致结构如图1所示。
主要技术参数如下（采用气动切刀结构）：（1）切刀气缸采用Ф125×400带夹紧模块气缸，带夹紧模块的气缸在气缸断气时可停止动作，以保证气缸在缺气状态下不动作，保证安全。（2）切刀宽度：900mm。（3）切刀两侧采用直线导轨导向。（4）增加三位五通中封式电磁阀（DC24V，3/8）1只，用于控制切刀的动作。（5）切刀收回位置，两侧增加防护设施。当设备检修时，除了有气动抱闸外，还必须增设安全销。
3 电气系统设计
3.1 网络结构
低温线的工作流程是当密炼机下排的胶料经过双螺杆挤出压片后，由低温线的入胶输送线把胶料输送到各开炼机单元中。故双螺杆压片机与入胶线必须有严谨的联动控制。为了使双方的联络信号及时传送以及减少布线量，把双螺杆压片机PLC系统设为传送线的一个本地站，两者之间采用CC-Link现场总线连接，相关的网络结构如图2所示。
3.2 控制流程
该系统控制对象主要有两部分：一是切刀，二是压片机，两者的控制流程大致如下。（1）压片机工作方式分为自动和手动，人工可自由选择。压片机自动运行条件有三方面，一是挤出机有胶料，通过挤出机电流的大小以及密炼机排胶信号共同来确认挤出机是否有胶；二是挤出机电流大于等于180A（注：不同胶种有差异，可在触摸屏设置）；三是入胶线有出胶请求；当上述三个条件都满足时，系统自动启动压片机出胶。当一车胶料快出完时，挤出机的电流会急速下降，当电流小于等于70A时（注：不同胶种有差异，可在触摸屏设置），可判断挤出机内胶料已经很少。此时系统自动停止压片机，延时2s，系统启动切刀下降，切断胶片，一车料出胶动作完成。（2）当挤出机有2车胶料堆积时，当压片机出完一车料，挤出机电流还是大于180A，这时需要根据设置的出片时间来控制压片机与切刀。当出片时间到达设定值时，压片机自动停止，切刀延时4s下降，切断胶料，一车料出片动作完成，等待入胶线请求下车料出片。
3.3 阻料系统
为了阻止挤出机接料槽内堆积过多胶料，该控制系统设有阻料功能，可设置阻料车次小于等于3车。当密炼机排胶一次，自动累计一个排胶车次。当排胶车次大于等于阻料车次时，系统会自动阻料，避免人工操作失误导致胶料堆满。同时压片机有出胶动作时，系统会自动减去1车次，前提是排胶车次显示大于等于0。
3.4 报警系统
（1）当压片机出胶15s，入胶线感应开关没有检测到胶料时，系统会报警，提示操作人员检查压片机出胶状态是否正常。（2）当压片机一车料出胶完成，挤出机内还有料，当运转电流超过120A，如果在120s后压片机还未运转出胶，系统会报警，停止挤出机运转，以保护挤出机。
3.5 参数界面
系统涉及的出片时间、切胶时间、阻料车次等相关参数都将在三菱人机界面上设置完成，根据不同的胶料选择合适的参数。同时压片机、挤出机运行情况，密炼机的阻料信息都在界面上直观显示，画面如图3所示。
图3系统可视化人机界面
结束语
通过设计在双螺杆压片机上增加切刀，实现压片机自动出片以及胶片自动切断功能。该方案经实际运用后，效果良好，有效减轻了员工的劳动力，同时提高了生产效率，基本实现自动化生产。
参考文献
[1]王宽田. 双螺杆挤出压片机调速系统改进[J].电子世界，2012(11).
[2]刘贵宝.三菱触摸屏在PLC控制系统的应用[J].可编程控制器与工厂自动化，2010(11).
[3]王宽田. 叶俊明. 苏鹏鉴. 等.双螺杆挤出压片机调速系统改进[J].电子世界，2012(06).
论文作者:杜海
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/7
标签：挤出机论文; 胶料论文; 压片机论文; 双螺杆论文; 电流论文; 橡胶论文; 低温论文; 《基层建设》2017年第18期论文;