能快速变径的管材挤出生产线

作者:本刊编辑(素材来自巴顿菲尔辛辛那提) 文章来源:PT塑料网 发布时间:2020-04-12
为提高生产的灵活性,位于丹麦的电信行业服务商Emtelle公司购买了一条巴顿菲尔辛辛那提的FDC(Fast Dimension Change)管材挤出生产线。这条生产线的最大特点在于,只需按下按钮,即可实现管材规格在线调整。

FDC(Fast Dimension Change)是一种用于管材挤出加工中的技术。采用该技术的生产线能在非常短的时间里在线改变管材规格且产生的废料少,从而使加工企业能灵活地满足不断变化的市场需求。

位于丹麦的Emtelle公司是一家全球性的电信行业服务商,为世界各地生产通信网络用管道解决方案,以及微型和小型电缆。该公司一直在扩充产品种类,比如,其位于丹麦S?nder Felding的工厂还生产高压输水管材。为了能够快速完成客户订单,同时不增加库存,该管材制造商购买了巴顿菲尔辛辛那提的整套FDC(Fast Dimension Change)管材挤出生产线,以替代其灵活性较小的生产线。

这条FDC管材挤出生产线于2015年投产,是一条4层共挤生产线,包括4台主机和1台用于挤出彩条的共挤机,另外还有两个FDC定径套,以及一整套FDC下游设备。该生产线能生产200~800mm的管材,这在业界是极为独特的。其中,较小的自动定径套用于生产200 ~355mm的管材;较大的定径套用于生产400~630mm的管材;直径710~800mm的管材采用标准定径套。在配备高效空气冷却(EAC,Efficient Air Cooling)系统的情况下,这条生产线的产量可达1500kg/h。 

生产线组成

1.挤出机

solEX、solEX GL和solEX NG单螺杆挤出机为高性能HDPE的加工提供了温和、均匀的塑化。另外,uniEX 45-30、uniEX 35-30以及solEX 75-40挤出机分别挤出管材的4个不同层。其中,solEX 75-40挤出主层,uniEX 35-30挤出内层,两个外层分别由uniEX 45-30和另一台uniEX 35-30挤出。

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4台挤出机用于挤出管材的不同层

2.模头

实现管材规格快速转换的关键在于生产线中带有可调节熔体间隙装置的helix II模头。模头的衬套能沿着一个锥形芯棒的轴向移动,从而使熔体间隙能在不同大小之间来回转换。该模头可在生产线运行时进行调节。这一概念适用于单层和共挤,以及SDR(管材标准尺寸比)在11~33范围内的管材,也能根据客户需求订制。

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管材规格快速转换的关键在于带有可调节熔体间隙装置的模头

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模头衬套能沿着锥形芯棒的轴向移动,使得熔体间隙能够切换至不同大小

值得一提的是,在K 2019展会中,巴顿菲尔辛辛那提进一步扩展了可调节熔体间隙装置的产品范围。新装置覆盖的直径范围为1200~1600mm,且无需更换口芯模。这一特点在大口径管材的生产中尤为关键,因为更换口芯模需要一些特殊的操作,而由于尺寸原因,这些操作还是存在一定危险的。

新的可调节熔体间隙装置如果配合附加的扩展套件,可以生产直径400~1600 mm的管材。展会结束后,这件展品直接交付给了一家墨西哥客户,这家客户对该系统的灵活性和操作安全性印象特别深刻。

目前,巴顿菲尔辛辛那提可提供生产直径为90~160mm、140~250mm、200~355mm和400~630mm管材的整套FDC生产线。

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K 2019展会中展出的可调节通体间隙装置

3.定径套

巴顿菲尔辛辛那提能提供4种规格的FDC定径套,生产的管材直径可达630mm,也能根据特殊尺寸要求进行订制。定径套的圆柱形结构确保了管材拥有光滑的表面、理想的壁厚分布以及截面的圆度。

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定径套在不同大小之间切换

4.真空槽

FDC真空槽能围绕管材整个圆周范围提供加强的冷却。槽内的调节单元确保了180°的管材支撑

5.真空密封

持续的FDC真空密封通过一个橡胶膜得以实现。在没有管材通过时,此橡胶膜闭合;当有管材通过时,该橡胶膜紧贴管材外壁打开。无论哪种状态,都确保了真空环境。

6.冷却槽

冷却槽中的中心控制单元能为管材提供可调整的支撑,它确保了不论直径如何管材都是居中的

7.牵引机

在管材规格转换过程中,带有FDC功能的牵引机能进行自动调整。

8.切割单元

带有FDC功能的切割单元是针对自动尺寸调整而设计。中心夹紧装置确保了管材居中且安全的夹持,以实现优化的切割性能。

案例

介绍过生产线的组成,本文将通过一个实际的案例来说明自动的管材规格调整是如何实现的。经过这项操作,管材的尺寸将从直径225mm、壁厚13.4mm转变为直径315mm、壁厚18.7mm。

FDC管材挤生产线的控制系统可提供整条生产线的相关参数概述。操作员可以选择菜单和规格,然后按下按钮即可启动在线规格转换过程。

程序启动后,定径套、可调节熔体间隙装置、模头与真空槽之间的距离以及管材在真空槽中的支撑都由控制系统进行自动调整。

由于规格发生了转换,因此不可避免地会出现一段锥形的管材。当锥形管材到达真空槽末端时,灵活的密封会根据管材尺寸进行调整以确保持续的真空状态。

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真空槽末端的橡胶膜会根据管材尺寸而调整以确保持续的真空状态

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在自动规格转换过程中,控制单元能为操作员提供关于锥形管材的实时信息。图中黄色的进度条代表了锥形管材在生产线中所处的位置

当锥形管材经过成形工位时,辊之间的距离也将得到调整以补偿管材的椭圆度。

然后,锥形管材离开真空槽进入冷却槽。冷却槽中可调节的管材支撑单元会确保管材居中进入冷却槽。

接下来的牵引、切割单元都根据新的尺寸自动调整管材位置。

最终结果是,只需10min就完成了自动规格调整,中间过渡的锥形管材长度约10m。经过70min后,这段锥形管材通过生产线,新尺寸的管材生产也已就绪。经过调整的管材其公差满足DIN8074标准。总的废料长度为22m。

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管材自动规格调整过程中产生的废料

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