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米重控制系統在聚烯烴管材生產中的應用

發布時間:2023.06.30

在塑料擠出成型過程中,擠出機的原料供給通常分為3個步驟:首先是對擠出機所需的每個組分進行稱重,其次是將每臺擠出機共需的組分進行混合,最后是將混合均勻的物料供給擠出機料斗,通過螺桿塑化熔融擠出。常規的做法是離線進行配重,即主料多少包(25 kg裝)配比輔料多少包,再通過人工攪拌裝入擠出機料斗。這樣會導致諸如稱重不準確、混料不均勻,特別是多組分配料中添加劑分散不充分等問題,有時還會由于人工配料過多造成原料的浪費和人工成本的增加,從而導致無法提供擠出機實時擠出生產量,對品質缺乏監控。另一方面,常規的擠出控制都需要操作人員設定擠出機的轉速并進行手動調節,而這并不能保證擠出產量的恒定,并且隨著時間的推移,由于溫度和壓力的波動、過濾網的狀況及其他相關工藝的變化,擠出生產量往往會發生周期性的變化,同時由于螺桿和牽引機的速度相對恒定,導致生產的制品在米重上即產品的縱向發生厚薄偏差,嚴重影響產品的質量。


1. 開機過程中的原料浪費

開機時操作工人因擔心管材壁厚偏薄,往往會在牽引時將牽引速度開慢,這樣管材不會變薄,但此時管材往往偏厚,等管材出切割機后再根據管材壁厚調

整牽引速度,每次調整周期長,有時調整多次,有時又會調過頭,管材偏厚當然是合格品,但是這是以犧牲原料成本為代價。如果有米重控制器,在開機過程中可以根據管材米重進行調控,縮短調控周期,減少原料的浪費。


2. 主機電流波動造成的原料浪費

單靠操作工人觀察主機電流的變化是很難時刻調得好,因為原料密度、熔溫、流動性、電壓波動、回收料和破碎料均勻度都是變化的,不規則的,有時當

主機電流變大時操作工人把主機速度調小,可是管材還沒出來時下一周期電流會更小,那么管材就更薄了,這就是“調反了”,像這種情況只有米重控制才會及時調整過來,因為系統本身就是時刻測量和運算。生產時將壁厚控制在下限和將壁厚控制在上限,水管的每米單重相差高達近l0%-20%(見表1,PE管材)。

 

 同種規格管材在同一設備上生產時,使用米重計控制與手動控制壁厚波動差異較大(見圖1),圖3為31 5×0.8 MPa給水管材生產過程壁厚波動圖,從圖1中可以看出利用米重計控制壁厚曲線相對平緩,同一點壁厚縱向波動最大值為0.3 mm,手動控制壁厚曲線相對陡峭, 同一點壁厚縱向波動最大值為0.6 mm,利用米重控制系統, 工人可以將管材的壁厚控制無限接近下限,而手動控制,工人會有意的將管材壁厚堆厚,這樣壁厚縱向波動時不容易產生廢品。


壁厚控制越厚,原料浪費就越多,成本越高,現將3 15×0.8 MPa給水管材每天成本分析如下:從表2和表3中可以看出兩種控制下米重相差0.465 kg/m,每根管材9米長,每天生產75根,因此可以計算出利用米重計控制每天節省原料313kg。按原材料11000元/KG計算。每天可節約3443元,每年按200天計算,可節約68萬元。