关于热煨弯管包覆式3LPE涂覆技术的模具及其辅助设备的设计研究

2020-08-11 02:23张灵东张毅杰
全面腐蚀控制 2020年2期
关键词:门架挤出机直管

韩 勇 张灵东 张毅杰

(1.天华化工机械及自动化研究设计院有限公司,甘肃 兰州 730060;2.宝钢集团新疆八钢金属制品公司,新疆 乌鲁木齐 830022)

0 引言

防腐弯管涂覆技术的涂层,其底层是与弯管面所接触的环氧粉末防腐涂层,中间层为带有分支结构功能团的共聚粘合剂,而面层为高密度聚乙烯防腐涂层。3PE防腐涂层综合了环氧树脂和聚乙烯材料的高抗渗性、机械性能高等特点。但由于弯管不同于直管生产方便,一次成型比较困难[1]。现就此技术难点进行了模具设计和实验研究。

1 机头模具的设计

机头模具不能做无规则摆动,直管与弯管同机头模具的夹角不同,须在包覆实验中对三个位置点进行检测标记,作为参考值。这三个点分别是弯管头部直管段、弯管段、弯管尾部直管段。还检测装置,实时监测机头模具到管壁的距离,以区分直管段包覆与弯管段包覆的不同。至少需要6个监测点,完全定位管子由直管到弯管的运动轨迹,且监测点须和模具位置有所关联。

1.1 机头移动,传动设备固定。

(1)硬连接: 机头模具同挤出机硬连接,然后挤出机整体驱动,做指定移动;

(2)软连接: 机头模具同挤出机软连接,然后驱动机头模具来作角度调整。

1.2 机头不动,传动设备做调整。

1.3 实验样品规格:Ф457-6D(457×6),转辊速度:350r/min

(1)实验注意点:弯管管体从内径到外径,线速度不同,挤出机挤料的料量及速度需要控制,外侧高于内侧;

(2)料口位置: 挤出料口位置端面中心处于弯管旋转中心对齐的位置。不论是弯管段还是直管段,只要机头模具端面与其通过的管截面平行对齐就可以;

(3)模具尺寸参数

料口:80/30

模具:芯模×2,外模×2,口模×1,分流块×2,调价环×2,如图1模具图示。

图1 模具图示

混料选择在模具内部混合,底胶和PE料混料流道靠近口模,分层明显,防止彻底混合。不需要出气孔,因为是内部混合,空气不会充斥于层料之间,不用担心不粘接的问题。

模具整体尺寸:643×1244

模具内表面的锥度:18°

底胶、PE内侧混合 底胶进料口:Ф80×74.5

PE进料口:Ф30×77.5

调节环:δ=70

机料口:488.5mm

模具间隙:479.5mm

料壁间隙:15.725mm

对于模具的运动轨迹,主要分为三部分:直管段→弯管段→直管段,在两个直管段的位置,模具运动轨迹正好相反,包括偏转方向及整体移动距离。在直管段与弯管段过渡的时候,是调节的关键。需要精准监测出模具与弯管之间的间隙尺寸,从而通过电控在发生干涉之前做出反应调整,并且要留出余量,直到在弯管段定位出固定的位置,就可以暂时不用调整,直至下一个直弯过渡处[2]。

2 机头模具与挤料口的连接方式

软连接用于挤出用料的加热软管系统,将承受非常高的温度和压力应变。H系列加热软管系统与T3PTFE系列相结合,压力软管特别适合作为连接软管,作为挤出机和工具之间进行刚性连接和多种连接,消除了通常需要的连接元件单独加热,绝缘和控制的麻烦。灵活的连接大大简化了工具更换和维护,加热系统可以很容易地安装在所需要的设备位置。

对于模具挤出机钢性连接,整体移动调整位置,虽然免去了软连接的麻烦,但在小间隙调整位置的时候,整体移动反应速度和移动速度明显偏慢,且自重较大,动作迟钝,一般调整间隙控制在30mm之内,由于惯性也会影响弯管在传动线的位置或者损伤管体及模具机头。

3 机头模具的运动控制

机头模具所需要的活动方向很多,包括前后左右以及上下的整体移动,还有模具头尾的扭动,因此对于模具机头的辅助支撑以及动力支持要求较高,并且还要达到相应的精度范围。有两种方案可供选择。

一种是在模具底部做支撑,加一个万向轮小车,把模具固定在小车上面,小车可选择用电动丝杠或者液压缸驱动升降,而模具机头的前后左右活动选择用电动推杆来驱动,电动推杆需要施加一个门架来固定。因为模具偏移的距离不大,所以精度要求较高,电动推杆是最好的选择。这种方案的缺陷是支撑过于单薄,小车单体存在,模具升降全靠装在小车的电动丝杠来实现,这样的话丝杠承重太大,移动不便,且在模具上下移动的时候与弯管传动线保持水平很难调节。在模具前后左右扭转的时候万向轮小车容易卡死,电动推杆因为要驱动模具和小车,需要的推力更大,会严重影响模具同弯管的夹角调节,精度下降。

4 机头模具的辅助设备

还有一种方案是门架支撑代替小车,如图2模具活动门架所示。

图2 模具活动门架图示

在模具头部和尾部焊接耳座,用倒链悬挂于门架,模具前后左右偏转还是选择用电动推杆,电动推杆也是固定在门架。但这个门架和第一种方案中提到的门架不同,因为这个方案取消了万向轮小车,模具的上下调节需要在门架上施加动力[3]。所以电动推杆的固定座需要和门架滑块连接,滑轨则装在门架的一侧与滑块配合,电动丝杠的丝母与滑块固定,在两个电动推杆安装座下面安装两个电动丝杠,丝杠输入轴用联轴器固定,同一个电机减速机驱动,进行整体模具的升降,保证两个滑块在同一水平面,进而保证模具头尾相平。最后在模具上面加一个简易水平仪,以防电动推杆和模具中心不在同一水平面,活动的时候容易卡死。此方案的优点在于丝杠的承重较小,且上下移动同步,电动推杆需要的推力也大大减小,在必须施加门架的情况下对门架的利用用到了极致。模具的活动维度也比较大,方便在包覆生产时与弯管间隙夹角的调节。

表1 万向轮小车与滑轨门架的比较

上述两种方案的比较如表1所示。

5 涂覆技术的应用

热煨弯管包覆式3LPE涂覆技术的难点就在于模具机头的设计,目前此技术已经在市场上试验成功并且开始运用,例如高层建筑给水、热网供热、自来水工程、燃气运送、埋地输水、石油运送管道、印染等职业运送腐蚀性介质的工艺管道都离不开弯管段的连接。

猜你喜欢
门架挤出机直管
基于新能源技术的高速公路ETC门架供电系统
高速公路ETC门架供电系统的保障方案
基于“云-管-端”体系的ETC门架健康监测平台
自由流ETC门架可靠供电系统设计分析
2018年河南省各省辖市及直管县(市)专利申请量统计表(1月)
2017年河南省各省辖市及直管县(市)专利申请量统计表(12月)
2018年河南省各省辖市及直管县(市)专利申请量统计表(3月)
耦合双槽单螺杆挤出机停留时间研究
三螺杆挤出机熔体输送能力的评价
聚乳酸用单螺杆挤出机熔体输送段数值模拟研究