門窗塑料異型材切割長度不穩因素簡析

秦慶麗

（唐山海螺型材有限責任公司 河北 唐山 063020）

1 型材切割長度不穩定的機械影響因素

型材切割長度不穩定，長短不一主要是型材在擠出過程中所受得阻力不穩定導致的。當阻力發生變化時，型材擠出速度會發生變化，造成切割的長度發生變化，下面就從阻力產生的多個方面進行剖析。

1.1 模具部分

1.1.1 出模膨脹阻力：從塑料擠出原理可知，熔融的塑料熔體在擠出機螺桿中受到較高的壓力，熔體壓力達到200—300MPa左右，當熔體經過模具離開口模時，所受的壓力消失，熔體就會發生膨脹，簡稱“出模膨脹”，當膨脹的熔體進入定型模時，受到一定阻力。熔體膨脹變化，阻力也會發生變化。控制出模膨脹變化，主要從熔體擠出工藝，如：熔體壓力、熔體溫度、擠出轉速/負荷、擠出喂料、筒區溫度等方面進行控制。當這些控制工藝匹配不適當時，就會發生米比重的變化、型材抖動、邊線花邊等問題，阻力表現得異常明顯。

1.1.2 定型阻力：熔體離開口模進入定型模部分，熔體型材依賴真空泵產生的真空負壓，與定型模貼緊達到定型的效果，因此定型模部分主要存在的是摩擦阻力。定型模分為干定型和插塊兩部分，熔體型材在定型模內通過冷卻水逐漸硬化，定型的型材長期運行，干定型、插塊受到干性摩擦，磨損也相當大，常用的修補方式就是補焊拋光，由于這種手工方法修補尺寸偏差較大，所產生的阻力也有一定的變化。值得考慮的是，型材在定型部分，承受真空負壓的定型阻力，當真空泵產生的真空負壓不穩定時，型材與干定型的摩擦力就發生變化，因此真空泵壓力穩定、模具修補尺寸精準控制是減少或穩定定型阻力的有效方法。當然，定型水箱內冷卻水內存在的雜質，淤積在插塊上，也一定程度上產生摩擦阻力。

1.2 牽引機部分

1.2.1 牽引壓力設置的影響：眾所周知，型材牽引是依賴牽引機上下履帶的夾緊力，通過鏈條的轉動向前運動的。因此，牽引壓力越大，型材所受的夾緊力越大，型材前進的實際速度越接近設置的牽引速度。一般情況下，牽引機前后氣缸壓力設置為4MPa。但由于氣缸壓力是通過壓縮空氣獲得的，而壓縮空氣系統壓力因用氣量的波動會有一定的波動，因此，增加了一個平衡壓力氣缸，其工作原理就是通過壓力差保證牽引型材的夾緊力。一般情況下，牽引機平衡壓力設置為2MPa。當忽視這個平衡壓設置時，施加在型材上的夾緊力就會因系統壓力的變化而變化。適當設置前后氣缸壓力、平衡壓力直接影響到型材的牽引實際速度，必須得到重視。

1.2.2 履帶板狀態的影響。牽引機的履帶是由一塊一塊的橡膠履帶板組成的，橡膠會因使用的時間發生老化變硬，型材與橡膠之間的摩擦力減小，同樣履帶板的清潔情況、是否存有積水也會影響夾緊力，產生俗稱的“打滑”現象。牽引的實際長度就會與設置的速度產生差異。消除的方法是：定期清潔履帶板膠面，減少水分進入履帶板，對于磨損嚴重的履帶板須對膠面進行磨削處理，或重新包膠，以增加摩擦力。為增加摩擦力，可以定制各種規格形狀的履帶板以適應不同截面的型材，但前期投入較大，同時每次更換模具也許更換履帶板。

1.2.3 牽引驅動鏈輪、鏈條的影響。鏈輪、鏈條傳動屬于堯性曳拉嚙合傳動，其傳動缺特點是：瞬時速度不穩定，傳動效率較低只有90%。因此當鏈條或鏈輪產生磨損時，鏈輪或鏈條的節距發生變化，牽引機的運行速度就會發生忽快忽慢的變化，型材的長度就會忽長忽短。因此，日常維護工作要重點做好鏈條的防銹防腐蝕，主要是采取措施防止水分進入鏈條，同時做好鏈條的潤滑，定期清洗潤滑鏈條，減少磨損。鏈輪內部的軸承須定期進行階梯保養或更換，確保軸承運轉正常。

1.2.4 牽引方向控制的影響。正常情況下，整條擠出生產線處于一條中心線上，型材會沿著中心線前進。但長期運轉的各個部件，會發生一定的位移，導致型材擠出中心線偏移或扭曲，型材會受到不同程度的阻力，牽引速度失真。如：牽引機左右、高度變化；進口導向輥位置不正或軸承損壞轉動不靈活；牽引機后端覆膜架調整不當，型材水平或高度方向產生扭曲等等均會影響型材的牽引速度。應利用停機檢修，對整條生產線進行調整，確保型材牽引方向正常。

2 型材切割長度不穩定的電氣控制影響因素

2.1 牽引速度給定信號干擾出現波動，導致變頻器輸出波動，出現長短不一

2.1.1 首先，觀察機頭顯示牽引速度是否存在波動（±0.02m/min），其次，觀察機頭牽引速度波形是否存在波動，是否與設置速度一致。

2.1.2 檢查PLC模擬量輸入輸出接線是否可靠，信號有無衰減，屏蔽是否完好；檢查同步信號是否可靠，即速度調節旋鈕信號是否靈活，旋鈕與PLC接口連接是否可靠；檢查輸入輸出信號隔離器給定電壓與反饋電壓是否一致，若相差較多，則線路損耗較多需檢查。

2.1.3 觀察定型臺牽引速度及負荷表顯示情況，若負荷波動較大，需檢查牽引鏈條是否刮擦，導軌是否松動、脫落，鏈輪軸承是否損壞。

2.1.4 牽引電機采用變頻輸出公共電源，不存在變頻器同步問題。但可以通過顯示面板顯示負荷值判斷牽引鏈條、鏈輪運行情況（負荷大時易引起型材長短），信號接線通過儀表反映測量速度。

2.1.5 檢查電機是否零點漂移，可將牽引機開啟，速度調為0%，觀察測速轉盤是否轉動。不動表示無飄移，動則調節R111使之停止轉動（注意方向，上下電機方向相反）

2.1.6 測速電機電纜接頭接觸不良或者滲油，均會導致變頻故障，出現速度波動。變頻器關聯卡1A3接線情況也易導致速度、負荷顯示偏差。

2.2 切割鋸脈沖信號測量無波動，由于牽引履帶板打滑，導致型材切割偏短。（前面已論述）

2.3 切割鋸CP474檢測到牽引變頻器脈沖信號出現波動，導致切割鋸長度測量出現偏差。

2.3.1 脈沖連接電纜插槽、接線松動、銹蝕，會造成切割鋸脈沖信號波動，出現長短偏差。

2.3.2 切割鋸脈沖信號通過2X3連接至OA4，內部信號線采用屏蔽線，注意接地。更換OA4后需調節切割長度。

2.3.3 切割鋸收塵信號取樣PLC，每次切割均會引起24V電壓小幅沖擊，易引起PLC脈沖信號處理干擾，導致脈沖跳動，從而引起型材長短不一。

2.3.4 切割鋸顯示面板故障，易引起型材不切割，或內部參數錯誤；同時測定零點漂移也可通過顯示屏顯示實際長短是否跳動來進行判斷。

2.4 牽引機變頻、光點耦合器以及切割鋸模塊出現硬件故障。牽引光電耦合器脈沖信號從變頻器取，經過隔離輸出連接至切割鋸PLC接口卡。

3 總結

解決型材切割長度不穩故障，機械阻力、電氣控制檢查需遵循的以下原則：

3.1 先易后難，先簡單后復雜進行檢查；對各個部位認真檢查排除。

3.2 觀察運行數據、波形曲線，同時對比正常機臺查找異常之處，確定故障部分，逐步檢查；

3.3 先檢查信號、工藝參數設定情況，再檢查線路，最后更換備件。

［1］成都科技大學.塑料成型工藝學[M].輕工業出版社出版，1984，4：6－39.

［2］許鎮宇，邱宣懷.機械零件[M].高等教育出版社出版，1989，3：175－186.