張偉

（遼寧陸平機(jī)器股份有限公司 工藝部，遼寧 鐵嶺 112001）

0 引言

自動混膠技術(shù)來自發(fā)達(dá)的國家，其中美國、德國的混膠技術(shù)相當(dāng)成熟，已有幾百年的歷史，近年我國也出現(xiàn)自動混膠設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)?；炷z設(shè)備的結(jié)構(gòu)要依據(jù)膠水的性能定制，設(shè)備要適合于膠水，滿足膠水的性能要求?；炷z設(shè)備的結(jié)構(gòu)主要分為送料、配比、混合三部分，根據(jù)使用環(huán)境變化附有溫控功能，還有加料、抽真空、攪拌、清洗的功能。它的基本原理是電動控制氣動泵，再由氣動泵壓力控制膠液按比例混合，達(dá)到混膠功能。每次加料要需一定時間的等待，生產(chǎn)線需要設(shè)備在出膠的同時，應(yīng)能自動加料，完善此功能可以保證設(shè)備連續(xù)出膠，避免生產(chǎn)等待，自動混膠設(shè)備解決了手工攪拌膠液不均勻、配比不準(zhǔn)、效率低等問題。

1 組成結(jié)構(gòu)

1.1 輸送泵選擇

膠液輸送一般選用固瑞克和英格索蘭的輸送泵輸送，輸送泵有氣動隔膜泵、氣動柱塞泵和電動齒輪泵。氣動隔膜泵用于輸送中、低粘度的膠液，氣動柱塞泵用于輸送高粘度的膠液，膠液通過泵的壓力打出，出料平穩(wěn)。輸送泵帶有泵架、校準(zhǔn)器、潤滑器、截止閥，按照膠液的粘度選擇相應(yīng)的泵比，密封件為強(qiáng)化聚四氟乙烯，耐摩擦抗腐蝕。齒輪泵送料適用于輸送高粘度的膠液，出膠流量與電機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)，不受環(huán)境溫度影響，但計(jì)量精度不高。按照膠液粘度、供給泵的氣壓、輸送點(diǎn)到使用點(diǎn)的距離、流量要求（單位：每分鐘加侖數(shù)），可選擇泵的壓縮比如下：計(jì)算壓降 （△P）；△P＝（粘度×泵送距離×流量×0.000245）/（管路內(nèi)徑）4；計(jì)算泵所需的壓縮比；R＝△P/驅(qū)動的壓縮空氣壓力。

1.2 配比計(jì)量的方式

計(jì)量方式主要有活塞氣缸計(jì)量、齒輪轉(zhuǎn)動計(jì)量兩種方式。按照膠液的材料性質(zhì)選擇相應(yīng)的計(jì)量氣缸，計(jì)量氣缸會精確控制膠液體積比，保證膠液按比例流出?；钊麣飧子?jì)量的比例取決于每沖程兩計(jì)量缸的容積比，比例精度由兩活塞的同步性確定。如果兩獨(dú)立的計(jì)量缸通過同一連桿將兩活塞聯(lián)在一起，活塞同時雙向工作，自動往復(fù)運(yùn)動（自動回轉(zhuǎn)由接觸電磁閥控制），不易磨損，配比準(zhǔn)確，并且在長時間運(yùn)行中能保持恒定，保證輸出的膠水比例與所需的配比完全相同，可以達(dá)到良好的混膠效果；齒輪計(jì)量的比例取決于兩齒輪的轉(zhuǎn)速，由伺服電動機(jī)驅(qū)動控制，比例精度由兩齒輪每轉(zhuǎn)一周通過齒間隙的膠液流量和同步性確定，兩獨(dú)立的齒輪即使通過同一轉(zhuǎn)動軸連在一起，同時雙向工作，齒輪嚙合容易磨損；如果兩齒輪泵不同軸，靠兩電機(jī)分別帶動，皮帶打滑或兩電機(jī)不同步更容易由于輸出時差而導(dǎo)致兩膠液局部混合不精確的現(xiàn)象。

1.3 膠液的混合

膠液的混合有動態(tài)混合、靜態(tài)混合、動靜態(tài)混合三種。動態(tài)混合適用于精度高、比例相差大、粘度差異大的混合，混合充分均勻、效果較好；靜態(tài)混合適用于低價、低比例、粘度差異不大的混合；動靜態(tài)混合適用于低溫、比例大、高速成型的混合。靜態(tài)混合節(jié)省了清洗時間、互換容易，使用大的喇叭管口，液料輸送平穩(wěn)、順暢、便于拆裝。安裝靜態(tài)混合器，通過靜態(tài)混合器上的螺母進(jìn)行固定，手動旋轉(zhuǎn)螺母直至手上感覺緊密，不要用扳手。靜態(tài)混合器的開關(guān)由氣動電磁閥控制，控制兩種膠水同時進(jìn)入混合管內(nèi)。靜止混合器采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料，耐壓高，由于雙螺旋結(jié)構(gòu)靜態(tài)混合的不銹鋼棒芯表面光滑，有效降低了管道阻力，在同等壓力下出膠量大。

1.4 出膠量設(shè)定操作

出膠分自動和手動兩種情況，人機(jī)界面自動運(yùn)行下，控制旋鈕在手動位置，點(diǎn)擊啟動按鈕或踩下踏腳踏開關(guān)，出膠開始，松開按鈕或腳踏開關(guān)時停止出膠，計(jì)量顯示在儀表上。人機(jī)界面下，控制旋鈕在自動位置，點(diǎn)擊一次啟動按鈕或踩一下踏腳踏開關(guān)，出膠開始，按照儀表所設(shè)定的計(jì)量值進(jìn)行出膠，到達(dá)設(shè)定值后，出膠停止。

啟動選擇開關(guān)至所需預(yù)設(shè)置狀態(tài)，在計(jì)數(shù)器上設(shè)置所需的計(jì)數(shù)值。在計(jì)數(shù)器上按動選擇開關(guān)，則計(jì)數(shù)器上第一位數(shù)閃爍，通過加減確定，再按動選擇開關(guān)，則顯示閃爍下一位整數(shù)處，按以上步驟，選擇需要的數(shù)值。見圖1。

自動排膠功能，設(shè)備超過設(shè)定時間不涂膠時，防止膠液在混合管內(nèi)固化，可對自動排膠的時間間隔和排膠的時間進(jìn)行設(shè)定。見圖2。

圖1 自動出膠量輸入表

圖2 自動排膠時間、間隔時間輸入表

1.5 溫控裝置

冬季，膠液粘度高，出膠速度慢。為增加流動性，適當(dāng)加溫可以降低膠液粘度，加快出膠流量。原料桶要放置在加熱盤上或周圍纏繞加熱帶，料罐周圍要纏繞加熱帶，送料管路要有伴熱管線。加熱溫度由溫度傳感器控制，保證溫度可設(shè)定、可控制、可調(diào)節(jié)。點(diǎn)擊控制面板上的加熱按鈕，加熱指示燈亮，加熱開始。見圖3。

1.6 設(shè)備框架

將自動計(jì)量系統(tǒng)、輸送泵、料罐、混合頭安裝在一個固定架上，各面為可拆卸面板?？刂崎_關(guān)、顯示儀表安裝在固定架正面控制面板上，整體布局合理、外形美觀，維修拆裝方便，符合人機(jī)工程。設(shè)備底部設(shè)有接膠盤，方便取出，清理溢出膠。見圖4。

圖3 加熱恒定溫度輸入表

1.7 送料管線及閥門

送料管為耐高壓、耐腐蝕的輸膠軟管，采用加熱材料，促進(jìn)傳熱和排氣，還有控制閥門，設(shè)有管路高壓安全保護(hù)裝置和過載保護(hù)系統(tǒng)，有效防止膠管爆裂，減少故障率，使得操作更加簡單安全。

圖4 正面控制面板顯示儀表

1.8 自動加料

系統(tǒng)具備自動加料功能，在自動運(yùn)行下，加料的開啟和停止動作由料罐的高低液位傳感器控制。氣動插桶泵插入料桶桶底并固定，打開氣源，插桶泵工作，將膠液自動輸送到料罐，至高液位時加料停止。

加料與出膠同時進(jìn)行。低液位傳感器不在料罐的最低點(diǎn)，保證料罐內(nèi)一直存在定量的膠液。當(dāng)料桶內(nèi)膠水用到低液位時，低液位傳感器感應(yīng)到信號后自動作出反應(yīng)，此時蜂鳴，三色指示燈紅燈閃爍，加料泵閥門自動打開，填加相應(yīng)膠水，當(dāng)加料高于低液位時，蜂鳴和紅燈閃爍停止，繼續(xù)自動加料，直到高液位傳感器感應(yīng)到信號加料完畢。這樣確保一個密封結(jié)構(gòu)的料罐始終存在膠液，可以保證出膠連續(xù)。 見圖5。

1.9 真空脫泡

配置真空泵，進(jìn)行真空脫泡，確保比例精確，混合均勻，實(shí)現(xiàn)真空上料，配有真空表，安全閥門。計(jì)量缸和靜態(tài)混合器連通的膠管上設(shè)有排氣閥門。操作簡單，計(jì)量缸和靜態(tài)混合器間的排氣閥門可以阻止因兩計(jì)量缸內(nèi)膠料壓力不同而在靜態(tài)混合器根部回流，避免兩種膠料混合不好，并且靜態(tài)混合器與計(jì)量缸之間無氣泡；從排氣閥打出的膠料是單組分膠，沒有混合可以重復(fù)利用，膠料沒有浪費(fèi)。

圖5 自動加料觸摸屏

2 電路設(shè)計(jì)

主電源開關(guān)控制啟動、加料、加熱、出膠。其中料液溫度自動控制、加料自動控制由PLC自動編程控制器、人機(jī)觸控屏、傳感器、電磁閥等一系列控制功能組成，實(shí)現(xiàn)對整機(jī)運(yùn)行進(jìn)行自動控制。程序編輯簡單，隨用隨配，只要按啟動開關(guān)即可。

3 結(jié)束語

本自動混膠設(shè)備已經(jīng)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，實(shí)踐證明，該設(shè)備混膠均勻、配比計(jì)量準(zhǔn)確、混膠質(zhì)量穩(wěn)定可靠、操作簡單、方便。并能連續(xù)供膠，適合于連續(xù)作業(yè)的自動化生產(chǎn)線，它將手工攪拌、計(jì)量的勞動解放出來，大大的降低了勞動強(qiáng)度、提高了勞動生產(chǎn)效率，具有推廣價值。

[1]郁漢琪.電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M].東南大學(xué)出版社，2009.

[2]趙勝.往復(fù)泵泵閥（二）—平板閥和錐形閥的設(shè)計(jì)計(jì)算[J].流體機(jī)械，1981.

[3]廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.