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        一種高效對輥式紙漿模塑成型機(jī)的研制

        2019-03-29 10:17:16陳忠
        科學(xué)與技術(shù) 2019年12期

        摘要:本文介紹紙漿模塑成型過程和實(shí)現(xiàn)的原理,開發(fā)了能提高產(chǎn)量的對輥式成型機(jī),為紙漿模塑包裝行業(yè)提供了高效的生產(chǎn)設(shè)備方案。

        關(guān)鍵詞:對輥式成型機(jī);紙漿模塑;成型模;轉(zhuǎn)移模

        引言:

        紙漿模塑技術(shù)是一種立體造紙技術(shù)。其產(chǎn)品廣泛用于電子、電器、食品等包裝領(lǐng)域。隨著可降解紙材料的環(huán)保包裝市場的迅速擴(kuò)大,提高產(chǎn)量,是紙漿模塑制品行業(yè)的迫切需求。

        國內(nèi)紙漿模塑行業(yè)發(fā)展有20年歷史,成型設(shè)備經(jīng)歷了從手動到半自動再到現(xiàn)在的全自動單機(jī)設(shè)備過程。以材料為廢紙的蛋托為例,單機(jī)產(chǎn)量從每小時50件發(fā)展到現(xiàn)在的每小時7000件。這樣的產(chǎn)能狀態(tài),已經(jīng)延續(xù)5年。

        (一)生產(chǎn)流程簡介:

        紙模成型生產(chǎn)線是及集造紙、機(jī)械電子、液壓氣動、自動化等技術(shù)為一體的設(shè)備。生產(chǎn)線主要由制漿設(shè)備、成型機(jī)、烘干設(shè)備和熱壓整型機(jī)四大部分組成。生產(chǎn)的原料是廢報(bào)紙、紙箱紙、舊印刷品及各種紙品的邊角料等。這些原料經(jīng)水力碎解、篩選、稀釋等工藝調(diào)配成一定濃度的漿料,然后在特制的模具上經(jīng)真空吸附成濕坯制品,成型好的濕坯轉(zhuǎn)移至烘干設(shè)備干燥,干燥后再進(jìn)行熱壓整形,從而形成最終制品。其工藝流程圖如圖所示(18):

        本文介紹整條生產(chǎn)線的一個主要部分:成型機(jī)。

        (二)通用轉(zhuǎn)鼓式成型機(jī)原理(89-90):

        轉(zhuǎn)鼓式成型機(jī)(圖1),包含一個多面組合成的轉(zhuǎn)股和一套產(chǎn)品轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)。成型模被安裝在轉(zhuǎn)股每個面上;轉(zhuǎn)移模只有一套,安裝在產(chǎn)品轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)上。每個模具有管道連接,管道通過一個旋轉(zhuǎn)閥門連接到機(jī)器外部(示意圖未繪出),用于通真空和壓縮空氣。產(chǎn)品的轉(zhuǎn)移模機(jī)構(gòu)是一個擺桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動一個滑塊機(jī)構(gòu),這個復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠讓轉(zhuǎn)移模在擺桿帶動下,從模具結(jié)合位置轉(zhuǎn)動90度,以便產(chǎn)品放到輸送線上。產(chǎn)品從成型模轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移模的過程中,轉(zhuǎn)股靜止,以便轉(zhuǎn)移模準(zhǔn)確與成型模對接。

        轉(zhuǎn)鼓機(jī)工作原理是:轉(zhuǎn)鼓間斷性的旋轉(zhuǎn)成型,產(chǎn)品隨著轉(zhuǎn)鼓在轉(zhuǎn)動過程中,經(jīng)歷從吸漿成型到脫水到轉(zhuǎn)移這個過程,產(chǎn)品的含水逐漸減少。當(dāng)成型模具的其中一面在下方浸入紙漿時,管道連接真空,模具吸氣,紙漿纖維被附著在模具上;當(dāng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)移位置時,轉(zhuǎn)移模和這個模結(jié)合,轉(zhuǎn)移模吸氣,成型模吹氣,產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移模上;轉(zhuǎn)移模真空保持,再由轉(zhuǎn)移模帶到烘干輸送帶上方,轉(zhuǎn)移模吹氣,產(chǎn)品放到輸送帶上。轉(zhuǎn)移模是通過擺桿往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)移產(chǎn)品的,成型模做間歇運(yùn)動以適應(yīng)轉(zhuǎn)移模動作,即運(yùn)轉(zhuǎn)--停止--運(yùn)轉(zhuǎn)--停止的間歇式運(yùn)動,該運(yùn)動特點(diǎn)限制了轉(zhuǎn)鼓機(jī)速度,每分鐘能生產(chǎn)25板(面)產(chǎn)品。

        (三) 對輥式成型機(jī)原理 (圖2):

        1 對輥式成型機(jī)有兩個相同面的轉(zhuǎn)鼓,一個裝有吸漿模,能在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中連續(xù)吸漿、脫水,另一個裝有轉(zhuǎn)移模,吸漿模轉(zhuǎn)到與轉(zhuǎn)移模相遇時將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移模,再從轉(zhuǎn)移模轉(zhuǎn)到烘干線。此機(jī)特點(diǎn)是兩個轉(zhuǎn)鼓連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),速度達(dá)到每分鐘70板(面)。

        2 高效對輥式紙漿模塑成型機(jī)的產(chǎn)品從成型到吸干再到輸送這個過程是由兩個滾輪實(shí)現(xiàn)的。對輥式成型機(jī)一般原理是:連續(xù)旋轉(zhuǎn)生產(chǎn)。以六面旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移成型機(jī)為例,六套成型模配六套轉(zhuǎn)移模,轉(zhuǎn)移模被安裝在轉(zhuǎn)移輪每個面上,轉(zhuǎn)移輪和成型輪的每個面相對應(yīng),在旋轉(zhuǎn)中,成型輪每一面的成型制品會對應(yīng)的轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移輪的每個模具對應(yīng)面中。當(dāng)成型模具的其中一面在下方浸入紙漿時,模具吸氣,紙漿纖維附著在模具上,模具隨轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)離開紙漿,真空保持,成型模脫水,到達(dá)轉(zhuǎn)移位置時,成型模具通入壓縮空氣,轉(zhuǎn)移模具吸氣,將紙坯吹到轉(zhuǎn)移模中轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移模接到產(chǎn)品后,轉(zhuǎn)移模保持真空,產(chǎn)品不掉落,繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到放置產(chǎn)品的位置,真空切換成壓縮空氣,制品吹落。轉(zhuǎn)移輪和成型輪是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的,減少了以往成型機(jī)轉(zhuǎn)移時的間歇等待時間,提高了生產(chǎn)效率。對輥機(jī)部分結(jié)構(gòu)示意(圖4)所示:

        3 配合旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)移模和成型模自動配入真空和壓縮空氣。轉(zhuǎn)鼓機(jī)的轉(zhuǎn)移模配氣采用的是電磁閥控制真空和壓縮氣體切換,對輥機(jī)是靠配氣機(jī)械結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)過程中,自動產(chǎn)生配氣,減少了外部電器控制的復(fù)雜程度。

        4 因?yàn)閮蓚€輪子上的模具在運(yùn)動過程中配合必須配合一致才能完成制品并轉(zhuǎn)移而不碰傷模具,因此兩個輪的各連接一個大齒輪。傳動通過這對大齒輪的嚙合來匹配,大齒輪的動力來自減速機(jī)。在轉(zhuǎn)移輪上的模板之下安裝了彈簧的伸縮結(jié)構(gòu),使模具在安裝不平整時進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整,起到保護(hù)了模具的作用。

        5 轉(zhuǎn)移模在旋轉(zhuǎn)過程匹配成型模,在不同位置有不同的擺動角度。這個擺動角度,通過連接模板的擺桿沿凸輪曲面運(yùn)動形成控制(圖2、3)。

        6 對輥機(jī)可一機(jī)多模。對輥設(shè)備的模具是一一對應(yīng)的,以每面4個產(chǎn)品為例,該設(shè)備能同時制造24種不同產(chǎn)品,避免了用戶重復(fù)投資成型機(jī)設(shè)備。

        (四)下面列表比較兩種設(shè)備的特點(diǎn)

        根據(jù)上述原理,廣州華工環(huán)源綠色包裝技術(shù)有限公司研發(fā)了一種新型結(jié)構(gòu)的設(shè)備。該設(shè)備已經(jīng)獲得2項(xiàng)發(fā)明專利,3項(xiàng)實(shí)用新型專利。

        結(jié)語:

        1 根據(jù)對輥式成型機(jī)工作原理而開發(fā)的設(shè)備,能夠極大提升產(chǎn)品產(chǎn)能,為用戶節(jié)約成本。

        2 該技術(shù)使用在國內(nèi)是第一家,HGHY有很好的經(jīng)驗(yàn)和總結(jié),為中國的紙漿模塑發(fā)展提供了基礎(chǔ)和理論支持。

        參考文獻(xiàn)

        [1]印刷工業(yè)出版社 《紙漿模塑生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)》黃俊彥 朱婷婷 (18),(89-90)

        作者簡介:陳忠,1968年4月生,漢族,大學(xué)本科,工程師職稱.研究方向:紙漿模塑。工作單位:廣州華工環(huán)源綠色包裝股份有限公司,任技術(shù)總監(jiān)職務(wù)。

        (作者單位:華南理工大學(xué)華工環(huán)源綠色包裝技術(shù)股份有限公司)

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