安鋼

（陸軍裝備部駐秦皇島地區(qū)軍事代表室 秦皇島 066000）

0 引言

在瓶罐玻璃制造過程中，提高產(chǎn)品質(zhì)量是玻璃生產(chǎn)的中心工作。確保玻璃生產(chǎn)穩(wěn)定和提高質(zhì)量的基礎(chǔ)就是要避免和減少玻璃缺陷的出現(xiàn)。玻璃缺陷有很多，有些缺陷不在行列式制瓶機(jī)操作者能解決的范圍之內(nèi)，如結(jié)石或易于被撕裂的玻璃類缺陷。絕大部分的缺陷來自滴料式供料機(jī)或行列式制瓶機(jī)。有可能是操作方面的問題，也可能是機(jī)械本身在制造上或性能上存在質(zhì)量問題。為了更好地防治和解決缺陷，必須了解玻璃在成型性能方面的物理性質(zhì)和玻璃瓶罐行列式制瓶機(jī)的操作要領(lǐng)。分析和判斷成型過程的缺陷，及時(shí)解決成型缺陷，為提高成型操作水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量打下基礎(chǔ)。

1 玻璃的物理性質(zhì)與玻璃成型

玻璃的成型過程與玻璃的黏度、表面張力、傳熱性質(zhì)和熱流動(dòng)性質(zhì)等有著緊密的關(guān)系。各種不同的成型方法都要求分階段準(zhǔn)確控制玻璃的物理性能。對玻璃料坯施加的力（重力、壓力、拉力等）超過玻璃料坯內(nèi)部的分子阻力，如黏度、表面張力等時(shí)就會(huì)使玻璃液流動(dòng)。成型過程與玻璃液中含熱量持續(xù)減少緊密聯(lián)系。黏度、表面張力、熱傳導(dǎo)及輻射三種物理性能互相之間緊密聯(lián)系，都由玻璃的組成和溫度決定，其中對成型方法及成型過程特別重要的是黏度的變化情況。

1.1 玻璃黏度與成型

黏度是玻璃的重要性質(zhì)之一，是溫度的函數(shù)。在玻璃制品的成型過程中，要充分利用玻璃黏度和溫度的這一關(guān)系。黏度是度量流體黏性大小的物理量。

玻璃制品的成型過程有成型和定型兩個(gè)階段，成型是將制品制成需要的形狀，定型則是將制品成型的形狀固定下來，玻璃成型階段的黏度為102～ 103Pa·s，定型階段的黏度為105.6Pa·s。玻璃的黏度與溫度的關(guān)系和玻璃的化學(xué)組成有著密切且復(fù)雜的關(guān)系，實(shí)際生產(chǎn)中習(xí)慣用玻璃料的“料性長”及“料性短”來描述玻璃的傾向性。所謂“料性長”是玻璃能在較長的加工時(shí)間范圍內(nèi)保持所要求的可塑性；而“料性短”則是玻璃凝固的快。玻璃的料性長短與玻璃的組成有關(guān)，為了滿足制品成型過程兩個(gè)階段的要求，則需要改變玻璃的組成即玻璃的長短性，使之適應(yīng)。

1.2 表面張力與成型

表面張力指液體表面任意二相鄰部分之間垂直于它們的單位長度分界線相互作用的拉力，在玻璃成型過程中有著重要作用。如滴料式供料機(jī)，通過剪切下的料滴斷面因?yàn)楸砻鎻埩Φ淖饔眯纬汕蛎?。玻璃的表面張力與化學(xué)組成和溫度有關(guān)，熔融玻璃的表面張力比水高3～4倍，與熔融金屬相接近。

1.3 傳熱性質(zhì)與成型

玻璃的傳熱方式為傳導(dǎo)和輻射，是熱的不良導(dǎo)體，其化學(xué)組成和溫度決定了導(dǎo)熱系數(shù)的大小。玻璃制品在成型的兩個(gè)階段中，就是需要通過合適的熱交換過程進(jìn)行降溫成型。

1.4 熱流動(dòng)性與成型

從玻璃的黏度性質(zhì)和傳熱性質(zhì)不難看出，玻璃的成型過程實(shí)質(zhì)上是屬于流變學(xué)范疇的問題。而玻璃制品的質(zhì)量在很大程度上取決于成型過程中玻璃的流變狀態(tài)。這種情況不同于常溫的流變學(xué)，由于目前對高溫玻璃流變學(xué)方面的研究水平所限，還沒有較完整的理論來指導(dǎo)生產(chǎn)。

2 制瓶機(jī)的氣動(dòng)機(jī)構(gòu)

行列式制瓶機(jī)的動(dòng)作大部分是由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，圖紙上氣動(dòng)部件的標(biāo)記符號(hào)較多，為了解設(shè)備結(jié)構(gòu)原理，調(diào)整維修設(shè)備，一定要看懂圖紙，記住圖例。

（1）氣缸

行列式制瓶機(jī)上常見的氣缸及其標(biāo)記見表1。

表1 行列式制瓶機(jī)上常見的氣缸及其標(biāo)記

氣缸的作用是將壓縮空氣的膨脹功（氣動(dòng)能）轉(zhuǎn)化成使活塞及其從動(dòng)件動(dòng)作的機(jī)械能。在現(xiàn)今的行列制瓶機(jī)上漏斗機(jī)構(gòu)、電子分料器縮回機(jī)構(gòu)、截料機(jī)構(gòu)等使用的是單作用氣缸。芯子機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鉗瓶機(jī)構(gòu)是單出軸雙作用氣缸。撲氣機(jī)構(gòu)、模具開關(guān)機(jī)構(gòu)是雙出軸的雙作用氣缸。正吹氣機(jī)構(gòu)、撲氣機(jī)構(gòu)等是雙作用一端有緩沖作用的氣缸。芯子機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鉗瓶機(jī)構(gòu)、初型模、成型模具開關(guān)機(jī)構(gòu)等是雙作用兩端有緩沖的氣缸。

（2）閥

閥是管路中用于控制氣體壓力、運(yùn)動(dòng)方向和流量的組件。常見的閥及其標(biāo)記見表2。

表2 常用閥的標(biāo)記和功能

（3）行列式制瓶機(jī)上常用的閥 行列機(jī)上常用的閥及其標(biāo)記見表3。

表3 行列式制瓶機(jī)上常用的閥

（4）其它常用管路組件

其它常用管路組件包括：可調(diào)節(jié)的壓力調(diào)節(jié)器、導(dǎo)控操作的壓力調(diào)節(jié)器、可變流量控制閥、止回閥、棱閥、截止閥、消聲器、過濾器、流量計(jì)、壓力表、油霧器等專用氣動(dòng)元件。

3 行列機(jī)成型的操作與調(diào)整

3.1 料滴形狀的調(diào)整

通過剪切形成的料滴形狀以其是否適合初模內(nèi)腔形狀為判定標(biāo)準(zhǔn)。形成的料滴要確保正確、連續(xù)和穩(wěn)定，否則會(huì)造成玻璃成型質(zhì)量的不穩(wěn)定。料滴形狀穩(wěn)定的基礎(chǔ)是料盆內(nèi)玻璃液的溫度均勻穩(wěn)定，在成型操作中要對供料道各區(qū)設(shè)定的溫度定時(shí)檢查，發(fā)現(xiàn)偏移正常值就立即控制與調(diào)整。影響料滴形狀的因素有九項(xiàng)，即供料機(jī)速度、玻璃液溫度、沖頭高度與沖頭行程、料碗直徑、沖剪差、剪刀高度及沖頭凸輪和剪刀凸輪等，要根據(jù)料滴形狀，對供料機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況在一定幅度和范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，確保合適正確的料滴形狀。伺服供料機(jī)的沖頭凸輪和剪刀凸輪則可隨時(shí)改變以適應(yīng)料滴形狀變化的需要，還可以自編這兩種凸輪的曲線以制作更好形狀的料滴。

3.2 導(dǎo)料系統(tǒng)的選擇與調(diào)整

導(dǎo)料系統(tǒng)的尺寸要依據(jù)料碗直徑來確定，轉(zhuǎn)向槽尺寸要依據(jù)初型模的內(nèi)腔來確定，對料瓢、直槽、彎槽可能需要反復(fù)的多次調(diào)整。在準(zhǔn)備滴料進(jìn)入初模前，必須首先使用接料器檢測導(dǎo)料系統(tǒng)是否順暢，方可正式下料。

3.3 口鉗夾具和鉗瓶夾具的調(diào)整

對于口鉗夾具，無論是初型側(cè)還是成型側(cè)都要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的工藝要求將其水平垂直度和高度調(diào)整好，特別是初型側(cè)的水平更為重要。鉗瓶夾具的調(diào)整是以實(shí)物瓶子的高度調(diào)整鉗瓶夾具的最佳位置，并對鉗瓶爪的中心和力度進(jìn)行調(diào)整。

3.4 工藝用氣的檢查和調(diào)整

對于較復(fù)雜的更換產(chǎn)品工作，如單滴換雙滴或吹-吹法換壓吹法，以及更換零部件較多的檢修之后的機(jī)器調(diào)整，一定要注意三種工藝用氣的檢查和調(diào)整，撲氣、倒氣、正吹氣不僅要到位而且還要能夠調(diào)節(jié)。特別是當(dāng)更換有關(guān)氣動(dòng)閥、電磁閥時(shí)要保證安全可靠，不可出現(xiàn)落料出瓶后發(fā)生失控或斷氣的事故。

3.5 協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性的檢查與調(diào)整

認(rèn)真仔細(xì)觀察行列機(jī)各項(xiàng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性。如翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鉗瓶機(jī)構(gòu)、成模開關(guān)動(dòng)作的協(xié)調(diào)性和終點(diǎn)穩(wěn)定性，漏斗機(jī)構(gòu)、悶頭機(jī)構(gòu)、正吹機(jī)構(gòu)的動(dòng)作穩(wěn)定性和終點(diǎn)穩(wěn)定性，口鉗開的力度、開口的幅度大小等。觀察各機(jī)組相同機(jī)構(gòu)動(dòng)作的一致性，達(dá)到機(jī)器動(dòng)作合理、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)一致的工作狀態(tài)。

生產(chǎn)中要注意芯子機(jī)構(gòu)對成型的影響，對撥瓶動(dòng)作的穩(wěn)定性以及停止板與輸瓶網(wǎng)帶的銜接進(jìn)行認(rèn)真調(diào)整，防止出現(xiàn)倒瓶現(xiàn)象。

3.6 日常成型作業(yè)的檢查與操作

日常成型作業(yè)的檢查與操作主要包括：

①查看行列機(jī)運(yùn)行情況是否正常，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決；

②檢查工具和測量器具是否齊全；

③檢查在線產(chǎn)品模具及小件備用數(shù)量及修復(fù)質(zhì)量，模具預(yù)熱情況；

④檢查滴料是否暢通無阻，溫度穩(wěn)定；

⑤檢查撲氣情況，要求快、時(shí)間短、口部打滿、口部平面平整光滑；

⑥檢查倒吹氣情況，要求撲氣結(jié)束和芯子退出時(shí)間同步進(jìn)行，料子重?zé)岷蟮勾禋庖渥?，并且料子要?jiān)挺；

⑦檢查雛形返送，要求開模時(shí)間短，返送速度平穩(wěn)，關(guān)模速度平穩(wěn)，重?zé)釙r(shí)間延伸量把握適宜；

⑧檢查重?zé)釙r(shí)間延伸，要求延伸時(shí)間根據(jù)瓶型、大小、重量和形狀而定；

⑨檢查正吹氣，根據(jù)瓶子的料性、料重、容量、延伸量等情況來確定；

⑩檢查鉗瓶，要求鉗瓶入料穩(wěn)，與口鉗翻轉(zhuǎn)返回一樣，鉗瓶入和鉗瓶出要有兩個(gè)緩沖點(diǎn)緩沖，鉗瓶過程不能晃動(dòng)；

3.7 玻璃模具的定時(shí)更換和定時(shí)涂料

料滴從供料機(jī)落下進(jìn)入初模腔，其溫度為1150 ℃左右，從成模中鉗瓶出來后溫度為600 ℃左右，有大量的熱能由玻璃液傳遞到模具，經(jīng)過一定時(shí)間的運(yùn)行后會(huì)造成模具內(nèi)腔表面氧化積碳、老化，在這種情況下玻璃產(chǎn)品表面就會(huì)產(chǎn)生缺陷，需要定時(shí)更換。玻璃模具的更換周期根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況而定，一個(gè)周期一般規(guī)定24 h，模具部件底模、芯子、口模等也要定期更換。

更換下來的模具要分類處理。對于損壞嚴(yán)重的模具，在價(jià)值上得不償失時(shí)作報(bào)廢處理。模具的清理方法有噴砂清理法、用金剛砂皮手工或機(jī)械清理、化學(xué)清理法、蒸汽噴射清理法、電子清理法、液體磨孔清理法，目前使用噴砂清理法較為普遍。對模具損壞部位可采用磨削、噴焊等不同工具進(jìn)行切、銼、磨和拋光等修補(bǔ)與加工。

模具涂擦涂料是對模具潤滑的一項(xiàng)成型工藝要求，對產(chǎn)品質(zhì)量有至關(guān)重要的作用。對模具進(jìn)行涂擦潤滑后，使料滴在撲氣和倒吹氣時(shí)滑動(dòng)并填滿初模，從而形成料坯。料坯的形成過程對玻璃光潔度有很大的影響。涂料能改善初模的溫度，但也不能過量、過頻，否則會(huì)在初模內(nèi)腔凝結(jié)形成隔熱層，影響玻璃料滴的傳熱降溫，造成瓶身玻璃分布不均的缺陷。涂料的刷子要適合初模內(nèi)腔的形狀，涂擦周期一般為15～20 min/次，視生產(chǎn)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3.8 正確識(shí)別和檢查玻璃缺陷

識(shí)別和消除玻璃瓶缺陷要遵循兩條基本原則。第一，此種缺陷的數(shù)量是共性還是個(gè)性；第二，消除缺陷而進(jìn)行的調(diào)整能否引發(fā)另外的缺陷。進(jìn)行缺陷調(diào)整操作要善于積累和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，要了解缺陷產(chǎn)生的原因和部位。對于缺陷的判斷要從玻璃組成方面、機(jī)械沖擊方面、操作方面和玻璃模具方面考慮。

一旦有缺陷的玻璃瓶未被發(fā)現(xiàn)而進(jìn)入退火窯直至冷端，會(huì)對玻璃生產(chǎn)的穩(wěn)定性造成影響。要及時(shí)對玻璃瓶有無缺陷進(jìn)行定時(shí)檢查。一般每隔20～30 min觀察一次玻璃瓶是否存在缺陷；每隔60 min將行列機(jī)出的瓶子按模具號(hào)各取一個(gè)，并排放在耐熱纖維布上，待瓶子冷卻后觀察有無炸裂，用標(biāo)準(zhǔn)的器具測量其垂直度、瓶身直徑、內(nèi)孔等尺寸是否符合要求，檢查外觀有無缺陷；要定時(shí)對各個(gè)模具出的瓶子稱重，一般間隔15 min稱量一次，檢查瓶重是否超出范圍，稱重的計(jì)量器具要精確至1 g。通過定時(shí)檢查能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地修正玻璃瓶缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

4 結(jié)語

對行列機(jī)熱端成型主要關(guān)注的是成型穩(wěn)定，產(chǎn)量能否完成對其質(zhì)量沒有太多的關(guān)注，產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)注點(diǎn)在冷端包檢處。在出現(xiàn)質(zhì)量問題的情況下，冷端發(fā)現(xiàn)問題反饋到行列機(jī)操作熱端時(shí)，一是由于存在退火爐時(shí)間的延遲而導(dǎo)致溝通的有效性不高，造成批量性的質(zhì)量問題。二是對于反饋溝通有時(shí)互相扯皮，產(chǎn)生矛盾，造成出現(xiàn)質(zhì)量問題不能在短時(shí)間內(nèi)解決。行列機(jī)成型要設(shè)立專門的工藝管理人員，成型過程要充分發(fā)揮工藝人員的現(xiàn)場指揮作用，負(fù)責(zé)好全部成型工藝標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范操作、現(xiàn)場管理的規(guī)范以及設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)等工作。能做到熱端缺陷的檢查與控制，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品成品率。特別是在改產(chǎn)、檢修的過程中，作為工藝人員責(zé)無旁貸地要肩負(fù)起現(xiàn)場工藝操作程序的指揮，其他所有人員都要聽從統(tǒng)一安排和指揮。如果換產(chǎn)和改產(chǎn)沒有準(zhǔn)備好就滴料，容易帶來模具的損壞和人身、設(shè)備的安全隱患。按照工藝制度進(jìn)行正確操作對落實(shí)持續(xù)穩(wěn)定高機(jī)速的運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)以及提高網(wǎng)帶產(chǎn)品合格率、現(xiàn)場管理水平、文明生產(chǎn)等具有非常重要的實(shí)際意義。