自动收放装置在薄膜穿引过程中的设计应用

吕剑锐、袁园、赵树奇

(大连橡胶塑料机械有限公司,辽宁省大连市  116036

摘要:塑料挤出同步拉伸湿法薄膜经同步拉伸机进行双向拉伸后,需经萃取装置完成萃取成孔操作,薄膜在萃取装置内的输

运属于有毒有害、受限空间、长行程的薄膜穿引场合。鉴于以上问题,需研制一种薄膜穿引用自动收放装置以实现塑料薄膜穿引过程引膜绳的自动卷取收放功能,收放可控性强、结构简单、移动调整、收放绳辊更换方便快捷,极大地降低了操作者工作强度、节省薄膜穿引时间、提高引膜效率

关键词:塑料挤出;同步拉伸薄膜;出口收绳装置;入口放绳装置;收放绳辊;

1. 工作原理

针对有毒有害、受限空间、长行程的塑料挤出同步拉伸湿法薄膜在萃取装置内的穿引,传统上多采用人工手动操作方式,或采取针板链条输送方式。采取上述两种操作方式具有一定的局限性,一方面,萃取成孔行程长、空间受限,萃取装置内盛放的萃取剂具有一定的易挥发性、毒性、麻醉性,长时间的人工采用辅助工具进行手动穿引工作易造成操作者工作强度及身体损害;另一方面,不可置否采用针板链条式穿引膜方式可以极大地实现自动操作,减小操作者工作强度及萃取剂对身体损害,快速完成薄膜穿引功能,但是薄膜在经过萃取装置萃取成孔输运过程会出现剧烈收缩及应力释放,采用针板链条式自动穿引方式易造成薄膜撕裂问题发生。鉴于以上问题,可将薄膜穿引分为两步操作予以实现,首先采取链传动将穿引绳沿薄膜输运行程轨迹由萃取装置入口自动穿引至出口,其次通过本文所述的自动收放装置实现引膜绳牵引薄膜在有毒有害、受限空间、长行程的萃取装置中的穿引输运操作。自动收放装置主要由出口收绳装置、入口放绳装置两部分组成,入口放绳装置、出口收绳装置分别设置在萃取装置入口、出口,入口放绳装置在出口收绳装置对引膜绳的牵引卷取作用下完成自动放绳功能。

2. 出口收绳装置主要结构及功能作用

如图1所示,本文所述的自动收放装置关键组成的出口收绳装置,结构上主要由变频减速电机(序1)、锁紧卡板(序2)、支撑轴(序3)、车架(序4)、小齿轮(序5)、大齿轮(序6)、收放绳辊(序7)、挡板(序8)、曲形销(序9)、锁紧环(序10)、销轴(序11)、双列调心球轴承(序12)、防护罩(序13)、脚轮(序14)、顶起锁紧单元(序15)等部分组成。

如图1所示,出口收绳装置结构组成中,变频减速电机(序1安装于车架(序4上部平面,是出口收绳装置的动力及控制源泉;小齿轮(序5)直接安装在变频减速电机(序1)输出轴上,与安装于支撑轴(序3)上的大齿轮(序6)实现啮合传动,实现变频减速电机(序1)功率及扭矩的传递作用;支撑轴(序3)穿过并以小间隙配合公差支撑于车架(序4)两侧定位孔内;锁紧卡板(序2)圆弧面卡入支撑轴(序3)周向凹槽内并通过紧固件安装在车架(序4)端部安装面,实现支撑轴(序3)相对车架(序4)的轴向定位;大齿轮(序6)、双列调心球轴承(序12)、锁紧环(序10)、销轴(序11)、收放绳辊(序7)、挡板(序8)、曲形销(序9)分别依次安装于支撑轴(序3)上,其中双列调心球轴承(序12)安装于大齿轮(序6)孔内,通过锁紧环(序10)实现其在支撑轴(序3)上的可靠定位,保证大齿轮(序6)在塑料挤出同步拉伸湿法薄膜穿引用引膜绳卷取收绳过程相对支撑轴(序3)灵活旋转,减小变频减速电机(序1)用于克服负载功率及扭矩的无效能源输出;销轴(序11)一端以螺纹形式安装在大齿轮(序6)端部,另一端以销轴形式插入收放绳辊(序7)端部,实现将由变频减速电机(序1)输出并通过小齿轮(序5)、大齿轮(序6)啮合传动输出的功率及扭矩传递收放绳辊(序7),通过收放绳辊(序7)相对支撑轴(序3)连续灵活转动,保证对塑料挤出同步拉伸湿法薄膜穿引过程引膜绳的持续有效收绳功能实现;挡板(序8、曲形销(序9对收放绳辊(序7位置进行限制,避免收绳旋转过程中的掉落,并方便根据需要进行收放绳辊(序7的更换工作;防护罩13安装在车架(序4侧面,将小齿轮(序5、大齿轮(序6啮合传动部分完全包裹其中,防止卷取收绳过程中异物的卷入;脚轮(序14、顶起锁紧单元(序15安装于车架(序4下部平面上,可根据出口收绳装置整体工作位置调整需要进行移动、可靠锁紧功能。1】【2】【3

1.变频减速电机  2.锁紧卡板  3.支撑轴  4.车架  5.小齿轮  6.大齿轮  7.收放绳辊  8.挡板

9.曲形销  10.锁紧环  11.销轴  12.双列调心球轴承  13.防护罩  14.脚轮  15.顶起锁紧单元

1  出口收绳装置结构示意图

出口收绳装置可实现塑料挤出同步拉伸湿法薄膜在萃取装置内的穿引用引膜绳的自动卷取收绳功能。值得强调的是出口收绳装置传动系统采用变频力矩反馈控制可根据需要实现薄膜穿引过程中薄膜牵引、引膜绳收放速度的变频灵活变化及张力调整。出口收绳装置卷取收绳可控性强、结构简单、移动调整、收放绳辊更换方便快捷,极大地降低了操作者工作强度节省薄膜穿引时间,尤其适用于诸如萃取装置盛放有毒有害萃取剂、受限空间、长行程的萃取成孔薄膜穿引场合。

3. 入口放绳装置主要结构及功能作用

如图2所示,本文所述的自动收放装置关键组成的入口放绳装置,结构上主要由收放绳辊(序1)、挡板(序2)、挡圈(序3)、锁紧螺母(序4)、螺纹轴(序5)、支撑架(序6)、移动架(序7)等部分组成。与出口收绳装置一起,共同实现塑料挤出同步拉伸湿法薄膜在萃取装置内的穿引用引膜绳的自动收放卷取操作。

如图2所示,入口放绳装置结构组成中,收放绳辊(序1)通过小间隙公差配合安装于螺纹轴(序5)上,挡板(序2)、挡圈(序3)、锁紧螺母(序4)分两侧联接在螺纹轴(序5)上,实现对收放绳辊(序1)的轴向紧固连接;支撑架(序6)安装在移动架(序7)上平面,结构上设置轴承支撑杆,是保证收放绳辊(序1)、挡板(序2)、挡圈(序3)、锁紧螺母(序4)、螺纹轴(序5)装配体实现萃取装置入口放绳功能的灵活旋转支撑单元,;移动架(序7)下部设置脚轮,根据萃取装置入口放绳需要对入口放绳装置进行位置灵活调整、收放绳辊(序1)的转运更换工作。1】【2】【3

1.收放绳辊   2.挡板   3.挡圈   4.锁紧螺母   5.螺纹轴   6.支承架   7.移动架

2  入口放绳装置结构示意图

4. 收放绳辊主要结构及功能作用

需单独重点说明,出口收绳装置、入口放绳装置中的收放绳辊具有相同结构。收放绳辊采用组合式结构,主要由卷轴(序1)、挡板(序2)、沉头螺钉(序3)、无油润滑衬套(序4)组成。其中挡板(序2)通过周向均布的沉头螺钉(序3)固定于卷轴(序1)两侧面,且挡板(序2)与卷轴(序1)采用过渡公差配合止口定位结构,保证收放绳辊整体运转可靠性;卷轴(序1)两侧内部设置无油润滑衬套(序4),且两者安装尺寸上采用过渡公差配合。无油润滑衬套(序4)的设置,保证了收放绳辊在对塑料挤出同步拉伸湿法薄膜穿引用引膜绳收放卷取工作过程中,相对支撑轴(图1中序3)的低摩擦旋转运动,减小变频减速电机(图1中序1)用于克服负载功率及扭矩的无效能源输出。

1.卷轴   2.挡板   3.沉头螺钉   4.无油润滑衬套 

3  收放绳辊结构示意图

5. 结束语:

塑料挤出同步拉伸湿法薄膜经同步拉伸机进行双向拉伸后,需经萃取装置完成萃取成孔操作,薄膜在萃取装置内的输运属于有毒有害、受限空间、长行程的薄膜穿引场合。鉴于以上问题,本文所述的自动收放装置非常好地实现了塑料挤出同步拉伸湿法薄膜自萃取装置入口至出口穿引过程引膜绳的自动卷取收放功能,收放可控性强、结构简单、移动调整、收放绳辊更换方便快捷,极大地降低了操作者工作强度节省薄膜穿引时间、提高引膜效率。更值得强调的是,自动收放装置的出口收绳装置传动系统采用变频力矩反馈控制,可实现薄膜穿引过程薄膜牵引、引膜绳收放速度的变频灵活变化及张力调整。

 

参考文献:

[1]成大先.联接与紧固、轴及其联接、轴承.《机械设计手册》(第5.2)[M].北京:

化学工业出版社.2008.

[2]成大先.齿轮传动.《机械设计手册》(第5.3)[M].北京:化学工业出版社.2008.

[3]成大先.机架设计.《机械设计手册》(第5.4)[M].北京:化学工业出版社.2008.

 

吕剑锐(1985.7- ),男,2008.7毕业于北京化工大学机械工程及自动化专业,目前为大连橡胶塑料机械有限公司机械工程师,主要从事塑料机械研发设计工作。 联系电话:18018958053,邮箱:lvyongcheng2007@163.com

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