壓延機輥筒溫度波動大?先看輥體結(jié)構(gòu)和加熱方式

平時在電線電纜料的生產(chǎn)過程中,壓延機輥筒的溫度控制效果,直接就決定了材料的塑化表現(xiàn)還有最終產(chǎn)品的尺寸精度,很多產(chǎn)線負責(zé)人都碰到過這類情況,哪怕反復(fù)調(diào)整溫控儀表的各項參數(shù),輥面溫度還是會有局部偏高或者偏低的“溫差區(qū)”,最后搞的材料交聯(lián)度不均勻,擠出來的表面還會出現(xiàn)氣泡或者條紋。一般來說這個問題的根源,往往都不只是溫控系統(tǒng)本身出了問題,更多的是輥筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)還有加熱方式,沒能和正在加工的材料特性匹配上。

輥筒結(jié)構(gòu)如何影響溫度分布均勻性

通常情況下市面上常見的壓延機輥筒結(jié)構(gòu),就分空心輥和鉆孔輥這兩大類,普通空心輥的換熱邏輯,是靠介質(zhì)直接在輥筒的腔體內(nèi)接觸換熱,介質(zhì)的流速還有流向都很難做到精準(zhǔn)控制,很容易就在輥筒的兩端位置形成溫度“死區(qū)”。像電線電纜料這類對溫控精度要求比較高的加工場景,鉆孔輥的設(shè)計優(yōu)勢就會明顯很多,它是在輥體內(nèi)部加工出密集的螺旋通道,導(dǎo)熱介質(zhì)比如導(dǎo)熱油或者蒸汽,就能在輥面下方均勻流過,熱量傳遞的效率很高,徑向的溫差也很小。

還有一個會影響設(shè)備長期溫控表現(xiàn)的因素,就是輥體本身材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù),用優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵或者鍛造合金鋼做的輥筒,不光機械強度夠高,導(dǎo)熱的均勻性也會更好,平時頻繁換料或者調(diào)整生產(chǎn)節(jié)拍的時候,這類材料能更快響應(yīng)當(dāng)下的溫度設(shè)定變化,減少因為熱慣性帶來的溫度過沖或者回落的情況。

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加熱介質(zhì)的選擇與能耗表現(xiàn)

現(xiàn)在電線電纜料生產(chǎn)的主流方案就是導(dǎo)熱油加熱,它的優(yōu)勢是熱容量大,溫度波動小,特別適合長時間連續(xù)運行的產(chǎn)線。不過導(dǎo)熱油系統(tǒng)對管道的密封性還有油品的品質(zhì)要求也比較高,要是后期維護不到位油質(zhì)劣化之后,很容易在輥筒內(nèi)壁形成結(jié)焦,反過來就會破壞輥面的溫度均勻性。

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升溫速度快、整體結(jié)構(gòu)緊湊的電加熱輥筒,就是那種把電熱管直接嵌入輥體的類型,這類產(chǎn)品更適合小批量、多品種頻繁切換的生產(chǎn)場景,不過電熱元件長時間在高溫環(huán)境下運行很容易老化,單根加熱管出故障的話,就可能導(dǎo)致對應(yīng)區(qū)域的溫度驟降,影響整個擠出工序的連續(xù)性。所以具體選哪種加熱方式,還得結(jié)合物料的塑化溫度要求,單次排產(chǎn)的時長,還有現(xiàn)場的實際能源成本,綜合來判斷。

溫控系統(tǒng)的配置思路與調(diào)機建議

從設(shè)備配置的角度來看,壓延機輥筒的溫度控制系統(tǒng),至少要覆蓋三個核心環(huán)節(jié),分別是測溫點的布置數(shù)量,執(zhí)行閥門的響應(yīng)速度,還有溫控算法的環(huán)境適應(yīng)性。很多產(chǎn)線碰到的溫控問題,根源就出在測溫點數(shù)量太少,還固定裝在輥筒的中部,根本捕捉不到輥筒兩端的溫差。更合理的配置方式,是用多點式紅外測溫或者貼面熱電偶,把實時檢測到的數(shù)據(jù)反饋給PID控制器,再根據(jù)實際檢測到的溫差,動態(tài)調(diào)節(jié)各個管段的閥門開度。

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調(diào)機的時候大家常會碰到一個誤區(qū),就是為了趕速度快速升溫,直接把加熱輸出開到最大,最后就導(dǎo)致前段輥面過熱,后段還沒達到設(shè)定溫度,直接影響材料的流動性。一般來說可以采用“先均后升”的策略,先讓循環(huán)介質(zhì)在多輥之間建立起穩(wěn)定的循環(huán)回路,再慢慢逐步提高溫度設(shè)定值,這樣能有效降低輥面的熱應(yīng)力,還能延長密封件還有軸承的使用壽命。

針對電線電纜料工況的非標(biāo)定制要點

電線電纜料的品類本來就很復(fù)雜,像PVC、XLPE、低煙無鹵料這些都屬于這類,每種材料的塑化窗口、剪切敏感性、還有對溫控精度的要求都不一樣。舉個例子,交聯(lián)聚乙烯也就是XLPE,需要在180℃左右的溫度下進行連續(xù)擠出,對輥筒溫度的長期穩(wěn)定性要求很高;而PVC材料加工的時候如果輥溫不均勻,就很容易分解產(chǎn)生焦粒,直接影響成品的絕緣性能。所以設(shè)備在出廠之前,就應(yīng)該針對用戶的特定配方做輥體的導(dǎo)熱計算還有溫控回路的仿真,不能直接套用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。

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