门窗塑料异型材切割长度不稳因素简析

秦庆丽

（唐山海螺型材有限责任公司 河北 唐山 063020）

1 型材切割长度不稳定的机械影响因素

型材切割长度不稳定，长短不一主要是型材在挤出过程中所受得阻力不稳定导致的。当阻力发生变化时，型材挤出速度会发生变化，造成切割的长度发生变化，下面就从阻力产生的多个方面进行剖析。

1.1 模具部分

1.1.1 出模膨胀阻力：从塑料挤出原理可知，熔融的塑料熔体在挤出机螺杆中受到较高的压力，熔体压力达到200—300MPa左右，当熔体经过模具离开口模时，所受的压力消失，熔体就会发生膨胀，简称“出模膨胀”，当膨胀的熔体进入定型模时，受到一定阻力。熔体膨胀变化，阻力也会发生变化。控制出模膨胀变化，主要从熔体挤出工艺，如：熔体压力、熔体温度、挤出转速/负荷、挤出喂料、筒区温度等方面进行控制。当这些控制工艺匹配不适当时，就会发生米比重的变化、型材抖动、边线花边等问题，阻力表现得异常明显。

1.1.2 定型阻力：熔体离开口模进入定型模部分，熔体型材依赖真空泵产生的真空负压，与定型模贴紧达到定型的效果，因此定型模部分主要存在的是摩擦阻力。定型模分为干定型和插块两部分，熔体型材在定型模内通过冷却水逐渐硬化，定型的型材长期运行，干定型、插块受到干性摩擦，磨损也相当大，常用的修补方式就是补焊抛光，由于这种手工方法修补尺寸偏差较大，所产生的阻力也有一定的变化。值得考虑的是，型材在定型部分，承受真空负压的定型阻力，当真空泵产生的真空负压不稳定时，型材与干定型的摩擦力就发生变化，因此真空泵压力稳定、模具修补尺寸精准控制是减少或稳定定型阻力的有效方法。当然，定型水箱内冷却水内存在的杂质，淤积在插块上，也一定程度上产生摩擦阻力。

1.2 牵引机部分

1.2.1 牵引压力设置的影响：众所周知，型材牵引是依赖牵引机上下履带的夹紧力，通过链条的转动向前运动的。因此，牵引压力越大，型材所受的夹紧力越大，型材前进的实际速度越接近设置的牵引速度。一般情况下，牵引机前后气缸压力设置为4MPa。但由于气缸压力是通过压缩空气获得的，而压缩空气系统压力因用气量的波动会有一定的波动，因此，增加了一个平衡压力气缸，其工作原理就是通过压力差保证牵引型材的夹紧力。一般情况下，牵引机平衡压力设置为2MPa。当忽视这个平衡压设置时，施加在型材上的夹紧力就会因系统压力的变化而变化。适当设置前后气缸压力、平衡压力直接影响到型材的牵引实际速度，必须得到重视。

1.2.2 履带板状态的影响。牵引机的履带是由一块一块的橡胶履带板组成的，橡胶会因使用的时间发生老化变硬，型材与橡胶之间的摩擦力减小，同样履带板的清洁情况、是否存有积水也会影响夹紧力，产生俗称的“打滑”现象。牵引的实际长度就会与设置的速度产生差异。消除的方法是：定期清洁履带板胶面，减少水分进入履带板，对于磨损严重的履带板须对胶面进行磨削处理，或重新包胶，以增加摩擦力。为增加摩擦力，可以定制各种规格形状的履带板以适应不同截面的型材，但前期投入较大，同时每次更换模具也许更换履带板。

1.2.3 牵引驱动链轮、链条的影响。链轮、链条传动属于尧性曳拉啮合传动，其传动缺特点是：瞬时速度不稳定，传动效率较低只有90%。因此当链条或链轮产生磨损时，链轮或链条的节距发生变化，牵引机的运行速度就会发生忽快忽慢的变化，型材的长度就会忽长忽短。因此，日常维护工作要重点做好链条的防锈防腐蚀，主要是采取措施防止水分进入链条，同时做好链条的润滑，定期清洗润滑链条，减少磨损。链轮内部的轴承须定期进行阶梯保养或更换，确保轴承运转正常。

1.2.4 牵引方向控制的影响。正常情况下，整条挤出生产线处于一条中心线上，型材会沿着中心线前进。但长期运转的各个部件，会发生一定的位移，导致型材挤出中心线偏移或扭曲，型材会受到不同程度的阻力，牵引速度失真。如：牵引机左右、高度变化；进口导向辊位置不正或轴承损坏转动不灵活；牵引机后端覆膜架调整不当，型材水平或高度方向产生扭曲等等均会影响型材的牵引速度。应利用停机检修，对整条生产线进行调整，确保型材牵引方向正常。

2 型材切割长度不稳定的电气控制影响因素

2.1 牵引速度给定信号干扰出现波动，导致变频器输出波动，出现长短不一

2.1.1 首先，观察机头显示牵引速度是否存在波动（±0.02m/min），其次，观察机头牵引速度波形是否存在波动，是否与设置速度一致。

2.1.2 检查PLC模拟量输入输出接线是否可靠，信号有无衰减，屏蔽是否完好；检查同步信号是否可靠，即速度调节旋钮信号是否灵活，旋钮与PLC接口连接是否可靠；检查输入输出信号隔离器给定电压与反馈电压是否一致，若相差较多，则线路损耗较多需检查。

2.1.3 观察定型台牵引速度及负荷表显示情况，若负荷波动较大，需检查牵引链条是否刮擦，导轨是否松动、脱落，链轮轴承是否损坏。

2.1.4 牵引电机采用变频输出公共电源，不存在变频器同步问题。但可以通过显示面板显示负荷值判断牵引链条、链轮运行情况（负荷大时易引起型材长短），信号接线通过仪表反映测量速度。

2.1.5 检查电机是否零点漂移，可将牵引机开启，速度调为0%，观察测速转盘是否转动。不动表示无飘移，动则调节R111使之停止转动（注意方向，上下电机方向相反）

2.1.6 测速电机电缆接头接触不良或者渗油，均会导致变频故障，出现速度波动。变频器关联卡1A3接线情况也易导致速度、负荷显示偏差。

2.2 切割锯脉冲信号测量无波动，由于牵引履带板打滑，导致型材切割偏短。（前面已论述）

2.3 切割锯CP474检测到牵引变频器脉冲信号出现波动，导致切割锯长度测量出现偏差。

2.3.1 脉冲连接电缆插槽、接线松动、锈蚀，会造成切割锯脉冲信号波动，出现长短偏差。

2.3.2 切割锯脉冲信号通过2X3连接至OA4，内部信号线采用屏蔽线，注意接地。更换OA4后需调节切割长度。

2.3.3 切割锯收尘信号取样PLC，每次切割均会引起24V电压小幅冲击，易引起PLC脉冲信号处理干扰，导致脉冲跳动，从而引起型材长短不一。

2.3.4 切割锯显示面板故障，易引起型材不切割，或内部参数错误；同时测定零点漂移也可通过显示屏显示实际长短是否跳动来进行判断。

2.4 牵引机变频、光点耦合器以及切割锯模块出现硬件故障。牵引光电耦合器脉冲信号从变频器取，经过隔离输出连接至切割锯PLC接口卡。

3 总结

解决型材切割长度不稳故障，机械阻力、电气控制检查需遵循的以下原则：

3.1 先易后难，先简单后复杂进行检查；对各个部位认真检查排除。

3.2 观察运行数据、波形曲线，同时对比正常机台查找异常之处，确定故障部分，逐步检查；

3.3 先检查信号、工艺参数设定情况，再检查线路，最后更换备件。

［1］成都科技大学.塑料成型工艺学[M].轻工业出版社出版，1984，4：6－39.

［2］许镇宇，邱宣怀.机械零件[M].高等教育出版社出版，1989，3：175－186.