新型下吹式吹膜与插角机构的一体机设计

谢国雄

泉州理工学院，福建泉州 361000

新型下吹式吹膜与插角机构的一体机设计

谢国雄

泉州理工学院，福建泉州 361000

下吹式吹膜机主要用于无插角折叠型式的聚丙烯（PP）塑料薄膜的生产，应生产客户需要，设计一台新型下吹式吹膜与插角折叠机构为一体结构的设备，保障客户了的生产需求，充分利用吹膜过程中的剩余热源，减少了资源的浪费

聚丙烯；下吹水冷；二次充气；剩余热源；插角折叠

塑料吹膜机有很多的品种及规格，主要有适应于PE（聚乙烯）塑料的和适应于PP(聚丙烯) 塑料的机型等。PE（聚乙烯）吹膜机和PP(聚丙烯)吹膜机的区别：PE（聚乙烯）是上吹风冷的，PP(聚丙烯)是下吹水冷加风冷。单纯的插角机其结构与上吹式吹膜机的结构有近似的地方，多增加插角部分的机构且多为配合塑料薄膜袋子的结构需要而设置，整体规格均比上吹式吹膜机小。聚丙烯（PP）是一种热塑性树脂，它是丙烯的聚合物，由于结构规整而高度结晶化，薄膜生产温度一般控制在220度，PE的吹膜机吹不了PP塑料。下吹式吹膜机主要用于聚丙烯（PP）塑料薄膜的生产。

塑料吹膜机在工作时有几个最重要的因素是：1）塑料原料加热融溶时的温度；2）薄膜形成的型状；3）膜泡形成的冷却控制系统。由于聚丙烯（PP）塑料薄膜生产采用下吹水冷加风冷的形式，产品的特征：料身较硬，透明度比较高，较清晰，拉力与PE（聚乙烯）塑料相比，较为逊色，自然冷却的路径也短。因此，下吹式吹膜机机组中一般没有连带插角折叠结构装置。

现有生产客户需要一种制品：即透明度要很好，又须带插角折叠型式的聚丙烯（PP）塑料薄膜。此外，受厂房高度的限制，该生产设备总高须控制在3.5米以下。如果纯粹用下吹式吹膜机进行聚丙烯（PP）塑料薄膜的方法生产制品，再加热制品制成有插角折叠的聚丙烯（PP）塑料薄膜产品，不但要两台设备，而且塑料制品还要重新加热，才能为插角折叠工序做准备。这样即增加设备的投资，又浪费了热资源。所以，必须设计一台下吹式吹膜与插角机构为一体结构的设备，以保障客户的生产需求。

由于下吹式吹膜机的吹胀管坯，是从模头的芯棒中心孔放入压缩空气，形成泡管形状，然后采用下吹水冷却的方法引领到过稳泡架、人字板并穿入压辊后而定型的。从模口出料到压辊之间，由管坯形成的塑料薄膜端头已被封闭成一个环状的气泡空间。在产品进行插角折叠时，又需要一定的气泡空间和初始温度。新的气泡空间就要在第一次吹膜冷却成型后，再形成第二个新的，被吹胀的泡管形状薄膜气泡。该吹胀泡管形状薄膜气泡空间内，压缩空气压力要适当，既不能使泡管形状的塑料薄膜破裂，又要保证塑料薄膜管的对称稳定，还要有适当的温度，以保证插角折叠时的需要。温度即不能太高也不能太低，才能保证成型的质量。作为在运行中被吹胀的、新的泡管形状薄膜空间要怎样形成，并在连续运行中一直保持稳定的压力和气量；以及为确保插角折叠时的需要，新形成的泡管形状薄膜温度的控制；这些问题的解决，是该设备能不能符合所需功能的关键。

运行中塑料泡管形状薄膜，在经过压辊后，已由充满空气的中空薄膜，变成上下层紧密贴合的塑料环型带状薄膜。设计中需考虑增设几道压辊机构，在压辊1与第二道压辊2、3机构之间，采用人工的方式强行注入一定量的压缩空气，用来吹胀塑料形成泡管形状薄膜，建立新的环状中空薄膜空间。并注意控制前一道水冷却温度，保证塑料环状薄膜的上下层在用人工的方式强行的分离时，即不产生胶合又能保证插角折叠时所需要温度。

笔者设计的这台下吹式吹膜机，薄膜主要的运行路线：聚丙烯塑料在料筒中塑化熔融—进入模头机构（从模头芯棒中心孔放入少量压缩空气）—引过稳泡架—人字板—穿入压辊（1）—穿过压辊（2）—进行（人工）二次充气—插角机构—穿过压辊（3）—过渡辊—收卷机构。考虑到膜泡稳定性和厚薄均匀性及能源的充分利用，螺杆筒直径（mm）为60、螺杆长径比为28:1；主驱动电机功率为15(千瓦)；收卷辊宽度750（mm）。

本机下吹式塑料吹膜插角机由几部分组成：1）塑料挤出部分：由装料筒、挤压螺杆、挤压机筒，驱动电机及减速器组成。驱动电机采用变频调速，通过皮带传动的形式，带动减速器上的连接挤压螺杆在机筒中作旋转运动；该装料筒内的塑料原料颗粒在料筒外部高温的影响下，相互挤压，进行均匀塑化、熔化。熔融的塑料原料从吹塑模头的模口中被挤压出来。挤出机构中的机筒、螺杆均采用优质合金钢制作，经氮化处理和精密加工，都具有较高的硬度及耐腐蚀性，经久耐用。2）吹塑模头部分：模具模头的内表面采用了镀硬铬及抛光处理方式，表面粗糙度值低，因此，被挤出的熔融塑料均匀性较好，吹制出来的薄膜光洁度也高。3）膜泡冷却装置部分：由冷却风环、风管，鼓风机等组成；风冷装置结构为迷宫型，出风量均匀，冷却风环系外冷式可调风环，可调整入口风口的开启度，操作方便，有利于对膜泡的长度厚度及膜泡圆周厚度均匀性的控制，膜泡的冷却方式采用了风环吹气及加水套、用水冷却的形式，从而使吹制出来的膜泡透明度能达到较高的水准。特别考虑到后续薄膜泡插角折叠时所需的温度，设计一个水温控制器，对一级薄膜的温度进行掌控。4）稳泡架：本机组采用定型环、定型棒可调结构稳泡架，调节范围大，操作调节方便，泡管稳定，为卷取管平整创造条件。5）一级膜泡牵引机构：由牵引机架、人字板机构、一级牵引压紧辊组成。本机的特点是在薄膜取卷的机构前再增设一些压辊及插角折叠机构、人字板机构，应用于二次充气及插角折叠的需要。6）薄膜取卷机构由牵引电机等部件组成；采用调整压力辊压力进行摩擦收取薄膜卷。该机构的牵引力采用力矩电机进行调节，收取的薄膜卷平整，换卷也方便。7）电器控制部分：配置电器控制箱，由总按钮控制机组总电源，通过各分装按钮分别控制机身各部的运行以及挤压机筒、吹塑模口部分各套、层电加热环的电源。加热部分采用热电偶测温与自动温控系统。在生产过程中，以便于对熔融的塑料原料温度控制，确保产品制作质量的稳定及可靠。该机整机外形结构尺寸（L×W×H）（m）为4×2×3.5（参阅设备结构示意简图）。

TQ32

A

1674-6708（2015）142-0119-01