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冷喂料擠出機(jī)牽引裝置張力不穩(wěn),線纜偏心到底是怎么出現(xiàn)的
很多線纜生產(chǎn)線上的一線師傅碰到成品偏心超標(biāo)、表面紋路不均的情況,第一反應(yīng)都是去調(diào)螺桿轉(zhuǎn)速或者模頭溫度,往往就漏了冷喂料擠出機(jī)牽引裝置本身的運(yùn)行狀態(tài),其實(shí)電線電纜料生產(chǎn)線上,剛從模頭擠出來的膠料能不能被均勻平穩(wěn)地牽走,直接就決定了成品線纜的壁厚一致性和偏心度,通常情況下,牽引裝置的輥面狀態(tài)、張力響應(yīng)速度還有冷卻段的銜接方式,才是影響線纜尺寸穩(wěn)定性的核心變量,我們這篇內(nèi)容就從牽引裝置的結(jié)構(gòu)原理、常見故障表現(xiàn)、張力控制要點(diǎn)還有不同配方膠料的適配方式這幾個(gè)方向,幫一線工程師理清楚牽引不穩(wěn)的排查思路和改善方向。
冷喂料擠出工藝?yán)餇恳b置起到的核心作用

冷喂料擠出機(jī)跟熱喂料的不一樣,膠料是常溫或者低溫狀態(tài)就進(jìn)到機(jī)筒里的,靠螺桿的強(qiáng)制輸送加上外部加熱完成塑化,在這個(gè)過程里,牽引裝置是同時(shí)要干“拉出”和“定型”兩件事的,一方面它得提供和擠出速度匹配的牽引力,保證膠料在模頭位置能形成穩(wěn)定的壓力分布;另一方面,牽引速度哪怕只有很小的波動(dòng),都會(huì)直接反映在線纜的外徑還有壁厚參數(shù)上。
對于電線電纜料這類對尺寸精度要求比較高的產(chǎn)品來說,牽引裝置的穩(wěn)定性,甚至比螺桿轉(zhuǎn)速的控制精度還要敏感不少,很多工廠換配方或者調(diào)產(chǎn)量的時(shí)候,一般來說都只會(huì)盯著螺桿參數(shù)改,就忘了牽引輥的壓力、張力還有表面狀態(tài)有沒有同步跟著調(diào)整,這種“重螺桿、輕牽引”的習(xí)慣,就是導(dǎo)致線纜尺寸波動(dòng)反復(fù)出現(xiàn)的重要原因之一。
線纜生產(chǎn)過程里牽引異常的幾個(gè)典型表現(xiàn)

冷喂料擠出機(jī)的牽引裝置出問題的時(shí)候,生產(chǎn)線上通常能觀察到好幾種不一樣的異常情況,有種情況是線纜外徑忽大忽小,波動(dòng)也沒有明顯的周期性,這類問題大多和牽引輥的輥面磨損,或者氣壓、液壓壓力不穩(wěn)定有關(guān)系,輥面局部磨出痕跡的話,膠料和輥面之間的摩擦力分布就不均勻,慢慢就會(huì)引起牽引力的間歇性波動(dòng)。
還有一種情況是線纜偏心呈單向趨勢,也就是持續(xù)往同一側(cè)偏,這通常就是牽引裝置的中心對中機(jī)構(gòu)松了,或者兩側(cè)牽引輥的壓力不均衡導(dǎo)致的,和螺桿或者模頭故障引發(fā)的偏心不一樣,牽引側(cè)帶來的偏心,一般還會(huì)伴隨著產(chǎn)品表面光潔度的同步下降。
還有的線纜表面會(huì)出現(xiàn)有規(guī)律的紋路或者壓痕,這類問題相對好判斷,大多是牽引輥表面沾了異物、輥溫異常或者輥筒圓度超差導(dǎo)致的。生產(chǎn)線提速或者降速的時(shí)候,線纜尺寸出現(xiàn)很明顯的跳變,這種情況就說明牽引系統(tǒng)的張力響應(yīng)速度跟不上速度的變化,閉環(huán)控制的調(diào)節(jié)參數(shù)得重新整定才行。

很容易被忽略的點(diǎn):冷卻段和牽引的銜接
有個(gè)環(huán)節(jié)很多人都沒當(dāng)回事,就是冷卻水槽和牽引裝置之間的膠料懸垂段,這段懸空的膠料長度還有冷卻程度,會(huì)直接影響牽引力的傳遞效率,要是冷卻不充分,膠料進(jìn)到牽引輥的時(shí)候還保留著一定的塑性變形能力,牽引輥的壓力變化就會(huì)被膠料吸收掉一部分,導(dǎo)致張力反饋信號失真;反過來要是冷卻過度,又可能讓膠料表面硬化,加大和輥面的摩擦阻力,還會(huì)加快輥面的磨損速度。
牽引裝置的核心結(jié)構(gòu)還有張力控制的要點(diǎn)
一套合格好用的冷喂料擠出機(jī)牽引裝置,通常都包含幾個(gè)核心的結(jié)構(gòu)要素,先說輥面材質(zhì)和表面處理,牽引輥的材質(zhì)選的時(shí)候就得和要加工的膠料類型匹配,電線電纜料里如果填充比例比較高,對輥面的耐磨性要求也會(huì)跟著提上去,輥面的粗糙度和平行度,直接決定了膠料和輥面之間摩擦力的均勻程度。
然后是張力閉環(huán)控制系統(tǒng),現(xiàn)在的新式牽引裝置基本都用張力傳感器搭配變頻驅(qū)動(dòng)的方案,來實(shí)現(xiàn)牽引力的實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié),關(guān)鍵不是說傳感器的精度有多高,而是控制回路的響應(yīng)速度還有PID參數(shù)的整定合不合理,響應(yīng)太快容易引發(fā)牽引力的振蕩,太慢的話又壓不住速度波動(dòng)帶來的張力偏差。
生產(chǎn)線纜類產(chǎn)品的話,牽引裝置就得配靈敏度夠的中心對中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),這個(gè)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)范圍和響應(yīng)精度,直接決定了產(chǎn)品切換不同規(guī)格的時(shí)候的對中穩(wěn)定性。上下牽引輥之間的壓力得有足夠大的調(diào)節(jié)區(qū)間,才能適配不同厚度、不同硬度膠料的牽引需求,壓力太大可能把軟質(zhì)線纜壓扁,壓力太小又容易讓膠料在輥面打滑,影響最終的尺寸精度。
不同配方的膠料對牽引裝置的不一樣的要求
不是所有電線電纜料配方對牽引裝置的要求都是一樣的,加了高比例無機(jī)填料的配方,膠料整體摩擦系數(shù)偏低,牽引輥就得配更大的包角或者更高的輥壓,才能保證牽引有效不打滑。而以彈性體為主、填充量比較低的配方,膠料本身就帶一定的回彈性,對牽引張力的波動(dòng)會(huì)更敏感一些。
除此之外,部分加了揮發(fā)性增塑劑或者低分子量組分的配方,擠出之后冷卻的過程里會(huì)出現(xiàn)一定程度的收縮,要是牽引裝置的張力設(shè)定沒把這個(gè)收縮效應(yīng)考慮進(jìn)去,線纜離開冷卻段之后就可能出現(xiàn)尺寸回縮或者內(nèi)應(yīng)力集中的問題,還會(huì)影響后面工序的加工性能。這也意味著,同一套冷喂料擠出機(jī)的牽引裝置,切換不同配方的時(shí)候,牽引輥壓力、張力設(shè)定值還有冷卻段參數(shù)往往都得同步調(diào)整,不能直接就沿用上一個(gè)配方的運(yùn)行參數(shù)。
牽引裝置的日常維護(hù)和狀態(tài)檢查要點(diǎn)
想要牽引裝置能長期穩(wěn)定運(yùn)行,就離不開規(guī)范的日常維護(hù),有幾項(xiàng)內(nèi)容都建議定期做檢查,輥面狀態(tài)這塊,要看看有沒有磨損溝槽、附著物或者局部變形的情況,輥面出異常會(huì)直接影響牽引力的均勻性。然后是軸承和傳動(dòng)機(jī)構(gòu),運(yùn)行的時(shí)候出現(xiàn)異響、溫升或者振動(dòng)變大的情況,往往就是軸承磨損或者傳動(dòng)間隙變大的早期信號。
還有張力傳感器校準(zhǔn),定期用標(biāo)準(zhǔn)砝碼對張力傳感器做校驗(yàn),保證反饋信號是準(zhǔn)確的。氣動(dòng)和液壓系統(tǒng),要檢查壓力穩(wěn)不穩(wěn)定,有沒有泄漏的地方,動(dòng)作響應(yīng)是不是及時(shí)。還有對中機(jī)構(gòu)的靈活性,要確認(rèn)對中調(diào)節(jié)的動(dòng)作順暢,沒有卡滯或者遲滯的現(xiàn)象。
很多工廠都把維護(hù)的重點(diǎn)放在螺桿和模頭上,對牽引裝置的關(guān)注頻率明顯不夠,實(shí)際上牽引裝置的隱性劣化,往往不會(huì)馬上就導(dǎo)致停機(jī),而是以產(chǎn)品尺寸波動(dòng)、廢品率慢慢上升的形式表現(xiàn)出來,等問題攢到一定程度再去處理,維修成本還有停機(jī)損失都會(huì)漲不少。冷喂料擠出機(jī)牽引裝置的選型和狀態(tài)管理,本來就是電線電纜料生產(chǎn)穩(wěn)定性不能忽略的環(huán)節(jié),從輥面設(shè)計(jì)到張力控制,從配方適配到日常維護(hù),每個(gè)環(huán)節(jié)的精細(xì)化程度,都會(huì)慢慢累積起來影響最終的產(chǎn)品質(zhì)量。
要是需要獲取針對性的設(shè)備選型建議和工藝優(yōu)化方向,直接聯(lián)系利拿實(shí)業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)就可以。
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