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.擠出過(guò)程的問(wèn)題分析
塑料擠出制品的質(zhì)量及產(chǎn)量不僅取決于擠出設(shè)備的制造技朮﹐更主要地是受到被加工材
料的性能﹐擠出操作條件﹐擠出過(guò)程故障和制品缺陷的在線監(jiān)測(cè)水平﹐擠出控制系統(tǒng)方式和控制精度﹐設(shè)備的保養(yǎng)水平等因素的影響。
在塑料擠出過(guò)程中出現(xiàn)的許多問(wèn)題并不完全是由于設(shè)備的制造質(zhì)量出現(xiàn)的問(wèn)題﹐而主要在于塑料加工企業(yè)的管理人員或現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)設(shè)備性能及操作保養(yǎng)規(guī)范﹐材料加工性能和工藝條件﹐以及周?chē)h(huán)境條件對(duì)加工過(guò)程的影響等方面缺乏基本的﹐全面的﹐正確的認(rèn)識(shí)。
在解決一種特殊擠出問(wèn)題之前﹐處理事故的技朮人員應(yīng)該著手解決確定的問(wèn)題﹐快速地和準(zhǔn)確地診斷某個(gè)發(fā)展中的押出機(jī)問(wèn)題﹐以減少停工期或廢品數(shù)量。合適的檢測(cè)儀表和對(duì)擠出過(guò)程的深刻的認(rèn)識(shí)是有效檢測(cè)和解決的重要條件。
對(duì)于一個(gè)有效的問(wèn)題處理過(guò)程其重要的前提條件有以下幾點(diǎn)﹕
1. 合適的檢測(cè)儀表
2. 對(duì)擠出過(guò)程的完整認(rèn)識(shí)
3. 收集和分析歷史記錄數(shù)據(jù)
4. 有關(guān)設(shè)備情況的完整信息
5. 有關(guān)原料的完整信息
1.1檢測(cè)儀表
在很大程度上﹐擠出過(guò)程是一種黑箱過(guò)程﹐看不見(jiàn)擠出機(jī)內(nèi)部正在發(fā)生著什么﹐只能觀察到材料進(jìn)入擠出機(jī)和材料從擠出口模中出來(lái)﹐因?yàn)檫@一部分被擠出機(jī)螺缸遮掩了。因此﹐我們主要依賴于精確的傳感器及檢測(cè)儀表來(lái)確定擠出機(jī)內(nèi)部的狀況﹐來(lái)監(jiān)測(cè)出重要參數(shù)的變化。
1.2認(rèn)識(shí)擠出過(guò)程
對(duì)擠出過(guò)程的完整認(rèn)識(shí)對(duì)于有效解決擠出問(wèn)題是必要的﹐例如﹕塑料的材料特性﹐擠出機(jī)器的特點(diǎn)﹐檢測(cè)儀表和操作﹐擠出機(jī)內(nèi)部工作原理﹐螺桿和擠出機(jī)頭等。正確的操作以便生產(chǎn)出良好的產(chǎn)品。如果一臺(tái)擠出機(jī)被錯(cuò)誤地操作﹐可能會(huì)生產(chǎn)出不合格的產(chǎn)品或造成設(shè)備的損壞及人員的傷害。
1.3收集和分析歷史數(shù)據(jù)(時(shí)間信息)
為了明白一個(gè)過(guò)程不能正確進(jìn)行的原因﹐我們必須將當(dāng)前的工作條件與以前正常工作時(shí)的條件進(jìn)行比較﹐這種方法被認(rèn)為是一種時(shí)間信息方法。所收集的這些數(shù)據(jù)不僅包含了擠出機(jī)的工作信息﹐如溫度﹐壓力﹐電機(jī)載荷﹐線速度﹐螺缸尺寸﹐螺桿尺寸等﹐還包含了有關(guān)材料的信息以及可能影響這一過(guò)程的其它參數(shù)。
時(shí)間信息的構(gòu)成是基于過(guò)程正常運(yùn)行一定的時(shí)間基礎(chǔ)上。因此必須存在有一個(gè)或幾個(gè)促成擠出過(guò)程混亂的可以確認(rèn)的變化。這里的任務(wù)就是要鑒別這些變化﹐改正這些變化﹐并使擠出過(guò)程回到正常狀態(tài)。時(shí)間信息產(chǎn)生過(guò)程開(kāi)始于過(guò)程穩(wěn)定期的某一時(shí)刻﹐結(jié)束于擠出過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題的某一時(shí)間﹐甚至與擠出過(guò)程間接關(guān)聯(lián)的事件也被列于這種時(shí)間信息中。一旦時(shí)間信息完成﹐它將成為鑒別產(chǎn)生問(wèn)題原因的有效工具。
另外應(yīng)該指出的是﹐并不是所有的因素都能導(dǎo)致一個(gè)當(dāng)前的問(wèn)題。在某些情況下﹐在一種變化的一些影響因素變?yōu)槊黠@之前﹐可能存在著一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的孕釀期。當(dāng)然﹐這樣使檢測(cè)和處理問(wèn)題的過(guò)程變的復(fù)雜了﹐牢記這一點(diǎn)并不要輕率地下結(jié)論是很重要的。
1.4設(shè)備信息
當(dāng)一臺(tái)擠出機(jī)開(kāi)始出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)﹐能掌握有關(guān)這臺(tái)設(shè)備的完整情況是很重要的。擠出機(jī)應(yīng)該很好的地維護(hù)保養(yǎng)﹐完整的保養(yǎng)記錄應(yīng)該可用于對(duì)這臺(tái)設(shè)備各種零件情況的評(píng)估。應(yīng)該遵守?cái)D出機(jī)供貨商所制定的保養(yǎng)建議﹐以確保良好的操作狀態(tài)。
1.5原料的信息
一臺(tái)擠出機(jī)的性能同時(shí)受到原料的特性和機(jī)器的特性所決定。影響擠出過(guò)程的原料性能包含宏觀流動(dòng)性能﹐熔體流動(dòng)性能和熱性能。
宏觀流動(dòng)性能﹕體積密度﹐可壓縮性﹐粒子尺寸﹐外磨擦系數(shù)﹐內(nèi)磨擦系數(shù)以及凝聚傾向等。
熔體流動(dòng)性能﹕剪切黏度﹐拉伸黏度。
熱性能 ﹕比熱容﹐玻璃化轉(zhuǎn)變溫度﹐晶體熔點(diǎn)﹐熔融潛熱﹐熱導(dǎo)率﹐密度﹐降解溫度。
當(dāng)材料的變化影響到確定材料擠出行為的一個(gè)或幾個(gè)聚合物特性時(shí)﹐這種變化將在擠出中產(chǎn)生問(wèn)題。為了一個(gè)材料相關(guān)的擠出問(wèn)題﹐一種實(shí)際的試驗(yàn)方法是擠出一些原先批號(hào)的材料﹐以觀察問(wèn)題是否消失。如果確實(shí)屬于這種情況﹐強(qiáng)烈地表明這個(gè)問(wèn)題與材料有關(guān)。如果相關(guān)材料的變化是長(zhǎng)期的﹐則應(yīng)該調(diào)整工藝條件﹐以適應(yīng)材料的變化。此時(shí)﹐問(wèn)題的性質(zhì)將從一混亂的問(wèn)題轉(zhuǎn)為一研發(fā)的問(wèn)題。
