注塑機(jī)集中供料系統(tǒng)中烘干時(shí)間與輸送量的關(guān)聯(lián)控制方法(一)

　　隨著現(xiàn)代制造業(yè)的不斷發(fā)展，在塑料制品的加工工藝中，注塑工藝扮演著越來(lái)越重要的角色。汽車輕量化、節(jié)能減排等新世紀(jì)汽車發(fā)展戰(zhàn)略的提出，使得塑料制品在汽車行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，從發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管、發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋到空氣濾清器的殼體等等。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的周邊，幾乎處處都有塑料制品的影子，而作為塑料制品第一道加工工序的注塑，也面臨著新的挑戰(zhàn)。塑料粒子集中供料系統(tǒng)，在現(xiàn)代化注塑生產(chǎn)車間得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)原料的干燥處理、配色處理以及按比例的粉碎和廢料回收，可以將多種原料自動(dòng)供給任意的注塑加工設(shè)備，并能夠?qū)崿F(xiàn)高度的自動(dòng)化控制和監(jiān)測(cè)，以及滿足 24 h 不間斷供料的生產(chǎn)需要。但是，隨著生產(chǎn)量的不斷加大，以及干燥機(jī)烘干能力的限制，使得塑料粒子的烘干時(shí)間與輸送量無(wú)法進(jìn)行關(guān)聯(lián)控制，而不能滿足生產(chǎn)需要。通過(guò)對(duì)集中供料控制系統(tǒng)功能模塊的改進(jìn)，對(duì)塑料粒子烘干時(shí)間與輸送量關(guān)聯(lián)控制進(jìn)行了研究，研究成果已成功地應(yīng)用于 A 公司的生產(chǎn)制造工藝之中。

　　1 集中供料系統(tǒng)

　　1.1 集中供料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　注塑機(jī)集中供料系統(tǒng)(如圖1所示)是將原料進(jìn)行集中處理(混配、干燥)后,以羅茨式風(fēng)機(jī)為動(dòng)力,通過(guò)專用的輸送管路, 將原料輸送到注塑機(jī)上的過(guò)程。

　　由于產(chǎn)品制造工藝的不同，集中供料系統(tǒng)的配置和組成也都不相同。但是，一般都包括以下部分：

　　一、原料的儲(chǔ)存、混配、干燥設(shè)備;

　　二、原料的輸送設(shè)備

　　三、輸送控制裝置

　　1.2 干燥機(jī)供料能力

　　根據(jù)原料的不同，干燥機(jī)可分為熱風(fēng)干燥機(jī)、除濕干燥機(jī)和真空干燥機(jī)。每臺(tái)干燥機(jī)的供料能力都不相同，取決于塑料粒子的烘干時(shí)間 T和料筒容積 V 。

　　式中， V 為料筒容量，kg; W 為料筒的供料能力，kg/h;T 為塑料粒子的烘干時(shí)間，h。

　　1.3 產(chǎn)品成型能力

　　注塑機(jī)主要是借助螺桿(或柱塞)的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)(即粘流態(tài))的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)固化定型后，取得相應(yīng)的塑料制品。其產(chǎn)品成型能力，即注塑機(jī)每小時(shí)所需的塑料粒子的數(shù)量，是由產(chǎn)品的平均重量以及單個(gè)產(chǎn)品的成型時(shí)間共同決定的。比如：一臺(tái) 80 T 的注塑機(jī)，注塑的產(chǎn)品重量為30～100 g，該產(chǎn)品平均重量為80 g,單個(gè)產(chǎn)品的成型時(shí)間為 30 s,那么該設(shè)備每小時(shí)所需的塑料粒子的數(shù)量為:

　　1.4 干燥機(jī)供料規(guī)程

　　1.4 干燥機(jī)供料規(guī)程

　　工廠所用的塑料粒子一般有兩大類，PP(聚丙烯)和 PA(聚酰胺)。根據(jù)烘料溫度和烘料時(shí)間的不同，還可以細(xì)分為數(shù)百到數(shù)千種。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，一臺(tái)干燥機(jī)往往具有通用性，能對(duì)很多種塑料粒子進(jìn)行烘干處理。因此工廠里的干燥機(jī)數(shù)量往往少于注塑機(jī)的數(shù)量，這就使得多臺(tái)注塑機(jī)需要一臺(tái)干燥機(jī)同時(shí)供料。另外，由于某些塑料粒子的特殊要求，以及節(jié)約成本和能源的考慮，這些塑料粒子只能在固定的干燥機(jī)上進(jìn)行烘干處理。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，只能由單臺(tái)干燥機(jī)對(duì)注塑機(jī)進(jìn)行供料。

　　在實(shí)際生產(chǎn)中，每臺(tái)注塑機(jī)的產(chǎn)品成型能力 Q都不相同，假設(shè) Q 1 為某廠注塑機(jī)的最小產(chǎn)品成型能力，Q 2 為該廠注塑機(jī)的最大產(chǎn)品成型能力，W 為該廠任意干燥機(jī)的供料能力，那么該干燥機(jī)能同時(shí)供應(yīng)的注塑機(jī)數(shù)量 N 為：

　　1.5 系統(tǒng)缺陷

　　由以上的描述以及供料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 1 可知，每個(gè)分配盤都有 20 個(gè)插口，而每臺(tái)注塑機(jī)可以通過(guò)管路與任意的分配盤，任意的插口連接。這樣，便會(huì)導(dǎo)致如下的問(wèn)題：

　　當(dāng)多臺(tái)注塑機(jī)同時(shí)需要某臺(tái)干燥機(jī)供料時(shí)，注塑機(jī)的數(shù)量就可能大于 N 的最大值，就會(huì)導(dǎo)致該干燥機(jī)的供料能力不足。一部分塑料粒子在未達(dá)到規(guī)定的烘干時(shí)間前，便被輸送到注塑機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)。這樣，生產(chǎn)出的塑料制品便會(huì)出現(xiàn)氣孔、沙眼等缺陷,產(chǎn)品質(zhì)量也不能滿足加工要求,同時(shí)還會(huì)縮短注塑機(jī)的使用壽命。