AC60在塑料彩條布生產(chǎn)線中的應用
一、引言
塑料彩條布作為一種塑料制品，廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、包裝、運輸?shù)阮I(lǐng)域。它主要以丙烯、聚乙烯為原料，經(jīng)加熱、擠出、刮絲、收卷、編織、涂膜等工序后形成產(chǎn)品。揭陽雙鳳復膜廠主要生產(chǎn)各種規(guī)格彩條布，本文以其彩條布生產(chǎn)線為例，講述其主要生產(chǎn)工藝過程和生產(chǎn)線各單元構(gòu)成及相應的工作原理，并以偉創(chuàng)AC60系列變頻器為例，詳細介紹了變頻調(diào)速技術(shù)在彩條布生產(chǎn)線中的應用。
二、彩條布的生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備
塑料彩條布主要是以丙烯、聚乙烯為原料，經(jīng)螺桿擠出機擠出成塑料薄膜，塑料薄膜經(jīng)刮絲、加熱牽伸、回縮定型后由收卷機收卷成錠子，通過圓織機將絲線編織成彩條胚布后，送涂膜機進上膠涂覆處理，以提高塑料彩條布的強度、耐磨性和防水性能，其生產(chǎn)工藝流程如圖（1）示：
三、彩條布生產(chǎn)線各單元構(gòu)成及電氣控制
由以上彩條布生產(chǎn)工藝知道，其生產(chǎn)線設(shè)備主要由塑料平膜拉絲機單元、收卷單元、編織單元、涂膜單元等構(gòu)成。以下分別介紹各單元工作原理及其電氣控制方法。
3.1平膜拉絲機單元
3.1.1平膜拉絲機單元構(gòu)成
平膜拉絲機單元是彩條布生產(chǎn)的前道工序，主要是將顆粒原料加熱、擠出成塑料薄膜。塑料薄膜經(jīng)冷卻、刮絲、烘干、牽引拉伸、牽引定型后，由收卷單元進行收卷。該設(shè)備采用常州成創(chuàng)公司生產(chǎn)的SJ-65/30平膜拉絲機組，其主要由螺桿擠出機、冷卻水箱、刮絲裝置、加熱裝置、牽引拉伸與定型等構(gòu)成，設(shè)備如圖（2）所示。其中，螺桿擠出機的主要參數(shù)如下：
螺桿直徑：ф65
平膜寬度：700mm
螺桿長徑比：30:1
扁絲纖度：600D～2000D
螺桿驅(qū)動功率：45kW
最大擠出量：150kg/h
原材料經(jīng)擠出機融熔擠出成薄膜，經(jīng)水箱冷卻后由刮絲裝置進行分絲，絲線由纏繞牽引輥進行拉伸、回縮定型。根據(jù)扁絲工藝要求，扁絲一般首先牽伸3～5倍，然后回縮定型約1～2%。本機組采用三級牽伸，第一級牽伸輥與第二級牽伸輥間實現(xiàn)加熱拉伸定型，第二級與第三級實現(xiàn)回縮定型，其纏繞牽引加熱裝置示意圖如圖（3）所示。其中，牽引1、牽引2、牽引3分別通過三臺電機驅(qū)動，由三臺變頻器控制。根據(jù)工藝要求，可隨時調(diào)節(jié)兩牽引單元間的速度，實現(xiàn)絲線適當?shù)臓可臁?br />
圖（3）纏繞牽引加熱裝置結(jié)構(gòu)圖
3.1.2平膜拉絲機單元電氣控制
平膜拉絲機組中，擠出機及牽引裝置均采用PLC＋變頻器的控制方式。其中，PLC采用三菱FX2N-32MT，變頻器選用偉創(chuàng)AC60-G系列，具體型號見表（1）。圖（4）給出了拉絲機組的電氣控制示意圖。
|
傳動單元
|
平膜擠出機
|
牽引1
|
牽引2
|
牽引3
|
|
電機功率
|
45kW
|
11kW
|
11kW
|
7.5kW
|
|
變頻器選型
|
AC60-T3-045G
|
AC60-T3-011G
|
AC60-T3-011G
|
AC60-T3-07.5G
|
|
控制器
|
FX2N-32MT
|
|
|
|
表（1）拉絲機單元變頻器選型表
擠出機、牽引1、牽引2和牽引3變頻器的啟動和停止通過PLC控制，各單元調(diào)速信號由外部電位器給定，根據(jù)工藝要求可隨著調(diào)節(jié)各牽引輥的速度實現(xiàn)絲線的拉伸及回縮定型。
3.2收卷單元
3.2.1收卷單元構(gòu)成
加熱拉伸、回縮定型后的絲線由收卷機進行分絲卷繞成錠，供給后序編織單元進行編織。收卷機主要由收卷部件、機架、電氣箱、傳動機構(gòu)及錠子等構(gòu)成。
收卷機主要由所需要的錠子構(gòu)成，一般有三到五層。收卷機由4層錠子組成（每層75個，共300個錠子），每個錠子由一個三相220V力矩電機驅(qū)動，錠子力矩電機由一臺力矩電機控制器控制。也可使用偉創(chuàng)AC80系列變頻器加普通異步電機代替力矩電機和力矩電機控制器，采用力矩控制收卷。往復橫動機構(gòu)由一臺三相380V異步電機驅(qū)動，并通過一臺AC60變頻器驅(qū)動實現(xiàn)擺頻運動。這樣，可將絲線均勻地繞在筒管上，并使筒管表面平整，兩端不存在凸層。
牽引輥變頻器控制方式與擠出機相同，采用外部端子起?？刂坪屯獠侩妷赫{(diào)速方式。
3.2.2收卷單元電氣控制
收卷機的電氣傳動主要由錠子電機與橫動傳動電機構(gòu)成。錠子電機采用力矩電機，當絲線發(fā)生堵轉(zhuǎn)時電流不會突變，不會引起電機燒壞。該生產(chǎn)線收卷機的錠子力矩電機采用可控硅控制，電機運行總電流約為44A，電機電壓約為150V。圖（5）為錠子力矩電機控制示意圖：
收卷機往復橫向傳動機構(gòu)由一臺7.5kW交流異步電機驅(qū)動，采用AC60-T3-7R5G變頻器控制。根據(jù)工藝特點，采用變頻器的擺頻控制功能，這樣能實現(xiàn)絲線均勻平整地繞在筒管上，絲線兩端也不會出現(xiàn)凸層。通過外部端子控制變頻器的起停，頻率則通過擺頻方式設(shè)定。
3.3彩條布編織單元
絲線卷繞成錠后主要供給編織單元，塑料彩條布的編織目前大部廠家都采用針織圓織機進行編織。根據(jù)織布寬度，圓織機一般有4梭、6梭、8梭及10梭等幾種，主要由經(jīng)紗支架、其架、編織裝置、牽引輥、卷繞輥等構(gòu)成。其中，編織裝置是圓織機的主機部分。編織裝置由電機、傳動系統(tǒng)、分絲機構(gòu)、推梭機構(gòu)等組成。現(xiàn)有生產(chǎn)的新型圓織機的電氣傳動也采用變頻實現(xiàn)無級調(diào)速。關(guān)于圓織機工作原理本文不作詳細敘述。
3.4涂膜成型單元
絲線經(jīng)圓織機編織成彩條胚布后，需要進行涂膜處理。主要是將聚乙烯或聚丙烯為原料塑料薄膜涂覆在彩條布上，使彩條布不漏水、不開膠，同時提高彩條布的強度和耐磨性，涂覆工作由涂膜機完成。
3.4.1涂膜機構(gòu)成
涂膜機主要由放卷裝置、調(diào)偏裝置、擠壓裝置、擠出機、冷卻裝置、切邊和收卷裝置等構(gòu)成，結(jié)構(gòu)圖如下。