楼朝辉，王飞，王国峰（杭州朝阳橡胶有限公司，浙江 杭州 310018）

低温炼胶线双螺杆压片机自动化生产技术研发

楼朝辉，王飞，王国峰
（杭州朝阳橡胶有限公司，浙江 杭州 310018）

对低温母炼线上某出胶位置双螺杆压片机实现自动化生产进行研究。通过在双螺杆压片机出胶侧增加切刀，以及根据挤出机电流与密炼排胶信号控制压片机与切刀的自动运行。该技术生产运用后，效果良好，实现了挤出机出片位置基本自动化生产。

双螺杆挤出压片机；低温炼胶线；自动化；切刀

目前行业内，轮胎母炼胶生产线下辅机多为双螺杆挤出压片机。由于其工作效率高，生产连续化，环保性强等优势，受到广大密炼机用户青睐。但在生产中发现挤出机自动调速采用线性跟随电流调节的方法并不理想。其原因在于胶量在螺杆内成非线性变化，从而引发挤出机电流波动量大，速度无法自动调节［1～2］。再者当一车胶料快出完时， 下车胶料未达到，为了使同批次胶料连续进入胶冷机，此时需降低螺杆挤胶速度以及停压片机处理。由于此功能在杭州朝阳橡胶有限公司一直无法完全靠自动化实现，双螺杆压片机基本上靠人工操作方式进行生产。

公司在引进近江度量衡的低温补充炼胶线时，作为低温母炼线上的某出胶机保留了原双螺杆挤出压片机。然而在与传送线联动控制中发现，手动操作生产形式已无法满足低温线的生产效率。相比原先的生产形式，现要求每车胶料都要区分，以便进入低温单元。同时每车胶料快出完时，由操作工手动割断胶料，以预留小部分料在螺杆上，确保下车同批次料出片平整。故目前此位置的操作劳动力强，生产中也无暇顾及低温单元的炼胶情况，产量一直上不去。本文就如何降低此处劳动量以及如何提高生产效率进行研究，通过在辊筒上方增加切刀等手段，实现胶片的自动裁切及压片机自动出片。

1　压片机新增切刀的运用

现生产中胶料经过挤出机出片后，自动进入低温线入胶输送带，无需人工牵引胶头，减轻了劳动力。但是当胶料快出完时，还需要人工进行切断。经现场对双螺杆压片机的结构研究，提出在压片机辊筒上方增加切刀装置。此装置可对双螺杆挤出的热胶片进行裁切，一来用于胶料批次区分，二来降低员工劳动量，为实现挤出机出片位置自动化生产做好基础，其大致结构如图1所示。

图1　双螺杆压片机增加切刀示意图

主要技术参数如下采用气动切刀结构：

（1）切刀气缸采用Ф125×400带夹紧模块气缸，带夹紧模块的气缸在气缸断气时可停止动作，以保证气缸在缺气状态下不动作，以保证安全。

（2）切刀宽度：900 mm。

（3）切刀两侧采用直线导轨导向。

（4）增加三位五通中封式电磁阀（DC24 V，3/8）1只，用于控制切刀的动作。

（5）切刀收回位置，两侧增加防护设施。当设备检修时，除了有气动抱闸外，还必须增设安全销。

2　电气系统设计

2.1网络结构

低温线的工作原理是当密炼机下排的胶料经过双螺杆挤出压片后，由低温线的入胶输送线把胶料输送到各开炼机单元中。故双螺杆压片机与入胶线必须有严谨的联动控制。为了使双方的联络信号及时传送以及减少布线量，把双螺杆压片机PLC系统设为传送线的一个本地站，两者之间采用CC-Link现场总线连接［3］，相关的网络结构如图2所示。

图2　低温线与挤出压片机的网络结构图

2.2控制流程

该系统控制对象主要有两部分：一是切刀，二是压片机，两者的控制流程大致如下。

（1）压片机工作方式分为自动和手动，人工可自由选择。压片机自动运行条件有三方面，一是挤出机有胶料，通过挤出机电流的大小以及密炼机排胶信号共同来确认挤出机是否有胶；二是挤出机电流大于等于180 A；三是入胶线有出胶请求；当上述三个条件都满足时，系统自动启动压片机出胶。当一车胶料快出完时，挤出机的电流会急速下降，当电流小于等于70 A时，可判断挤出机内胶料已经很少。此时系统自动停止压片机，延时2 s，系统启动切刀下降，切断胶片，一车料出胶动作完成。

（2）当挤出机有2车胶料堆积时，当压片机出完一车料，挤出机电流还是大于180 A，这时需要根据设置的出片时间来控制压片机与切刀。当出片时间到达设定值时，压片机自动停止，切刀延时4 s下降，切断胶料，一车料出片动作完成，等待入胶线请求下车料出片。

2.3阻料系统

为了阻止挤出机井筒料槽堆积胶料，该控制系统设有阻料功能，可设置阻料车次小于等于3车。当密炼机排胶一次，自动累计一个排胶车次。当排胶车次大于等于阻料车次时，系统会自动阻料，避免人工操作失误导致胶料堆满。同时压片机有出胶动作时，系统会自动减去1车次，前提是排胶车次显示大于等于0。

2.4报警系统

（1）当压片机出胶15 s，入胶线感应开关没有检测到胶料时，系统会报警，提示操作人员检查压片机出胶状态是否正常。

（2）当压片机一车料出胶完成，挤出机内还有料，当运转电流超过120 A，如果在120 s后压片机还未运转出胶，系统会报警，停止挤出机运转，以保护挤出机。

2.5参数界面

系统涉及的出片时间、切胶时间、阻料车次等相关参数都将在三菱人机界面上设置完成，根据不同的胶料选择合适的参数。同时压片机、挤出机运行情况，密炼机的阻料信息都在界面上直观显示，画面如图3所示。

图3　系统可视化人机界面

3　总结

通过设计在双螺杆压片机上增加切刀，实现压片

机自动出片以及胶片自动切断功能。该方案经实际运用后，效果良好，有效减轻了员工的劳动力，同时提高了生产效率，基本实现自动化生产。

[1] 王宽田．双螺杆挤出压片机调速系统改进[J]. 电子世界，2012，11:37～39.

[2] 游锦标. 密炼机下辅机控制系统的设计与实现[J].橡塑技术与装备，2004，30:47～49.

[3] 朱凌云 . 基于CC-Link现场总线的远程控制系统[J].自动化与仪表，2005，5:32～35.

[4] 刘贵宝.三菱触摸屏在PLC控制系统的应用[J].可编程控制器与工厂自动化，2010，11:80～82.

Research and development of automatic production technology of cold mixing line twin screw extruder

TQ330.493

1009-797X（2015）17-0033-02

B DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.17.008

楼朝辉，男，毕业于苏州大学机械设计与制造专业，主要从事设备的技术管理工作。

2015-07-14