Rúlluofn fyrir gúmmíherðingu: Ráðleggingar um hitastýringu

By Mike Chen, Framleiðslustjóri | 12+ ár í gúmmíframleiðslu |LinkedIn

Lykilatriði

• PID hitastýring heldur hitastigi herðingarofnsins innan ±1-2°C frá stillipunkti, sem er mikilvægt fyrir einsleita þvertengingarþéttleika yfir alla hluta í lotu.
• Rúlluofnar með áttahyrndum tromlum ná betri hitajöfnuði en kyrrstæðir ofnar vegna þess að stöðug snúningur útsetur alla hlutafleti fyrir heitu loftinu sem streymir inn.
• Omron PID-stýringin með 4-20 mA SSR-útgangi kemur í veg fyrir að hitari ofsveifli með því að stjórna aflinu stöðugt frekar en að kveikja og slökkva á hitaranum stöðugt.
• Tvöföld ofhitavarnarkerfi í nútíma rúlluherðingarofnum slökkva sjálfkrafa á hitaranum ef aðalstýringin bilar, sem kemur í veg fyrir eld og skemmdir á vörunni.

Rúlluofninn fyrir gúmmíherðingu þjónar öðrum tilgangi en frumvúlkaniseringarpressur. Aukavúlkanisering - einnig kölluð eftirherðing - lýkur þvertengingarferlinu sem hefst í þjöppunar- eða sprautumótinu. Þar sem eðliseiginleikar gúmmísambanda halda áfram að þróast meðan á aukavúlkaniseringu stendur, hefur stöðug hitastýring í herðingarofninum bein áhrif á gæði lokaafurðarinnar.

Þessi grein fjallar um hitastýringarkerfi sem notuð eru í rúlluofnum til að herða gúmmí, hagnýt ráð til að viðhalda jafnri upphitun og hvernig á að hámarka ferlisbreytur fyrir mismunandi gúmmíblöndur og framleiðslulotustærðir.

Af hverju hitastýring í gúmmíherðingarofni hefur áhrif á gæði vöru

Herðing gúmmí fylgir tíma-hita sambandi sem skilgreint er af herðingarferli efnasambandsins. Fyrir hverjar 10°C hækkun á herðingarhita tvöfaldast viðbragðshraðinn um það bil. Hitastigsbreyting upp á aðeins 5°C yfir lotu af hlutum getur valdið mælanlegum mun á togstyrk, teygju við brot og þjöppunarstyrk innan sömu framleiðslulotu.

Á hverjaASTM D573ogISO 188Samkvæmt stöðlum fyrir hitaöldrun gúmmísins er samband hitastigs og eiginleikabreytinga fyrirsjáanlegt þegar hitastigið er nákvæmlega stjórnað. Vörur sem herðar eru við neðri mörk forskriftarbilsins geta haft ófullkomna þvertengingu, sem leiðir til lægri stuðulls og meiri þjöppunar. Vörur við hærri mörk geta orðið fyrir ofherðingu og orðið brothættar með minni lengingu. Rúlluofn fyrir gúmmíherðingu með nákvæmri hitastýringu útrýmir þessum breytileika milli framleiðslulota og hluta.

Í verksmiðjuprófunum okkar á meira en 200 auka vúlkaniseringarlotum með XCJ-K600 rúlluofni, komumst við að því að hlutar sem hertir voru með PID-stýrðu hitastigi innan ±1,5°C frá stillipunkti sýndu 23% minni breytileika í Shore A hörku samanborið við hluta sem hertir voru í ofnum með ±5°C hitasveiflum.

Hitastýringarkerfi í rúlluofni fyrir gúmmíherðingu

Nútímalegir rúlluofnar fyrir gúmmíherðingu samþætta þrjú stjórnkerfi sem vinna saman að því að viðhalda samræmdum vinnsluskilyrðum.

PID-stýring með SSR-útgangi

Omron PID hitastillirinn í XCJ-K600 og XCJ-K900 rúlluofnunum notar hlutfallslegan-heildar-afleiðu reiknirit til að reikna stöðugt út nauðsynlega hitarafl. 4-20 mA útgangsmerkið knýr rafleiðara (SSR) sem stýrir hitaraflinu stöðugt frekar en að kveikja og slökkva á hitaranum. Þessi samfellda stjórnhamur útilokar ofskömmtun og ofskömmtun hitastigs sem á sér stað með einföldum kveikju- og slökkvunarhitastillum. Niðurstaðan er stöðugur hitastig í hólfinu með ±1-2°C nákvæmni við stillingar á milli stofuhita og 260°C.

Heit lofthringrásarkerfi

Langása mótorinn sem knýr túrbínuviftuna framleiðir 3000 rúmmetra á klukkustund af lofthringrás. Þar sem heita loftið fer stöðugt í gegnum áttstrenda tromluna og yfir veltandi gúmmíhlutana, fær hver yfirborð hlutans sama hita. Þessi hringrás kemur í veg fyrir myndun heitra bletta nálægt hitara og köldu svæða nálægt hurðum eða hornum. 100 mm saltbómullar einangrun heldur hitastigi ytri veggjar undir 35°C við 200°C notkun, sem dregur úr hitatapi og bætir hitastigsstöðugleika.

Átthyrnd tromlusnúningur fyrir jafna hitaútsetningu

Átthyrndar tromlurnar þjónar tvíþættum tilgangi: þær snúa gúmmíhlutum í gegnum heita loftstrauminn og hliðarlaga innveggirnir skapa mismunandi fallhorn sem koma í veg fyrir að hlutar fléttist saman. Kyrrstæður hrúga af hlutum heldur hita í miðjunni og skapar mun á herðingarhraða milli ytri og innri hluta. Snúningstromlan útrýmir þessari lagskiptingu og rúllumótorinn (0,75 kW) viðheldur jöfnum snúningshraða óháð framleiðsluálagi.

Ráðleggingar um hitastýringu fyrir notkun gúmmíherðingarofns

1. Stilltu PID breytur út frá lotumassa.50 kg framleiðslulota tekur í sig meiri hita á upphafsstigi upphitunar en 15 kg framleiðslulota. Stillið hlutfallsbandið og heildartímann á Omron PID stjórntækinu til að taka tillit til mismunar á varmamassa. Byrjið með sjálfgefnum breytum framleiðanda og fínstillið út frá hitastigsendurheimtartíma eftir áfyllingu.
2. Hitið rúlluofninn að stilltu gildi áður en hann er settur í.Ef gúmmíhlutir eru settir inn í ofn sem hefur ekki náð hitajafnvægi veldur það því að hitastig hólfsins lækkar niður fyrir stillipunktinn. PID-stýringin mun bregðast við, en batatíminn fer eftir afli hitarans (10,5 kW í XCJ-K600) og massa kalda hleðslunnar. Leyfið 15-20 mínútur til stöðugleika eftir að stýringin gefur til kynna að stillipunktinum sé náð.
3. Fylgist með hitastigsbata eftir hleðslu.Kaldasta stundin í herðingarferlinu á sér stað 3-5 mínútum eftir að nýrri blöndu er bætt við. Hitastigslækkunin ætti ekki að fara yfir 10°C fyrir XCJ-K600 með 15-20 kg hleðslu. Ef lækkunin fer yfir 15°C skal minnka blönduna eða auka forhitunartímann.
4. Notaðu tímastilliaðgerðina til að stjórna hringrásinni á samræmdan hátt.Tímastillirinn, sem er 0-99,99 klukkustundir, með sjálfvirkri stöðvun hitara og hljóðviðvörun, tryggir að hver lota fái sama herðingartíma. Ekki skal treysta á handvirka tímasetningu, þar sem breytileiki notanda veldur óþarfa breytingum á ferlinu.
5. Kvörðið PID-stýringuna árlega.Breyting á hitaskynjara með tímanum hefur áhrif á nákvæmni stjórntækisins. Inntak Omron stjórntækisins ætti að vera staðfest með kvarðaðri viðmiðunarhitaeiningu að minnsta kosti einu sinni á ári. Endurstillið ef mælingin er meira en 2°C frábrugðin viðmiðunarhitastigi við dæmigerðan rekstrarhita.
6. Athugið ofhitavarnarkerfið vikulega.Tvöföld ofhitavörn í XCJ-K600 og XCJ-K900 rúlluofnunum inniheldur óháða skynjara fyrir efri mörk sem slökkva á hitaranum ef aðalstýringin bilar. Prófið þetta kerfi með því að hækka stillipunktinn fyrir efri mörk yfir rekstrarhitastigið og staðfesta að hitarinn aftengist.

Ráðlagður hiti í herðingarofni fyrir algeng gúmmíblöndur

Hitastig byggt á almennum leiðbeiningum um blöndun. Raunverulegar breytur ættu að vera staðfestar af birgja blöndunnar og staðfestar með prófunum á vélrænum eiginleikum samkvæmt ASTM D412 og ASTM D395.

Algeng vandamál með hitastýringu í gúmmíherðingarofnum

Flest vandamál með hitastýringu er hægt að greina með reglulegu eftirliti með skjá Delta-stýrikerfisins, sem veitir upplýsingar um rekstrarstöðu í rauntíma.

Að velja rétta rúlluofninn fyrir gúmmíherðingu

Rúlluofnarnir XCJ-K600 og XCJ-K900 frá Xiamen Xingchangjia bjóða upp á tvær vinnslustærðir fyrir mismunandi framleiðsluskala. XCJ-K600 er með 600 lítra hólf með stærðina 1300 mm (B) x 1600 mm (H) x 1100 mm (Þ), sem hentar fyrir litla og meðalstóra framleiðslu. XCJ-K900 býður upp á 900 lítra með stærðinni 1300 mm (B) x 1600 mm (H) x 1300 mm (Þ), sem er hannaður fyrir herðingarvinnu í miklu magni.

Báðar gerðirnar nota sama kjarnahitastýringarkerfi — Omron PID-stýringu, 10,5 kW hitara, 3000 CBM/klst. blástursviftu og tvöfalda ofhitavörn. Innri og ytri smíði úr 304 ryðfríu stáli með 1,5 mm veggþykkt kemur í veg fyrir tæringu í mörg ár. Stillanlegt hitastigssvið frá stofuhita upp í 280°C nær yfir allar algengar kröfur um aukavúlkaniseringu fyrir NBR, EPDM, FKM, sílikon og HNBR efnasambönd.

Niðurstaða: Samræmdur herðingarhiti þýðir samræmdan gúmmígæði

Hitastýring er mikilvægasti þátturinn í efri vúlkaniseringu. Rúlluofn fyrir gúmmíherðingu með PID-stýringu, virkri heitu lofthringrás og áttstrendingum trommu skilar jöfnum hitunarskilyrðum sem þarf til að tryggja stöðuga þvertengingarþéttleika í öllum hlutum í hverri lotu. Omron PID-stýringar með 4-20 mA SSR-úttaki, paraðar við 3000 CBM/klst lofthringrás og 100 mm einangrun, veita þá hitastigsstöðugleika sem krafist er samkvæmt ISO 188 og ASTM D573.

Rekstraraðilar sem fylgja kerfisbundnum hitastjórnunarferlum — forhitun, eftirlit með endurheimt, staðfesting á einsleitni og viðhald öryggiskerfa — ná minni breytingum á eiginleikum herðs gúmmísins og hærri framleiðsluafköstum.