Rullīšu krāsns gumijas sacietēšanai: temperatūras kontroles padomi

By Maiks Čens, Ražošanas direktors | Vairāk nekā 12 gadu pieredze gumijas ražošanā |LinkedIn

Galvenie secinājumi

• PID temperatūras kontrole uztur sacietēšanas krāsns temperatūru ±1–2 °C robežās no iestatītās vērtības, kas ir ļoti svarīgi, lai visās partijas detaļās būtu vienmērīgs šķērssaites blīvums.
• Veltņu krāsnis ar astoņstūrainiem trumuļiem nodrošina labāku temperatūras vienmērību nekā statiskās krāsnis, jo nepārtraukta rotācija pakļauj visas detaļu virsmas cirkulējošam karstam gaisam.
• Omron PID regulators ar 4–20 mA SSR izeju novērš sildītāja pārslodzi, nepārtraukti modulējot jaudu, nevis cikliski ieslēdzot un izslēdzot sildītāju.
• Divkāršās pārkaršanas aizsardzības sistēmas modernajās veltņu žāvēšanas krāsnīs automātiski izslēdz sildītāju, ja primārais kontrolieris nedarbojas, novēršot ugunsgrēku un produkta bojājumus.

Gumijas sacietēšanas veltņu krāsns kalpo citam mērķim nekā primārās vulkanizācijas preses. Sekundārā vulkanizācija jeb pēcsacietēšana pabeidz šķērssaistīšanas procesu, kas sākas kompresijas vai iesmidzināšanas veidnē. Tā kā gumijas savienojumu fizikālās īpašības turpina attīstīties sekundārās vulkanizācijas laikā, pastāvīga temperatūras kontrole sacietēšanas krāsnī tieši ietekmē galaprodukta kvalitāti.

Šajā rakstā ir aplūkotas temperatūras kontroles sistēmas, ko izmanto gumijas sacietēšanas veltņu krāsnīs, praktiski padomi vienmērīgas sildīšanas uzturēšanai un procesa parametru optimizācija dažādiem gumijas maisījumiem un partiju lielumiem.

Kāpēc temperatūras kontrole gumijas sacietēšanas krāsnī ietekmē produkta kvalitāti

Gumijas sacietēšana notiek atbilstoši laika un temperatūras attiecībai, ko nosaka savienojuma sacietēšanas līkne. Ar katriem 10 °C sacietēšanas temperatūras paaugstināšanos reakcijas ātrums aptuveni divkāršojas. Tikai 5 °C temperatūras svārstības detaļu partijā var radīt izmērāmas atšķirības stiepes izturībā, pagarinājumā pie pārraušanas un spiedes deformācijā vienas ražošanas sērijas ietvaros.

UzASTM D573unISO 188Saskaņā ar gumijas termiskās novecošanas standartiem, attiecības starp temperatūru un īpašību izmaiņām ir paredzamas, ja temperatūra tiek precīzi kontrolēta. Izstrādājumiem, kas sacietēti specifikācijas diapazona apakšējā galā, var būt nepilnīga šķērssavienošanās, kā rezultātā ir zemāks modulis un lielāka saspiešanas deformācija. Izstrādājumi ar augstāko galu var tikt pārcietināti, kļūstot trausli un samazinoties pagarinājumam. Veltņu krāsns gumijas sacietēšanai ar precīzu temperatūras kontroli novērš šīs atšķirības starp partijām un detaļām.

Mūsu rūpnīcā, testējot vairāk nekā 200 sekundārās vulkanizācijas partijas, izmantojot XCJ-K600 veltņu krāsni, mēs novērojām, ka detaļām, kas sacietētas ar PID kontrolētu temperatūru ±1,5 °C robežās no iestatītās vērtības, bija par 23 % mazākas Šora A cietības svārstības salīdzinājumā ar detaļām, kas sacietētas krāsnīs ar ±5 °C temperatūras svārstībām.

Temperatūras kontroles sistēmas gumijas sacietēšanas veltņu krāsnī

Mūsdienu gumijas sacietēšanas veltņu krāsnis apvieno trīs vadības sistēmas, kas darbojas kopā, lai uzturētu nemainīgus apstrādes apstākļus.

PID regulators ar SSR izeju

Omron PID temperatūras regulators XCJ-K600 un XCJ-K900 veltņu krāsnīs izmanto proporcionāli integrāli atvasinātu algoritmu, lai nepārtraukti aprēķinātu nepieciešamo sildītāja jaudu. 4–20 mA izejas signāls darbina cietvielu releju (SSR), kas nepārtraukti modulē sildītāja jaudu, nevis cikliski ieslēdz un izslēdz sildītāju. Šis nepārtrauktās vadības režīms novērš temperatūras pārsniegšanu un pārsniegšanu, kas rodas, lietojot vienkāršus ieslēgšanas/izslēgšanas termostatus. Rezultāts ir stabila kameras temperatūra ar ±1–2 °C precizitāti iestatītajos punktos starp istabas temperatūru un 260 °C.

Karstā gaisa cirkulācijas sistēma

Augstas temperatūras garas vārpstas motors, kas darbina turbīnas ventilatoru, rada 3000 kubikcentimetru gaisa cirkulāciju stundā. Tā kā karstais gaiss nepārtraukti pārvietojas caur astoņstūra cilindru un pāri rotējošajām gumijas detaļām, katra detaļas virsma saņem vienādu siltuma iedarbību. Šī cirkulācija novērš karstu punktu veidošanos pie sildītājiem un aukstu zonu veidošanos pie durvīm vai stūriem. 100 mm sālsvates izolācija uztur ārsienas temperatūru zem 35°C 200°C darbības laikā, samazinot siltuma zudumus un uzlabojot temperatūras stabilitāti.

Astoņstūraina cilindra rotācija vienmērīgai siltuma iedarbībai

Astoņstūrainajam cilindram ir divi mērķi: tas rotē gumijas detaļas karstā gaisa plūsmā, un iekšējās sienas ar fasetēm rada dažādus krišanas leņķus, kas neļauj detaļām salipt kopā. Stacionāra detaļu kaudze aiztur siltumu centrā, radot atšķirības sacietēšanas ātrumā starp ārējām un iekšējām detaļām. Rotējošais cilindrs novērš šo noslāņošanos, un veltņu motors (0,75 kW) uztur nemainīgu rotācijas ātrumu neatkarīgi no partijas slodzes.

Temperatūras kontroles padomi gumijas sacietēšanas krāsns darbībai

1. Iestatiet PID parametrus, pamatojoties uz partijas masu.50 kg partija sākotnējās iesilšanas fāzē absorbē vairāk siltuma nekā 15 kg partija. Pielāgojiet Omron PID regulatora proporcionālo joslu un integrālo laiku, lai ņemtu vērā termiskās masas starpību. Sāciet ar ražotāja noklusējuma parametriem un veiciet precīzu regulēšanu, pamatojoties uz temperatūras atjaunošanās laiku pēc iekraušanas.
2. Pirms iekraušanas uzkarsējiet veltņkrāsni līdz iestatītajai temperatūrai.Gumijas detaļu ievietošana krāsnī, kas nav sasniegusi termisko līdzsvaru, izraisa kameras temperatūras pazemināšanos zem iestatītās vērtības. PID regulators reaģēs, bet atjaunošanās laiks ir atkarīgs no sildītāja jaudas (10,5 kW XCJ-K600 modelim) un aukstās slodzes masas. Pēc tam, kad regulators norāda, ka ir sasniegta iestatītā vērtība, ļaujiet tai stabilizēties 15–20 minūtes.
3. Pēc iekraušanas uzraugiet temperatūras atjaunošanos.Aukstākais brīdis sacietēšanas ciklā ir 3–5 minūtes pēc jaunas partijas iekraušanas. Temperatūras kritums XCJ-K600 modelim ar 15–20 kg kravu nedrīkst pārsniegt 10 °C. Ja kritums pārsniedz 15 °C, samaziniet partijas lielumu vai palieliniet uzsildīšanas laiku.
4. Izmantojiet taimera funkciju, lai nodrošinātu vienmērīgu cikla kontroli.0–99,99 stundu taimeris ar automātisku sildītāja apturēšanu un skaņas signālu nodrošina, ka katrai partijai tiek piešķirts vienāds sacietēšanas ilgums. Nepaļaujieties uz manuālu laika noteikšanu, jo operatora mainīgums rada nevajadzīgas procesa variācijas.
5. Kalibrējiet PID regulatoru katru gadu.Temperatūras sensora novirze laika gaitā ietekmē regulatora precizitāti. Omron regulatora ieeja jāpārbauda vismaz reizi gadā, salīdzinot ar kalibrētu atsauces termoelementu. Veiciet atkārtotu kalibrēšanu, ja rādījums atšķiras no atsauces par vairāk nekā 2 °C tipiskā darba temperatūrā.
6. Katru nedēļu pārbaudiet pārkaršanas aizsardzības sistēmu.Divkāršā pārkaršanas aizsardzība XCJ-K600 un XCJ-K900 veltņu krāsnīs ietver neatkarīgus augšējās robežas sensorus, kas izslēdz sildītāju, ja primārais regulators nedarbojas. Pārbaudiet šo sistēmu, paaugstinot augšējās robežas iestatīto punktu virs darba temperatūras un apstiprinot, ka sildītājs atvienojas.

Ieteicamās sacietēšanas krāsns temperatūras parastajiem gumijas savienojumiem

Temperatūras ir balstītas uz vispārējām maisīšanas vadlīnijām. Faktiskie parametri jāapstiprina ar maisījuma piegādātāju un jāpārbauda, ​​veicot mehānisko īpašību testēšanu saskaņā ar ASTM D412 un ASTM D395 standartiem.

Bieži sastopamas temperatūras kontroles problēmas gumijas sacietēšanas krāsnīs

Lielāko daļu temperatūras kontroles problēmu var noteikt, regulāri uzraugot Delta vadības sistēmas displeju, kas sniedz informāciju par darbības statusu reāllaikā.

Pareizās veltņu krāsns izvēle gumijas sacietēšanai

Xiamen Xingchangjia ražotās XCJ-K600 un XCJ-K900 veltņu krāsnis piedāvā divus apstrādes apjomus dažādiem ražošanas mērogiem. XCJ-K600 ir 600 litru kamera ar izmēriem 1300 mm (platums) x 1600 mm (augstums) x 1100 mm (augstums), kas ir piemērota mazai un vidējai ražošanai. XCJ-K900 nodrošina 900 litrus ar izmēriem 1300 mm (platums) x 1600 mm (augstums) x 1300 mm (augstums), kas ir paredzēta lielāka apjoma žāvēšanas operācijām.

Abiem modeļiem ir viena un tā pati temperatūras kontroles sistēma — Omron PID regulators, 10,5 kW sildītājs, 3000 CBM/h cirkulācijas ventilators un dubulta pārkaršanas aizsardzība. 304 nerūsējošā tērauda iekšējā un ārējā konstrukcija ar 1,5 mm sienas biezumu novērš koroziju daudzu gadu darbības laikā. Regulējamais temperatūras diapazons no istabas temperatūras līdz 280°C aptver visas izplatītākās sekundārās vulkanizācijas prasības NBR, EPDM, FKM, silikona un HNBR savienojumiem.

Secinājums: nemainīga sacietēšanas temperatūra nozīmē nemainīgu gumijas kvalitāti

Temperatūras kontrole ir vissvarīgākais faktors sekundārajā vulkanizācijā. Veltņu krāsns gumijas sacietēšanai ar PID kontroli, efektīvu karstā gaisa cirkulāciju un astoņstūraina trumuļa rotāciju nodrošina vienmērīgus sildīšanas apstākļus, kas nepieciešami vienmērīgam šķērssaites blīvumam visās detaļās katrā partijā. Omron PID kontrolieri ar 4–20 mA SSR izeju, kas savienoti pārī ar 3000 CBM/h gaisa cirkulāciju un 100 mm izolāciju, nodrošina temperatūras stabilitāti, kas nepieciešama atbilstībai ISO 188 un ASTM D573 standartiem.

Operatori, kas ievēro sistemātiskas temperatūras pārvaldības procedūras — iepriekšēju uzsildīšanu, reģenerācijas uzraudzību, vienmērīguma pārbaudi un drošības sistēmu uzturēšanu —, panāk mazākas sacietējušās gumijas īpašību svārstības un lielāku ražošanas apjomu.