自動精確橡膠條堆垛
2006/8/16 11:52:00
在過去幾年里,人們對寬1.5到6英寸,厚3/16到5/8英寸的未硫化橡膠條的需求顯著提高。這些膠條必須包裝為足夠的重量和長度,這樣無需經常穿膠條,就可進行下步連續加工(下游擠出和/或注射成型加工)或進入其他手動工序。 供應膠條時通常是將膠條手工堆垛在墊木上,或裝入料籃內。雖然手工堆成的垛堆是可以接受的(甚至具有藝術性),但人工堆垛非常浪費時間,工作乏味,需要大量勞力,而且在人類工程學上也受到質疑。日益增加的對膠條的需求,以及手工堆膠的缺陷促使人們設計了自動精確堆膠器。這樣橡膠條的堆垛和處理不再需要大量的手工操作,大多數應用都可使用自動精確堆膠設備。 橡膠生成通常都是非常長、薄而且窄的條狀,這種形態不適合儲存和運輸,因此膠條通常都被折疊成多層并堆在托架上來完成儲存和運輸,這可通過三種方法來實現。橡膠條可以用半自動機器折疊并堆垛在托架上,但是這樣形成的垛堆膠條會相互重疊,造成下一步加工時進料困難。另外這些機器不允許密集堆積,因此形成的垛堆大部分實際都是空氣,造成船運成本增加。 正如已經提到的,橡膠條也可以手工堆垛。半自動機器雖然可以提高堆垛的密度和準確性,但仍需要大量勞力,而且工作單調,甚至會因重復性運動造成傷害。 全自動機器可以準確并密集地堆垛、折疊膠條。堆垛和折疊設備由傳送帶、分配頭、折疊擋板和控制系統組成,可以平整、整齊、密集地堆垛橡膠條,應用于下一步加工。機器的工作速度比手工快,也提高了整條混膠線的生產能力。 還有其他許多不同的堆垛方法可以用于堆垛窄橡膠條。 三種基本的堆垛標準 最常用的自動未硫化窄膠條堆垛方法是從三種舊標準發展而來。第一和膠片冷卻機聯機,在膠條直接從膠片冷卻機上移下來后,簡單地搖進料籃。第二是脫機生產膠條,托架上全寬的膠條用一個冷切機切割成窄膠條,然后搖進鋼絲筐或塑料籃,其堆垛質量和密度往往比所需的差,但膠條可以維持在籃內。如果要移動這些膠條,就需要手工輔助,因為膠條常常會扭曲或交錯重疊,使得自動轉移非常困難。 上述問題通過搖進分隔料籃可以部分得到解決。利用這種堆膠方法(可應用上述的聯機或脫機方法),這些膠條必須小心地通過一個傳送帶引導進入搖擺單元。在搖擺單元的出口,每個分隔料籃的上部都有導輥,膠條的前沿可以手動從輥間穿過,然后放入正確的分隔料籃。這樣就將各個單獨的膠條分開了,但仍有交錯重疊和扭曲現象存在。 過去用的堆窄膠條的第三種方法需要隔膜分切或開槽刀,切開密煉機上下來的寬膠條(這樣生成的窄膠條仍然相互粘連),然后象堆寬膠條一樣搖動堆垛。隔膜分切只切斷料堆的部分厚度,使得堆垛后可以輕易地將冷膠坯分成條;而開槽刀分切則是厚度方向完全切斷料堆,只留下一個穿孔,這樣在整個堆垛過程中可以使膠條保持全寬的冷膠坯形態。根據膠條的下游應用(或加工)選擇適當的堆垛方法非常關鍵。如果膠條要一次一次地用,垛堆必須允許單獨的膠條移出而不纏結、斷裂或影響剩余的膠條,這就要求膠條沿其寬度方向準確堆垛。必需的精確度不僅依賴于化合物種類,也隨膠條寬度不同而變化。切成一定寬度的膠條一定不能與其旁邊或上方的膠條交錯重疊,這會妨礙其單獨移取。總的來說,膠條越窄,堆垛所需的精確度必須越高。圖1是一個精確堆膠的圖片,膠條可從托架上單獨移取。我們也會檢查其他一些用于處理未硫化膠條以便下步加工的常用方法。 在傳統膠片冷卻機中,橡膠在正常涂層、冷卻和堆垛后再進行脫機分切和堆垛。脫機分切和堆垛的主要優勢是傳統膠片冷卻生產線不會受附加過程的阻礙,從而保證產量不會降低。而主要的劣勢是需要增加一個新步驟(要求一定的占地面積、人力、設備、設施和維護)。 脫機分切和堆垛是取出一疊搖動放好的寬橡膠,將其分開,切割成單獨的膠條,然后將這些窄膠條重新堆垛用于下步加工。通常窄膠條就象前面所說的那樣堆進分隔料籃. 脫機分切和堆垛的另一種方法是從密煉機上取出寬膠條開始,用開槽刀分切系統把膠條切成窄膠條,然后如上所述堆垛。這些垛堆被移至一個脫機系統,在這里膠條分別從垛堆上拉下,再次分切成兩條更窄的膠條。在圖3中,輸入的是搖動放好的已分切膠堆,膠條寬3英寸。料堆墊木放在自卸車上,先通過一個傳送帶,其中裝著一個冷分切機,可將3英寸膠條分成2個1.5英寸的膠條,然后這些1.5英寸的膠條穿過一個雙頭RSC WigWag裝置,堆進分隔料籃,這些膠條可以在下一步驟單獨取用。 卷取法 儲存和處理窄膠條的其他方法還包括卷取法。卷取可以在膠片冷卻機的末端進行,在冷切機的出口處作為聯機或脫機加工。圖4顯示了一個冷切機將28英寸寬的料堆切成1.5英寸的膠條,然后這些膠條繞在軸柄上。卷好的橡膠在下一步操作時可以拉開。 卷在卷盤上是另一種選擇,同樣也可以聯機或脫機完成。圖5所示是一個可用于四股膠條的卷取系統。在這里使用了多個軸柄,這樣可以在穿空卷盤,重新開始卷取的同時移開裝滿的卷盤。 卷取法的優點在于可以使各膠條輕易分開,便于下一步加工。但也有兩個嚴重的缺陷,第一如果沒有使用額外的設備進行處理(如從軸柄上移下,儲存或運輸),在一個卷盤或軸柄上不可以承受太大的重量(或不能放太長的膠條)。第二,下游的加工設備可能需要某些松馳釋放裝置。不過考慮到料堆的變形和粘性,卷取法有時是最好的解決方案。 某些橡膠不能浸漬或噴射抗粘涂層。對這些料堆,可以使用附加卷取:即加襯墊材料卷取。卷取可以通過一個標準的長環懸掛系統,也可以是冷卻傳送帶。膠堆可以部分分割或切斷,但某些未涂層的料堆不能保持在分切狀態,會一起冷流回流,這種卷取系統也可能需要松馳釋放裝置來利于下游加工。而襯墊材料,不管是織物還是聚合物,都必須一起卷取、儲存和處理。當不能使用抗粘劑時。這種卷取對于制備和處理橡膠條是一種有用的解決方案。 旋轉膠條冷卻器(RSC)和RSC WigWag結合了兩種設備來進行涂層、冷卻、干燥和堆垛單個窄膠條。RSC可以放在生產橡膠條的小型密煉機或擠出機出口,RSC WigWag用于將膠條堆垛進料籃或放在托架上。RSC WigWag有兩個軸向的可控運動(前后或左右運動),因此可以比標準搖擺裝置更有效地填入料籃或放在托架上。這些系統對于膠條制備是一種簡單的解決方法,適用于工廠內進一步加工或船運到另一個工廠,但生成的料堆并不密集,在長距離船運時可能纏結。 圖6顯示了一個旋轉膠條冷卻器和一個旋轉膠條搖擺裝置。值得注意的是旋轉膠條搖擺裝置也可作為獨立機器供應,可有兩個或更多堆垛頭,使來自傳送帶或膠片冷卻機的多層膠條堆垛進分隔料籃。 現狀 很明顯作為橡膠注塑機和擠出機的進料材料,窄膠條的使用和需求這幾年來大幅增加,從而也增加了對精確(密集)堆膠裝置的需求。 窄膠條的精確堆垛傳統上是一個手工活。為了將膠條放入料籃或放在托架上,會需要一個或兩個勞動力。每個工人必須在托架一頭折疊膠條,再在另一頭折回來。這種勞動是乏味不斷重復的,混煉生產線的速度因此也受到操作工堆垛速度的限制。 第一代精確堆膠器 精確堆膠器,也被稱為AccuStrip Stacker正是開發來解決與手工堆垛有關的缺陷(如勞動密集、速度慢、在人類工程學上受到質疑、成本高)。第一代精確堆膠器主要是為了滿足某一種化合物堆膠的需要,其膠條尺寸、托架和料籃直徑固定。經過證實該機對輪胎制造商或其他一些使用單個固定寬度化合物的使用者非常有幫助,但不能滿足定制化合商和小型使用者的需求,這些小型使用者會經常變換膠條的寬度、厚度、化合物類型、甚至是托架尺寸。 復合高密度堆膠器 和精確堆膠器同時發展的還有復合高密度(MHD)堆膠器。MHD堆膠器設計用于將窄膠條堆入料籃或料箱,同樣也可以堆垛寬膠條或多層窄膠條。固定擋板的安裝保證折疊在料籃的兩端,由于擋板是與料籃相配,料籃尺寸預先就定在一個固定尺寸。MHD堆膠器包括一個程序控制振蕩輸入傳送帶,上端有一個夾送輥、驅動松緊帶搖擺裝置、擋板、升降機、必要的框架和控制器。 第一代精確堆膠器和MHD堆膠器(如圖7所示)都解決了如何在托架上或料箱中密集堆膠的問題,但正如前面提到的那樣,它們也有限制。我們需要一種新的設計來滿足定制化合商和其他不同膠條產品生產商的要求。 最新科技的精確堆膠器 隨著精確堆膠器和MHD堆膠器的發明,自動精確堆垛窄膠條成為可能,但它對托架尺寸和膠條周長還有限制,而新型精確堆膠器的確解決了這些難題。該機可以自動堆垛寬度從1到6英寸、厚度從3/16到5/8英寸的窄膠條。系統含有高度控制單元,以進行膠條的自動檢測、自動進料、速度控制、自動穿孔、自動堆垛在托架上、重量控制、根據托架已滿的信號(根據垛堆的重量或高度)自動裁斷。和架空系統的聯系可以確定當前的垛堆識別號、墊木和堆垛情況,甚至可以調節多個托架尺寸和包括矩形垛堆在內的垛堆直徑。 這些最新技術的精確堆膠器已經成功地安裝于輪胎工廠、汽車部件供應商和定制化合商處。 定制化合商模型 一個定制化合商成功地安裝了一套含四個精確堆膠器的系統,如圖8所示。這套系統包括接膠片冷卻機的獨立膠條傳送帶、90°旋轉頭、自動膠條檢測、膠條速度控制、自動穿孔、精確自動堆垛、墊木裝滿后自動裁斷以及墊木處理。 每個精確堆膠器都是從冷卻架取下窄膠條,通過牽引頭自動進料,牽引頭可準確地將膠條放在托架上。在托架上放好了一層或兩層膠條后,托架轉動90°然后繼續堆垛。這樣使得膠條可以交錯按層堆放,提高垛堆的穩定性和密度。當膠條達到所需高度后,一把熱刀自動將其裁斷。堆垛完成后,升降臺降低到一個墊木傳送帶處,它將裝滿的托架移開,并把一個空托架安放到位進行下一次循環。所有參數,包括托架尺寸、膠條重疊、膠條在托架上的長度、堆垛形狀等都通過一個架
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