精准且无脉动地供料--人字齿齿轮泵在双轴挤出拉膜装置上的应用-佳工网




精准且无脉动地供料--人字齿齿轮泵在双轴挤出拉膜装置上的应用
Holger Kremer

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在挤出拉膜工艺中，为了达到最佳的效果，必须保证物料被计量精准地送入到模头，而且没有脉动。泵送物料时的脉动（主要是压力的波动）会对产品的质量带来负面的影响，比如气穴和断膜。目前，市场对膜厚度的要求是越来越薄，对膜质量的要求是越来越高，导致齿轮泵被普遍地加装在螺杆和模头之间。在这里齿轮泵的主要作用是计量，而不是增压。众所周知，虽然齿轮泵是持续供料的，但其输出端的压力本身是有波动的。原因是齿轮的齿间有一定的间隙，在出口端，当物料被突然地挤压填充到这些间隙空间时会有一定的“爆炸”效应。以前，曾尝试用特殊设计的三齿轮轴的齿轮泵来解决此问题，但是此方法其实是把物料流分割为两股，其中一股的输出滞后于另一股，这样做并没有解决波动，只是把波动频率提高了一倍而已。根据所要达到的精度要求，齿轮泵的输出必须消除脉动。对此，德国崴特泵业技术有限公司(WITTE)采用了另一种方法；这就是，降低波动的振幅。图1是齿轮泵使用直齿、斜齿和人字齿时的出口压力脉动振幅图。人字齿相当于是双斜齿轮、振幅最小，而且还有其他的许多优点；如，对物料的剪切小、温升低、脉动最小，使物料能很“平顺”地被输送。由于人字齿的齿形结构，料能容易地从齿间间隙中带走并输送到出口端。（图片）基于这些发现，WITTE与挤出拉膜线生产商有着紧密的合作。开发出了与他们在用的齿轮泵有相同连接尺寸的人字形齿轮泵，这样消除了复杂的改造过程，也节省了费用。由于新型泵只要较小的安装空间，泵的外壳配备了一块接装板。 WITTE泵的轴和轴承使用了特别设计（图2）。用氮化处理的材料为1.2343（H11）的齿轮轴和材料为1.3343（M2）工具钢的轴承是一对耐磨组合。与其他的供应商不同之处是，WITTE的人字齿齿轮是一件材料整体加工而成。对于非整体式的人字齿齿轮不可避免地会有间隙存在于斜齿间交接处，这样就会在膜上留下脊状的痕迹，大大地降低了产品质量。在齿轮泵中，另一关键部件就是轴承。这些工具钢轴承的表面都经过抛光，WITTE专利设计的润滑槽特别适合高粘或超高粘的聚合物物料，同时可以带走轴与轴承间的摩擦热。（图片）性能参数清楚地显示出使用人字齿的EXTRU716-8泵的优越性（图3）。两套系统都用于生产厚度在12~125微米的膜，结果比较如下：老系统拉出的膜上经常有瑕疵，而新系统使之有明显改观，气穴和瑕疵被大大消除了。同时，拉膜速度从420米/分钟提升到440米/分钟，次品率下降了60%。（图片）泵的设计，主要是轴和轴承方面的改进使系统的可用性大大增加。与此同时，由于磨损部件的减少，维护的费用也节省了很多。 10/9/2013


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