进口设备液压网**行业信息**数控机床、粉末冶金成型机、锻压机、压铸机、压力机、冲压机、液压机 :KOSHIN RACINE、SHIMADZU、HIROSE VALVE、SUMITOMO、SHOWA、RIKEN、NIHON SPINDLE、SHIBAURA、DAIKIN、HAWE、DANFOSS、KAYABA、UCHIDA、NABCO、TOKIMEC、NOP、TAIYO、TUATSUSEIKO CORP、COMMERCIAL、KPM、SPP液压产品
           ShangHai HYDraulicsPART Co.,Ltd
上海昭昶液压机电有限公司
专供JAPEN原产工业设备液压产品: IHI石川岛、DAIKIN大金、UCHIDA内田油压(UCD)、NABCO纳博克、KAYABA萱场(KYB)、ECKERLE艾可勒、Voith福伊特、SUMITOMO住友精机(SPP)、NACHI-FUJIKOSHI不二越、HOFRBIGER贺尔碧格、SHIMADZU岛津、SHOWA正和、KOSHIN-RACINE工进精工、UNIVERSAL HYDRAULIK、NOP日本油泵、ORBMARK马达、TOKIMEC东机美、YUKEN油研、KAWASAKI川崎精机(KPM)、SHIBAURA芝蒲、NIHON SPINDLE大东、YUATSUSEIKO CORP东北精工、UCHIDA-Rexroth内田-力士乐、BRUENINGHAUS HYDROMATIK、FUJI SEIKI不二精器缓冲器、HORIUCHI堀内油缸.IHI石川岛、UCHIDA内田(UCD)、ECKERLE艾可勒、NACHI-FUJIKOSHI不二越、Voith福伊特、NABCO纳博克、KAYABA萱场(KYB)、SHIMADZU岛津、NOP日本油泵、ORBMARK马达、TOKIMEC东机美、SANWA三轮精机、KAWASAKI川崎精机(KPM)、TOSHIBA东芝、SHIBAURA芝蒲;commercial卡玛索、HAWE哈威、Eaton-Vickers-Char Lynn伊顿-威格士-查林、Bosch-Rexroth博世-力士乐Mannesmann、Sauer Danfoss萨奥丹佛斯。
覆盖品牌:太阳铁工、爱知、小松铁工所、小松製作所、大隈铁工所、小岛铁工所、栗本铁工所、槛藤铁工、樫藤铁工所、东芝机械、新泻铁工所、德国SMS-HASENCLEVER、瑞士Fisher+Ruckle费雪+吕客乐、森精機製作所、super spool valve、日立精機、日立工機、大阪機工、松浦機械、牧野製作所、岡本製作所、现代起亚机械、光洋機械工業、黑田精工、新東工業、宇部興產、山崎铁工所、日本AMADA、沙迪克、Enshu Ltd、FERROMATIK MILACRON米拉克龙、JSW日本制钢所、MEIKI名机、NISSEI日精、SUMITOMO住友、NIIGATA新泻、MITSUBISHI三菱、TOSHIBA东芝、KAWAGUCHI川口、FANUC发那科、TOYO东洋、LG、BOY、Battenfeld巴顿菲尔德、德国Demag Ergotech\Demag德马格、克劳斯玛菲、ENGEL恩格尔、ARBURG雅宝、Okuma铁工所、美国TOCCO、川崎重工業、不二越、神戶製鋼所、住友重工、石川岛播磨重工、三菱重工、利渤海尔、格鲁夫、加藤、多田野、卡特彼勒、哈里博顿、西方、S&S、NOWSCO、万国、康明斯、曼、奔驰、油谷、TCM、古河、日本车辆、极东、三井三池、罗宾斯、阿特拉斯、汤姆洛克、英格索兰、海斯特 等.
优势项目:① 液压系统:液压齿轮泵/液压柱塞泵/液压压裂大泵/液压振动泵/液压叶片泵/变量液压泵/液压增压泵/甲板油泵/隔膜泵/液压举升泵/液压先导泵/液压臂架泵/液压变量泵/液压控制单元等;液压卷扬马达/液压行走马达/液压回转马达/液压举升马达/液压提升马达/液压分度马达/液压搅拌马达/液压驱动散热马达;液压多路换向阀/液压主控阀/液压回转操作阀/液压平衡阀/油压离合器阀/电液比例伺服阀/节流阀/调压阀/液压安全阀/叠加阀/插装阀/电动伺服阀/液压充液阀/比例压力流量阀/液控顺序阀/;空气阀/电磁阀/液压锁/伺服小油缸/电脑线/滑轮轴承/高压旋转密封接头/液压储能器/输油泵/高压油泵
HYDRAULICS服务范围: 全路面液压起重机(轮式吊车)、轮胎式集装箱龙门起重机(RTG)、越野吊、履带吊、液压打桩机、打捞船、工程船、船舶操舵机、甲板机械、坞壁作业车、高空作业车、克令吊、起货绞车、系泊绞车、起锚机、液压抓斗、液压舵机、舱口盖液压系统、集装箱堆高机、集卡配件、堆垛机、正面铲(叉车)、正面吊、曲臂吊、随车吊、水泥搅拌车、刮板捞渣机、水泥泵车、垃圾车、扫地车、液压凿岩台车、油田设备、隧道掘进机、泥水加压盾构机、土压平衡盾构机、TBM掘进机、复合地层对应式盾构机、机械掘削式盾构机、半机械掘削式盾构机、遮帘式盾构机、手挖式盾构机、液压旋挖钻机、MASAGO地下连续墙、液压挖掘机、装载机、推耙机、推土机、搬运机、铲运机等工程机械、矿山设备、履带式全液压凿岩钻车、随车吊; 液压金属挤压机、铝型材挤压机、粉末冶金压铸机、冷室压铸机、冷式压铸机、压铸机、热室压铸机、热式压铸机、压延机、锻压机、冲压机、数控机床、加工中心、数控车床、珩磨机床、拉削加工机床、进口印染机械、塑胶射出成型机、镁合金注塑成形机、镁合金压铸机、油压成型机、液压折弯机、木材加工机械设备FISHER+RUCKLE、薄板拼缝裁切生产线、双(单)
刀薄木板切边机、薄板纵向拼接机、薄板横向拼接机、连续铸造机、成型液压机、液压试验机、液压试验机、液压裁断机械、液压裁料机、液压模切机、液压裁床、塑料机械、注塑机、挤压机、吹塑机、吹瓶机、注塑料机、重油渣油燃烧器、燃油燃烧器、液压伺服控制系统。

 
 

   小型液压挖掘机市场分析 

   国产旋挖钻能否钻出大市场

   浅析旋挖钻机的研发概述

   工程机械液压柱塞泵的使用与维修

   装载机静压传动

   双泵合分流及先导压力卸荷技术在装载机上的应用

   塑料注射成型机的维护与保养

            

       

    小型液压挖掘机市场分析

 

    液压挖掘机作为土石方施工机械,在各种工程建设领域,特别是在基础设施建设中所起的重要作用越来越明显,在机场、油田、矿藏、城乡建设、农田水利等各个领域得到充分利用,是工程机械行业中产销量最大、增长率最高的产品之一。其中小型液压挖掘机(以下简称小挖)的产销量这两年也得以快速增长,这引起全国许多工程机械厂家的积极关注,目前正在生产小挖或准备上的项目很多。下面结合其特征就小挖的开发做一简单分析。

一、小挖市场

    国内小型挖掘机多指10吨级以下产品,因有中型挖掘机械的多项功能,又兼具运输、能耗、灵活性、适应性的优势,且价格低、重量轻、保养方便,故在水电、交通、市政、园林、农田改造、输油管线等的小规模建设和生产领域广泛使用。

国内从目前的销售情况看,市场90%以上份额都被16~32吨级中型挖掘机所占据,2003年20~23吨级占挖掘机市场86%份额。相比中型挖掘机,国内小挖的市场启动较晚,每年15吨级以下挖掘机占国内市场总额的5%左右,仍处于起步阶段。但在整个市场空前繁荣的带动下,经济发达地区对小挖出现明显需求,从2000年的300余台至2002年的1500余台(2002年,中国小型工程机械销量仅2786台)、2003年的3000余台得到迅速增长。

尽管随着经济发展,分工作业的细化,随着各地厂家的积极关注及国外品牌的大量介入,中国的小挖市场将会快速拓宽,市场竞争格局亦会发生巨大变化。但有一个不争的事实,目前中国的小挖市场业已呈启动之势。

日本、美国、欧洲等发达国家、地区的大规模建设已过去,基础设施建设已经比较完善,进入了维护、维修及更新时期,中小型及多功能工程机械产品市场相当好,其与重型工程机械的销售总量的比重高达50%~70%间,销售量很大。单就小挖而言,日本、北美、西欧1999~2002年间,每年小型挖掘机的需求量达7~8万台,其中2003年上半年日本销售了19272台,占日本国内挖掘机市场总额的46%强,欧、美等地比例份额均大于此比例。纵观这些小型液压挖掘机械,其机型,机重均向小型化(小于6吨的机型)方向发展,后方无尾回转概念更是日渐风行,在农田建设、管理,庄园建设,物料搬运,管道铺设等方面有广泛的用途。

二、国内外生产厂家及产品特点

1、国内主要生产厂家及产品特点:

全国许多工程机械厂家正在积极介入小挖项目。国内生产、销售小型挖掘机械的主要有广西玉柴、湖南山河智能、江西南特等厂家。

广西玉柴作为中国最大的小型工程机械生产基地和出口基地,主要小挖产品有YCl3、YC25、YC35、YC65、YC85等型号,近来每年生产1000台以上不同型号的小挖。产品采用玉柴发动机,有些选配康明斯发动机,主要液压件用日本UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI等进口元件。YC65-2型采用关键元器件国际化配置UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI,东芝负荷传感系统、先导操纵、电脑监控,性能优良。该厂小挖产品系列齐全、技术成熟、且自制件较多,使其产品拥有价格优势。

湖南山河智能2001年7月立项开发小型液压挖掘机,同年10月完成样机并参展第六届BICES(北京国际工程机械展览会)获得好评,近年生产SWE45、SWE80等系列化产品。产品采用常柴、PERKINS等的发动机,主要液压件日本川崎、UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI等元件,变流量总功率控制系统、先导操纵。其依托中南大学的技术与人才优势筹建研究院及新建的15.7万m2的山河智能产业园保证了产品品质及规模生产能力。该厂小挖产品造型及外观质量较好,元器件形成国际化配置,逐渐成长为中国小挖市场的一个亮点                                     

    江西南特一直从事挖掘机的四轮及易损配件的制造和销售。2001年开始尝试生产小型液压挖掘机(NT60),并取得良好销售成绩。现开发产品有NT15、NT45、NT60、NT80、NT130、NT200等型号。目前因生产服务能力限制主要生产NT45、NT80两种小挖型号,2003年共销售两种产品计一百余台。产品液压系统和玉柴相似,主要液压件采用日本川崎、UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI等元件,负荷传感系统、先导操纵,但发动机配置选用国内常柴、上拖等的产品。因其一直从事挖掘机的配件制造,及元器件国产匹配,故在销售价格上有很大灵活性,但产品质量与玉柴、山河智能尚有一定差距。

    近几年韩国现代、大宇在国内制造销售R60—5、DH55等机型。日本久保田UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI也在上海独资生产小型挖掘机。日立、神钢、石川岛(IHI)、凯斯、英格索兰、JCB等世界著名挖机制造商都在积极向中国推广其系列小型工程机械。                 

2、国外主要生产厂家及产品特点:

沃尔沃、特雷克斯、神钢(KOBELCO)、石川岛(IHI)、洋马(YANMAR)等世界著名挖掘机制造商都有很全的小型挖掘机系列,可以说几乎所有挖掘机制造企业对小型挖掘机都有所涉及UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI

大宇生产DH55、DHO35、DHO3OP、DHO15P和DHO10等系列小型液压挖掘机,除DH55-V型的动臂有可回转和不可回转两种方式供选择外,其余DHO35、DHO30P、DHO15P和DH010等4种小型挖掘机的动臂全部为可回转式。

JCB产品系列涵盖了小型挖掘机产品能够提供的全部功能范围,并构成高低搭配的产品结构,配备JCB的柴油发动机和行走与回转马达UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI,具有符合ISO标准和SAE标准的两种挖掘操作模式供选择,液晶屏显示各类数据,功能集成性好。可方便地插拔各类工具的液压快速接头。

凯斯的CX系列挖掘机是第一个推向中国市场的具有全球挖掘机最先进“无尾回转”特性的挖掘机。凯斯的CX系列无尾回转式有CX35和CX45两种型号。动臂可以向左右回摆,保证了靠墙时正常挖掘,并且改善了工作视野。双速行驶系统,独特的控制阀杆的缓冲槽设计,可以防止机器突然变速而对系统产生振动或者冲击。

日立生产EX系列后方超小回转式微型挖掘机,2003年推出的ZAXlS55UR在日本国内经过了多年的实践考验并针对中国市场进行了相应改进,使其施工范围进一步扩大并能缩短施工工期。新型的HHH液压系统给所有执行机构无论高低负荷时可提供最佳流量以保证复合动作的平稳性,减轻操作员的疲劳。

沃尔沃小型挖掘机配置的负荷传感液压系统UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI代表了当今最先进的技术。此系统能将所有的控制系统结合在一起,属于沃尔沃小型挖掘机系列的标准配置,即使进行其他动作,机器仍可保持直线运动。快速连接系统作为可选装置。

3、一些机型(5~6吨级)的主要技术参数:

三、开发小挖的几点建议

1、挖掘机的技术、制造、质量保证方面

相比其它全新产品开发,徐工集团存在一定程度的技术优势。在已形成批量生产的20、21、22吨级履带挖掘机、试制生产的WYL20B、EW20轮胎挖掘机、已开发的WZS300隧道挖装机、WZ20-25挖装机等产品给开发小挖在技术、制造等各个方面提供了一定经验,对产品总体方案正确性、继承性和实现的可能性有很大帮助。因此作为挖掘机系列的一员,小挖的开发在技术、制造、质量等方面不存在太大问题。

2、参考国外品牌小型挖掘机,开发的产品应具有以下几个主要特征:

发动机噪声及排放小,环保要求高,以适应城市居民建筑;

·工作灵活,回转半径小,甚至尾部零回转,适应狭窄场合;

·操作方便,安全,应用电子控制、监控技术,提高操作舒适性;

·为适应城市工况,优先应用橡胶或无齿履带板,以保护路面;

·360°回转,(甚至动臂可在一定范围内回转,)增大作业适应性;

·快换装置,快速更换各种工作附件;

·能;

·维修保养方便                                    

形式最大
等価容量
cm3/rev
走行モータ
最大トルク
N・m
油圧モータ
最高圧力
MPa
適用ショベル
質量
ton
PHV-80/120460137320.6~1.5
PHV-190671216724.5~2.0
PHV-2901067368824.5~3.5
PHV-3901244461124.5~4.5
PHV-5001677599424.5~5.0
PHV-9002872951624.5~7.0

3、成功开发小挖的关键

·产品定位:这是新产品成功开发的基础。10吨级以下产品分的更细致些又包含10、8、6.0、5、4、3.2、1.3等吨级产品,哪类适合于哪些用户群?哪类销售的最多?市场潜力最大?这些都要求做深入研究。只有准确的市场定位,才能抓住市场机会,把握市场主流,赢得市场份额。
据了解目前北京现代生产首推6吨级UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI(R60)轮式、履带式两种机型;大宇烟台则追加投资,建立专门生产小型挖掘机的基地,新推5.5吨级的改良机型、7.5吨级新机型,其5.5吨级连续数月保持月产100台以上;成都神钢销售5、1.5吨级小挖;合肥日立、小松山推也销售6吨级以下小挖。从有关销售数据统计看,1998-2002期间,5.5(6)、3.5、1.3吨级小挖的产品UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI为主,其中5.5(6)吨级小挖增长幅度最大,2002年的销量占我国小挖市场近半壁江山;另江西南特等首先以60型(6吨级)尝试生产;故参考以上信息建议以5.5、6吨级小挖为主导开发产品。

·成本控制:小型挖掘机系统复杂,成本控制很难。而产品开发必须考虑用户群的购买力,高的性价比更是产品长期发展的主要竞争能力,所以成本控制是决定产品利润、竞争力的一个重要手段。对于目前国内用户群的购买力尚不足的实际情况,尤其重要。产品适合的用户群,决定了产品的高低端配置。

小挖主要由工作装置、驾驶室、回转机构、转台、动力装置、履带底盘、机棚、配重、电气、液压UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI及辅助设备等组成。若关键元器件国际化配置,5.5吨级的机型的单台变动成本经分析应可控制在18万元左右,销售价格参考目前国内相同机型及未来两年发展看可定在26-28万元,具有较好的经济效益。

·产品质量、可靠性:低故障率是高工作效率的保证,使用时,用户最关注产品质量、可靠性。麻雀虽小,五脏俱全,其实小型挖掘机并不比中型挖掘机系统简单,如何选型、匹配,是设计的重点之一。

·外观造型:小型机械外表在发达国家向着轿车质量发展趋势,国内制造商也非常重视外观质量、造型。从另一方面讲,外观造型也预示着某些如产品零部件的选择、制造工艺的提高、质量保证等方面的发展水平,涉及方方面面,并不容易。

4、尝试开发5.5、6吨级轮胎式小挖

履带式小挖市场目前呈现供略大于求局面,而且正在或准备上的项目很多,竞争激烈。相比之下,国内轮胎式小挖制造商并不多。另外,很典型的例子,小型机械如挖掘装载机和伸缩臂式多功能车在北美、西欧占有很大市场份额,但这两种机型在日本非常罕见。显而易见,并非国外市场大的就一定适合我国。而我国的基础设施建设、经济实力、观念、自然资源及人口密度等与国外存在很大差异,这决定了机械的使用市场。有一点可以确认,在目前国内使用环境,小挖的转移率很频繁。以个人分析看,选配国产行走系统,轮胎式小挖与履带式小挖的变动成本可基本相当或略高,开发5.5-6吨级轮胎式小挖UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI技术上没有太大问题,而市场应更符合中国实际情况。

5、开发经济型小挖,高低端产品共举

首先以5.5、6吨级履带式小挖为主导开发产品;再在转台以上部件基本不便的基础上,开发轮胎式UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI;此二类产品所有关键件及技术均跟踪国际品牌机型,国际化配置,属高端产品。

这一产品定位符合集团放眼全球的未来产品发展方向,市场应除国内供应外,可放眼在几年后的出口贸易上。

同时建议在特机类公司能尽快开发生产经济型或汽车型小挖,即低端产品,满足农村建设需求。高低端产品共举,一般对同一公司来说是一种歧义,但我们以为这里并不矛盾,反而有很多共同之处,会取得双赢结果。其一、产品市场应用上目前没有任何冲突;其二、经济型小挖市场巨大,大公司极少介入;其三、集团公司并不排斥低端产品的研发;其四、这类产品符合目前特机公司的发展现状。

另外,集中精力开发5.5、6吨级小挖并推向市场,暂不系列化开发。

没有市场,再好的产品开发都不能产生效益;而每一个新产品的开发从设想、调研到试制、批量生产,必将经过相对较长的时间。与其将很多时间放在并不彻底的改进工作上,不如将其用于主导产品成熟UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI,尽力推向市场。而当主导产品技术成熟,并有市场需求量时,再将成熟技术应用到系列化产品开发中去,将产品直接推向市场,这样不仅缩短产品研发周期,提高研发质量,并能尽快抢占市场。

信息来源:徐工集团 徐工研究院 郭修会 张忠海 张启君
 

 

 

 

国产旋挖钻能否钻出大市场


发布日期:2005-5-17   文章出处:中国建设报  
   
    目前,我国正处在一个大发展时期,特别是公路桥梁、铁路、水利、城市发展,需要大量的桩工机械,每年需要100台左右旋挖钻机,80%需进口。北京环线公路建设和青藏铁路建设所用旋挖钻机绝大部分由德国和意大利进口。旋挖钻机作为一项新兴产业,在我国市场方兴未艾,进口产品正大量涌入,而我国同类产品的开发尚处于初始阶段,未来几年将处于急速发展的上升时期。

优势明显潜力巨大
  旋挖钻孔机是一种在建筑基础工程施工中成孔作业的施工机械,被广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基施工工程中,配合不同钻具,适应于干式(短螺旋),或湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业。旋挖钻孔机具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活,施工效率高及多功能等特点。旋挖钻孔机
UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI适应我国大部分地区的土壤地质条件,使用范围广,基本可以满足桥梁建设,高层建筑地基等工程的使用。    旋挖钻机由履带自行至桩位点进行中心定位,在定位过程中由司机在操作室内对钻机进行水平度、垂直度的自动调整,使桩机达到最佳状态,从而有效地保证成孔质量,加快施工进度。在摩擦桩施工过程中采用旋挖钻机施工,在上海地区单桩承载力可以达到25~35%。混凝土可节约20%,降低投资成本。另外,旋挖钻机带有辅助吊装能力,在成孔完成合格后能及时进行钢筋笼的吊装和导管安放,从而缩短成孔钢筋笼下笼时间,减少沉渣沉淀,提高工作效率,保证工程质量。   因旋挖钻机属低噪音、无振动环保型钻机,在钻进过程中噪音在65分贝以内,且在成孔过程中为原始土挖掘状态,通过钻斗提升直接装卸在自卸土方车上,从而使成孔过程实现无泥浆排放。如挖掘的原始土含水率太大或呈流塑状态,如果再配有现场流塑土减水固化处理装置,对挖上来的流塑土进行减水固化处理后变成干土,然后通过自卸车进行装运,满足了城市环保要求。

自身劣势不容忽视
  设备价格昂贵是制约其发展的主要因素。钻孔桩的桩径一般为1.2~1.5米,企业在购置设备时,一般要考虑有安全储备系数,所购置的旋挖钻孔机的施工能力要稍大一些。因此,目前应用最多的旋挖钻孔机的施工口径在1.5~2米之间。一台旋挖钻孔机的价格都在400万元以上,如果施工口径再大一些,一台钻机加上配件的价格就要上千万元。对于一般的施工单位而言,尤其是对于绝大多数从事桩基施工的地质队,一次性投资几百万甚至上千万元购置设备,一是资金实力不强的企业很难承受,二是从现行的管理体制来看,即使有能力购置这一先进施工设备的企业,其领导也会考虑多方面因素而不会轻易购置。

  另一方面,其运行成本的高昂,也是制约施工企业购买的一大主因。从钻机制造商的介绍以及用户的实际使用情况来看,旋挖钻孔机的全负荷正常工作寿命为6300小时,超过这一寿命后,一些部件就需要更换修理,尤其是卷扬系统、液压系统主泵、动力头以及钻杆等,这些部件都很贵,损坏后更换时间也较长。这使得旋挖钻孔机在实际使用中的运行成本大大增加,相应提高了桩基的施工成本。目前由于桩基市场竞争激烈,加之竞争不太规范,许多桩基工程都是经过层层转包后才到了施工企业手中,工程价格都比较低,已没有太大的利润空间,如使用旋挖钻孔机施工,虽然施工效率较高,工程质量好,但利润却很低甚至亏损。这也是许多施工企业不买旋挖钻孔机,甚至故意闲置不用,而仍采用传统的相对比较落后的工法施工的主要原因。

适用的就是最好的
  目前,国内各种型号旋挖钻孔机的市场总量到2003年大约为600台,其中国产旋挖钻孔机占15%左右,个体户大量购进的国外如日本产的二手旋挖钻孔机,已经占有很大比例,为20%左右。因此国内旋挖钻孔机的竞争日趋激烈,价格有逐渐下降趋势,旋挖钻机不再是大公司、国有大企业垄断的“专利”产品。

  在国内外的桩工机械产品中,钻孔机的数量一般都占有一半左右的份额,但是在钻孔机之中,各机种所占的比例国内外却迥然不同。在三种大直径灌注桩钻孔机中,国外的旋挖钻孔机一般占三分之二以上;而反循环钻孔机由于附属设备多、机动性差和混浆处理不便,在欧洲城市灌注桩施工中已几乎不再使用,只有为数不多的岩层用钻机仍在生产;日本由于地层比较复杂,钻孔直径在1.5米以上的还在少量生产。

  国内的情况恰恰相反,在钻孔机产品中反循环钻孔机的产量占了近90%,旋挖钻孔机却得不到发展。旋挖钻孔机是机电液一体化的高端产品,对于我国桩工机械的生产企业来说还有一定的难度,无论是技术、资金,还是经验和管理都还比较缺乏,很难与国外企业相比。在国内的桩工机械产品中,步履式桩架、静力压桩机和中孔振动锤都是具有中国特色的产品,深受施工单位的欢迎。因此,根据目前国内基础施工水平较低,购买力不高,那些价格昂贵、自动化程度很高的钻机不少施工单位一时难以接受的情况,可以考虑从经济实用的旋挖钻孔机着手,以满足大量中小型施工单位的需求。对于旋挖钻孔机可适当降低技术性能和多功能要求,以钻进一般土质为主,钻孔直径先定使用较多的1.2~1.5米,钻孔深度不大于40米,动力头的扭矩要适中,转速可根据负荷调节,钻杆主要采用伸缩摩阻式,底盘不局限于履带式,配置常用的检测仪表,达到结构简单、安全可靠、价格低廉,使这种钻机在城市灌注桩施工中以高效率、低公害的特点逐步取代量大面广的反循环钻孔机。与此同时,生产企业还应不断提高旋挖钻孔机的技术、质量和服务水平,逐步形成系列产品并逐渐提高升级换代能力,使旋挖钻孔机在我国得到迅速发展.

 

 

 

浅析旋挖钻机的研发概述


    在我国,把利用短螺旋钻头或钻斗进行干钻或无循环泥浆钻进技术成孔制桩的设备称为旋挖钻机,实际上它就是一种适应不同施工方法的大型工程钻机.旋挖钻机是一种适合建筑基础工程成孔作业的桩工机械。该类钻机以柴油机为动力,全液压UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI驱动,履带行走,360°回转,自行起落架。具有噪声低、振动小、扭矩大、多功能、成孔速度快、机动灵活、施工效率高、多种速度调节、电子自动监控等特点,克服了以往电动式钻孔机的不足。并将有逐步取代电动式钻机的趋势,该类钻机主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工,在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用,主要用于市政建设、公路桥梁、工业和民用建筑等基础施工中。旋挖钻机是最近和今后3-5年的国内热门货!目前来说,我国正在进行的大规模城市化建设为旋挖钻机提供市场需求。国家统计局1996年的统计资料显示,我国目前共有城市666个,其中人口在100万以上的大城市有35个。随着国民经济的发展,城市化进程还在加快。到2005年,城市数量将达800个,城镇人口将超过4亿,老城市改造和新城市建设中新增的桩基础工程将大幅度增加。按城市建设和国家长期规划中投入巨资进行项目的开发,短期内即将投资的工程项目便有数千亿人民币,对旋挖钻机的市场需求量从每个城市占据2-3台来计算分析来看,旋挖钻机在中国的总数量近几年将达到2000台。旋挖钻孔机由于具有多功能、高效率等优点,在国外发达国家中早已成为灌注桩施工机械中的主力机种。最近几年,国内年需求量预计见下表1:
总之,旋挖钻机的发展在我国有很好的前景,进口产品正大量涌入我国市场,而我国同类产品的开发尚处于初始阶段,未来几年将处于急速发展的上升时期。因此浅析旋挖钻机的开发有着十分重要的意义!
一、几点看法
近年来,国内有几家单位对旋挖钻机陆续进行了一些开发工作,但由于种种原因,都没有能够形成系列的成熟产品。预计国内企业将加快开发旋挖钻机的系列产品。下面就其开发谈点看法:
(1)、开发时要清楚国内常用主要钻孔的方法
目前国内常用主要钻孔的方法有表2所列的几种。
通过上表可见,各种成孔机械都有各自不同的施工特点,受自身机械性能及施工条件的限制。把他们与旋挖钻机作施工工艺、适用地质及施工特点、施工局限性等方面的比较,可以发现旋挖钻机施工较传统方法有很多优点。可以克服传统钻孔工艺施工方法的缺点,充分发挥其施工效能。
(2)、开发时要清楚旋挖钻机的优点与缺点
2.1、旋挖钻机的优点:
①、成孔速度快
原来我国的公路、铁路、桥梁和大型的建筑物的基础桩施工大多采用传统的循环钻机或冲击钻机,生产效率很低,而采用旋挖钻机的工程,由于钻头直接从孔内提取岩土,故成孔速度快。由于孔底沉渣少,易于清孔,故质量得到了充分的保证。旋挖钻机与回旋钻机比较
如下:(表3)
旋挖钻机与回旋钻机比较表3

②、施工现场环保、干净
旋挖钻机由钻头旋挖取土,钻杆将钻头提出孔内再卸土。旋挖钻机的泥浆仅仅用来护壁,而不用于排碴,成孔所用泥浆基本上等于孔的体积,且泥浆经过沉淀和除砂还可以多次反复使用。旋挖钻机使用较少的泥浆,即可满足钻孔护壁的需要,因而,施工现场整洁,对环境造成的污染小,降低了施工成本。
③、行动方便
旋挖钻机具有履带,可以自行走,旋挖钻机钻进前对孔的定位非常准确、方便。
④、适应地层能力强
旋挖钻机配备不同钻头,即可用于对付沙层、土层、卵砾石、岩层等不同地质,不受地域限制。
⑤、适用各种桩基工程
旋挖钻机除用于旋挖钻进外,经简单改装后,还可用于长螺旋、地下连续墙等施工;适用范围极其广泛。
⑥、机动性强
旋挖钻机能独立作业。钻机的安装、拆卸无需辅助设施来完成,且能适应复杂地形的工地。占用空间小,能靠墙操作。
⑦、使用方便、维修简单
旋挖钻机的主要部件均为较为普遍的原产地部件厂家提供(如泵、发动机、
UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI马达、减速机等),可直接得到原产地厂家的售后服务支持。同时,设备结构简单,故障率极低。
⑧、孔口回填土对钻孔桩的影响少
旋挖钻机一般配备2米左右的孔口护筒(如孔口回填土较厚可加长),而且钻机本身可埋设护筒,这样也尽量避免了孔口回填土对钻孔桩的影响。
⑨、孔口掉泥、产生的沉渣少
水下导管灌注混凝土,是一种非常成熟的灌桩工艺,可避免孔口掉泥、灌注过程中产生的沉渣带来的不利影响。
2.2、旋挖钻机的施工缺点:
在地基与基础施工中常遇到的一些钻孔桩问题,采用旋挖钻机施工还很困难或者效率较低,主要表现:
①、当卵石粒径超过100mm时,钻进困难,对很多直径大子200mm的漂石地层,在这些地层中施工基础桩时常使用冲击钻或利用,组合式潜孔锤钻进,效率较低,旋挖钻机目前在这种地层施工还很困难,
②、稳定液管理不适当时,会产生坍孔;
③、废泥水处理困难;
④、沉渣处理较困难,需用清渣钻头:
⑤、施工扩底桩:为了提高单桩承载力,节约工程造价,很多桩基设计采用扩底桩,目前多采用人工挖孔扩底或回转反循环钻机扩底,这样能保证扩底尺寸和孔底干净,虽然旋挖钻机可用扩底钻头进行扩底,但很难保证孔底的厚度以及扩底尺寸满足设计要求。
⑥、套管钻进:为了减少抽水引起的地面沉降墓坑工程常设计“咬合桩”阻水方案,即将基坑支护桩和素混凝土桩互相“咬合”。既成为基坑的支护机构,也形成了基坑的阻水结构,为了保证“咬合”的精度,常采用套管钻进成孔工艺,对切割混凝土的厚度和钻孔的垂直度要求精度很高,目前一般旋挖钻机的配置还不能解决这种施工工艺问题:
⑦小径桩钻进效率较低:对于直径<800mm的钻孔,一般型号较高的旋挖钻机成孔效率反而大大降低,导致成本增大,在北京地区一般<20m的基坑设计护坡桩大都采用中600—中800桩径,并且降水井一般采用直径600mm,这种情况下护坡桩和降水井的数量很多,并且大都进入卵石地层,一般钻机施工效率很低,并且对垂直度和超径控制很差,但目前旋挖钻机在小径钻孔方面还未显示出明显的优势。
⑧、孔底压灌混凝土后插筋成桩:
为了解决在地下水影响不大(一般是在枯性土地层或粉细砂地层)的情况下快速成桩的问题,常采用咸孔后从孔底压灌混凝土至设计标高后,再将钢筋笼插入混凝土中的方式,这样既能保证钻孔不坍塌,又避免了水下灌注的繁锁,但目前旋挖钻机还不能解决这种施工工艺问题。
⑨、岩石钻进:一般嵌岩桩需在强风化、中风化,甚至微风化岩石中钻进,当用回转反循环钻进时,一般采用组合式牙钻头将岩石磨碎,然后用泵吸出沉渣。当用中击反循环钻进时,一般用冲击锤将岩石击碎,然后用泵吸出沉渣,旋挖钻机也只能采用组合式牙轮钻头,不同的是它是取芯钻进,在强风化地层其效率将低于前二种工艺,并且孔底沉渣需做特殊处理。
以上是在地基与基础施工中常遇到的施工工艺问题,有些通过改进旋挖钻机的配套设施,或选择合适的设计参数就能解决,但有的问题是旋挖钻机难于解决的,因此要想用旋挖钻机来解决所有钻孔桩的问题是不符合客观实际的。在旋挖钻机的设计生产过程中,应考虑功能的主流问题。其它一些问题,可通过其性能价格比较,施工工艺的难易程度综合分析解决。
(3)、开发时要清楚旋挖钻机的类型
旋挖钻机根据其主要工作参数、扭矩、发动机功率、钻孔直径、钻孔深度及钻机整机质量可以分为三种类型供选购:
①、小型旋挖钻机
小型旋挖钻机的应用:各种楼座的护坡桩、楼的部分承重结构桩、城市改造市政项目的各种小于1m的桩、适用于其他用途的桩。小型旋挖钻机的技术参数:扭矩100kN.m。发动机功率170kW,钻孔直径0.5~1m,钻孔深度40m左右,钻机整机质量40t左右。
②、中型旋挖钻机
中型旋挖钻机的应用:各种高速公路、铁路等交通设施桥梁的桥桩、大型建筑、港口码头承重结构桩、城市内高架桥桥桩、其他适用桩。中型旋挖钻机的技术参数:扭矩180kN.m,发动机功率200kW,钻孔直径0.8~1.8m,钻孔深度60m左右,钻机整机质量65t左右。
③、大型旋挖钻机
大型旋挖钻机的应用:各种高速公路、铁路桥梁的特大桥桩、其他大型建筑的特殊结构承重基础桩。大型旋挖钻机的技术参数,扭矩240kN.m,发动机功率300kW,钻孔直径1~2.5m,钻孔深度80m,钻机整机质量100t以上。
④、国内旋挖钻机根据下面条件设计选择:
a、国内旋挖钻机施工常用:
A.孔径:≤1000mm,孔深:≤35m(国内旋挖钻机干法施工常用)
B.孔径:≤1500mm,孔深:36m-54m(国内旋挖钻机施工常用)
C.孔径:≤2000mm,孔深:55m-70m(国内旋挖钻机施工不常用)
D.孔径:大于2000mm,孔深:大于70m(国内旋挖钻机施工不常用)
b、要开发适合国情的旋挖钻机:
目前国产旋挖钻机的品种偏少,国内大部分厂家一上来就搞200kN·m级的,投资非常大。而实际上据统计,国内的80%-85%的桩基础桩径在1.2m以下,深度不超过40-45m。如日本开发的旋挖钻机大多为:100kN.m以下的,国内进口的扭矩多为100kN.m以下的二手日本产旋挖钻机。用户反映,使用效果很好。国内的专家认为:青藏铁路需要大功率的旋挖钻只是个例,而且青藏铁路一旦建成,对大型的旋挖钻机的需求将减少!大型的旋挖钻机的需求是阶段性的!国内的旋挖钻机生产厂家,应该开发一些适合中国国情的旋挖钻机。中国国情就是价格不能太贵,主要性能能满足要求,这样旋挖钻机才能不断地得到推广使用。以替代目前我国仍在广泛使用的工程转盘钻机,减少环境污染,提高桩的施工质量。
c、旋挖钻机在20-50m范围内施工有优越
旋挖钻机是靠钻杆带动回转斗旋转切削土,然后提升至孔外卸土的周期性循环作业的取土成孔灌注桩施工机械,由于它作业的周期性,决定了它不可能比连续循环作业机械的效率高,如果用旋挖钻机与长螺旋钻孔机相比较,旋挖钻机在20~50m范围内可显示出其优越性,这是因为长螺旋钻孔机的切土钻进机构与输土机构是合为一体的,当功率一定时,转速高则扭矩小,扭矩大则转速低,一般情况下切削需要低转速大扭矩,而输土时需要高转速小扭矩,两种机构形成了矛盾体,相对旋挖钻机而言,当钻孔深度小于20m时,长螺旋钻孔机采用较高转速作业,可以连续输土钻进,因此效率远高于旋挖钻机,当钻孔深度超过50m甚至百米以上时,长螺旋钻孔机采用较低转速大扭矩亦可进行作业,而旋挖钻机因钻杆长度限制,无法施工,则无效率可言。
(4)、开发时要清楚旋挖钻机的主要部件与选购件
旋挖钻机基本组成:各型旋挖钻机均为全液压履带自行式,结构大同小异,都是由主机、履带式底盘、钻架、动力头、加压油缸、主副卷扬等部分组成,并全部安装组合在履带式底盘上。在开发旋挖钻机时要清楚国内外旋挖钻机的主要部件与选购件,对不同厂家同等钻孔能力的旋挖钻机,要重点对比其动力头额定回转扭矩、主卷扬单绳提拔力、机器重量、动力头额定输出扭矩、液压系统额定工作压力、主卷扬安全系数等等三个参数,认真分析国内外旋挖钻机的性能价格比等。
(5)、开发时要清楚国内外旋挖钻机制造的主要特点
1、旋挖钻机国内的生产公司
旋挖钻机近年来在我国正逐步推广应用,而我国同类产品的开发生产只有较短的发展史,产品数量和品种较少,在世纪之交的今天,我国正处在一个大发展时期,各种工程建设急需大量的建设机械,特别是公路桥梁、铁路、水利、城市发展,需要大量的桩工机械设备,从其发展的速度来看,旋挖钻机的市场巨大。但是制约进口钻机的主要因素是昂贵的进口价格,使大部分施工企业望而却步,也造成部分地区二手钻机市场的火爆。旋挖钻机属机电一体化设备。设备技术含量高,使用技术和设备保养要求严格。近年来,国内有几家单位对旋挖钻机陆续进行了一些开发工作,但由于种种原因,都没有能够形成系列的成熟产品。
目前旋挖钻机的国内的生产公司主要有:徐工:RDl5,RDl8/RDI8Z,RD22,成桩直径:1500mm-2500mm;钻进深度:60m。三一:SYR200。北京经纬巨力工程机械有限公司,动力头扭矩:120kN·m,200kN·m,ZY-120,ZY-200。
2、国外旋挖钻机
目前国外旋挖钻机在国内的公司主要有:著名的厂家有德国宝峨公司,其产品系列为BGl2~BG25;意大利土力公司,其产品为R412~R618;MAIT公司的HRl30~HR240;IMT公司的AF6~AF50;CMV公司的THl2~TH25等。国外产品最大扭矩可达360KNm,发动机功率达448KW,钻孔直径4米,钻深90余米。品牌主要集中于土力、宝峨、意马、麦特、卡萨格兰第、巨力、日本产小扭矩旋挖钻机。国外制造的旋挖钻机主要特点有以下几点:
①、旋挖钻机的机、电、液一体化高度集中,结构紧凑,操纵灵活方便,自动化程度高,采用伸缩式钻杆,节省了人力和加接钻杆的时间,施工中只需一人即可操纵整台钻机,工人劳动强度低;
②、旋挖钻机可自行移动,自立桅杆,整个工作机构可在履带底盘上做±360°回转。现场转移、对孔位灵活方便,辅助时间少。
③旋挖钻机的回转扭矩大,并可根据地层情况自动调整。
④、旋挖钻机的钻架采用“平行四边形连杆机构+三角形”的支撑结构,非常适合城市狭窄场地的施工。
⑤、旋挖钻机的履带底盘可以伸缩。
⑥、旋挖钻机的钻架上装有垂直度检测仪,可以检测和显示钻架的偏斜度,并可通过钻机的“微动”系统,调整钻架的垂直度。
⑦、旋挖钻机的驾驶室控制面板上装有孔深和钻架垂直度显示仪,以及反映发动机、液压系统工作状态的仪表、显示屏及报警装置,有的还装有全电脑操作系统,使操作手能实时掌握钻进深度、钻架垂直度,保证钻孔准确到达设计深度和良好的垂直度:实时掌握各系统工作情况,便于及时采取维修措施,保证钻机正常运转。
⑧、旋挖钻机的钻杆牙嵌与动力头啮合情况和钻杆状态有显示功能。钻杆牙嵌部位是极易磨损的,特别是在啮合不彻底的情况下,磨损后的修复也非常麻烦,以往操作者只能凭经验来感觉啮合,所以对操作者熟练程度的要求很高。有了钻杆牙嵌啮合情况显示功能后,显示器上能精确地显示牙嵌的啮合情况,即便是一位没有经验的操作者也能很好地操作,同时大大地减轻了工人的劳动强度。在钻孔作业时.根据需要钻孔深度往往达几十米.由于地质情况,钻杆与钻杆,钻杆与钻头连接等方面的原因,造成钻杆,钻头脱落在孔内的事故,给施工单位造成很大的损失。钻杆状态的显示功能,为操作者提供一个可视的钻杆,方便了操作者,避免了事故的发生。
⑨、旋挖钻机可实现多工艺钻进,能适应不同地层、不同桩基础处理方法施工的需要。一般类型的旋挖钻机除能进行旋挖钻进外,通过更换工作装置,还可实现跟管钻进和长螺旋钻进。国外的旋挖钻机的一机多能,结构设计上的突破,可做到只要更换钻具,就使机器具有螺旋,回转斗,连续墙,长螺旋和中抓斗钻孔机的功能。
⑩、旋挖钻机的远程控制功能的计算机控制系统,为方便操作者工作和实现对机器实时监测,设置了适用于白天工作的触模式敏感显示屏。它可显示以下信息:钻桅倾角,钻桅工作参数(扭矩动力头的旋转速度、钻孔深度、卷扬拉力和加压力),可远距离收集和调控失效和状态信息方面的操作系统,GPS定位系统。此外,此系统还可以产生一些特殊信息,如零件磨损和损坏情况、服务信息等。
总之,从国外旋挖钻机的产品有如下技术特点:整机采用钻孔深度、垂直度自动检测及控制;荧屏实时显示;钻孔定位技术;液压履带式伸缩底盘,保证了整机稳定性及良好的机动性能;自行起落可折叠式钻桅;大扭矩多节伸缩式钻杆,可匹配多种钻具,以适应不同作业需求;双速自适应动力头,既可进行钻孔,又能安放套管;采用了主、副卷扬的高度限位,动臂幅度限位及驾驶室内液控开关等安全保护装置;应用人机工程原理设计了新型操纵室,布置了冷暖空调,提高了操作舒适性等。
(6)、开发时要清楚旋挖钻机的的施工规范
旋挖钻机的施工规范涉及到:施工现场的地质勘探、施工现场的布置、施工现场各项规程制度、施工现场的城市建设的各项规程制度、成孔的一系列控制及各种情况的故障的不同的处理。旋挖钻机的施工规范的故障有:旋挖钻机的本身故障、旋挖钻机的施工成孔的故障、成桩的故障等。在施工现场从看到旋挖钻机施工工艺步骤看,成孔较复杂。旋挖钻机施工艺因地层不同,方法不同。如目前国内的在高原冻土层、常年冻土地层(坚硬难钻、冻土层扰动或形成孔洞地层、软硬互层或大漂石地层造成孔斜、淤泥地层钻具转动搅成泥浆取不出土,造成钻进无进尺;卵砾石层中夹杂有冻土或冰块地层;大卵石或漂石地层的钻具钻取时在孔底跟着转,或卡阻钻具造成孔内事故频繁;在复杂地层中进行桩很特殊的扩底钻进等等;漂石和孤石地层的成孔施工;再如在南方地层下的水较多的施工工艺问题。总之,旋挖钻机的设计者要在旋挖钻机的市场方面、旋挖钻机的设计与工艺方面、旋挖钻机的选购方面、旋挖钻机的施工与标准等方面多学习,才能设计出更多更好的低成本旋挖钻机的系列产品。
四、开发建议
1、研发的建议:旋挖钻机产品的研发应形成系列化,在国内200kN·m级的基础上,逐步开发形成:100kN·m级的、220kN·m级的、250kN·m级的、300kN·m级的、400kN·m级的等系列产品(对300kNm级的、400kN.m级的目前要跟踪与学习其技术),另外对于200kN.m级以下的产品开发出更加满足国情与市场需要经济型产品。
2、研发要围绕着国内旋挖钻机存在的不足点来开发
国内旋挖钻机存在的不足点是:
①、国内旋挖钻机的液压系统配置达不到国外的先进水平,特别是与世界先进水平的宝峨等钻机相比还有一定差距。
②、国内旋挖钻机的关键件如钻杆,特别是机锁式加压钻杆,国产的还不能满足主机的要求。因为:一是国产钢管在钢管加工时,圆度和直线度达不到设计要求,无论是强度还是精度都不能满足要求,二是钻杆的加工工艺还处在摸索之中,焊接质量不能保证,焊后易变形,而且变形难以调整。
③、国内旋挖钻机的整机的外观及操作室内仪表盘的布置不如国外,这方面应借鉴其他国产的工程机械,如挖掘机等。
④、国外的旋挖钻机,有的装有全电脑操作系统,使操作手能实时掌握钻进深度、钻架垂直度,保证钻孔准确到达设计深度和良好的垂直度。实时掌握各系统工作情况,便于及时采取维修措施,保证钻机正常运转,国内的基本靠人工经验。
⑤、国内旋挖钻机的钻杆牙嵌与动力头啮合情况和钻杆状态无显示功能。国外的旋挖钻机的钻杆牙嵌与动力头啮合情况和钻杆状态有显示功能。
总之,在旋挖钻机产品发展与开发方面,更瞄准国际旋挖钻机先进的技术,探讨人机工程,起点高,领域宽,形成国内旋挖钻机的形象和风格等等。在做好旋挖钻机的研发工作的同时,实现旋挖钻机的产品系列化。旋挖钻机的生产厂家一方面是要善于向外国旋挖钻机的企业学习。借鉴国外旋挖钻机先进技术为我用,在借鉴的基础上设计,生产适合我国国情的旋挖钻机产品,另一方面要加大旋挖钻机创新的力度,研发具有中国特色的旋挖钻机,使旋挖钻机具有外国产品不能比拟的优势,满足国内市场需求,填补我国基础机械领域的空白,跨越相当的时空使我国基础机械行业进入世界的先进行列,使国内基础机械行业最快的速度在最短的时期内出现一个崭新的局面。

原作者: 徐工研究院 张启君
来 源: 徐州工程机械杂志

 

 

 

     工程机械液压柱塞泵的使用与维修


    工程机械液压系统UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI的效率主要取决于液压泵的容积效率,当容积效率下降到72%时,就需要进行常规维修,更换轴承和老化的密封件,要更换或修复超出配合间隙的磨擦副,使其性能得到恢复。

本文以直轴斜盘式柱塞泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI为主,介绍其使用及维修方法。

1 液压泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI的供油形式

直轴斜盘式柱塞泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI分为压力供油型的自吸油型两种。压力供油型液压泵大都采用有气压的油箱,也有液压泵本身带有补油分泵向液压泵进油口提供压力油的。自吸油型液压泵的自吸油能力很强,无需外力供油。

靠气压供油的液压油箱,在每次启动机器后,必须等液压渍箱达到使用气压后,才能操作机械。如液压油箱的气压不足时就担任机器,会对液压泵内的与滑鞭造成拉脱现象,出会造成泵体内回程板与压板的非正常磨损。采用补油泵供油的柱塞泵,使用3000h后,操作人员每日需对柱塞泵检查1-2次,检查液压泵运转声响是否正常。如发现液压缸速度下降或闷车时,就应该对补油泵解体检查,检查叶轮边沿是否有刮伤现象,内齿轮泵间隙是否过大。

对于自吸油型柱塞泵,液压油箱内的油液不得低于油标下限,要保持足够数量的液压油。液压油的清洁度越高,液压泵的使用寿命越长。

2 液压泵用轴承

柱塞泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI最重要的部件是轴承,如果轴承出现游隙,则不能保证液压泵内部三对磨擦副的正常间隙,同时也会破坏各磨擦副的静液压支承油膜厚度,降低柱塞泵轴承的使用寿命。据液压泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI制造厂提供的资料,轴承的平均使用寿命为10000h,超过此值就需要更换新口。

拆卸下来的轴承,没有专业检测仪器是无法检测出轴承的游隙的,只能采用目测,如发现滚柱表面有划痕或变色,就必须更换。

在更换轴承时,应注意原轴承的英文字母和型号,柱塞泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI轴承大都采用大载荷容量轴承,最好购买原厂家,原规格的产品,如果更换另一种品牌,应请教对轴承有经验的人员查表对换,目的是保持轴承的精度等级和载荷容量。

3 三对磨擦副检查与修复

3.1 柱塞杆与缸体孔

表1为柱塞泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI零件的更换标准(参见图1),当表中所列的各种间隙超差时,可按下述方法修复:
(1)缸体镶装铜套的,可以采用更换铜套的方法修复。首先把一组柱塞杆处径修整到统一尺寸,再用1000#以上的砂纸抛光外径。
缸体安装铜套的三种方法:
(a)缸体加温热装或铜套低温冷冻挤压,过盈装配;(b)采有乐泰胶粘着装配,这咱方法要求铜外套外径表面有沟槽;(c)缸孔攻丝,铜套外径加工螺纹,涂乐泰胶后,旋入装配。
(2)熔烧结合方式的缸体与铜套,修复方法如下:
(a)采用研磨棒,手工或机械方法研磨修复缸孔;(b)采用座标镗床,重新镗缸体孔;(c)采用铰刀修复缸体孔。
(3)采用“表面工程技术”,方法如下:
(a)电镀技术:在柱塞表面镀一层硬铬;(b)电刷镀技术:在柱塞表面刷镀耐磨材料;(c)热喷涂或电弧喷涂或电喷涂:喷涂高碳马氏体耐磨材料;(d)激光熔敷:在柱塞表面熔敷高硬度耐磨合金粉末。
(4)缸体孔无铜套的缸体材料大都是球墨铸铁的,在缸体内壁上制备非晶态薄膜或涂层。因为缸体孔内壁有了这种特殊物质,所以才能组成硬—硬配对的磨擦副。如果盲目地研磨缸体孔,把缸体孔内壁这层表面材料研掉,磨擦更加的结构性能也就改变了。被去掉涂层的磨擦副,如果强行使用,就会磨擦面温度急剧升高,柱塞杆与缸孔发生胶合。
另外在柱塞杆表面制备一种独特的薄膜涂层,涂层含有减磨+耐磨+润滑功能,这组磨擦副实际还是硬-软配对,一旦人地改变涂层,也就破坏了最佳配对材料的磨擦副,修理这些特殊的柱塞泵,就要送到专业修理厂。
3.2 滑靴与斜盘
滑靴与斜盘的滑动磨擦是斜盘柱塞泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI三对磨擦副中最为复杂的一对。
表1列出柱塞杆球头与滑靴球窝的间隙(参见图2),如果柱塞与滑靴间隙超差,柱塞腔中的高压油就会从柱塞球头与滑靴间隙中泄出,滑靴与斜盘油膜减薄,严重时会造成静压支承失效,滑靴与斜盘发生金属接触磨擦,滑靴烧蚀脱落,柱塞球头划伤斜盘。柱塞杆球头与滑靴球窝超出公差1.5倍时,必须成组更换之。

柱塞杆与缸孔 柱塞杆直径 φ16 φ20 φ25 φ30 φ35 φ40
标准间隙 0.015 0.025 0.025 0.030 0.035 0.040
极限间隙 0.040 0.050 0.060 0.070 0.080 0.090
柱塞杆球头
与滑靴球窝 标准间隙 0.010 0.010 0.015 0.015 0.020 0.020
极限间隙 0.30 0.30 0.30 0.35 0.35 0.35

斜盘作用一段时间后,斜盘平面会出现内凹现象,在采用平台研磨前,首先应测量原始尺寸和平面硬度。研磨后,再测出研磨量是多少,如在0.18以内,对柱塞泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI使用无防碍;如果超出0.2mm以上,则应采用氮化的方法来保持原有的氮化层厚度。

斜盘平面被柱塞球头刮削出沟槽时,可采用激光熔敷合金粉末的方法进行修复。激光熔敷技术既可保证材料的结合强度,又能保证补熔材料的硬度,且不全降低周边组织的硬度。

也顺以采用铬相焊条进行手工堆焊,补焊过的斜盘平面需重新热处理,最好采用氮化炉热处理。不管采取哪种方法修复斜盘,都必须恢复原有的尺寸精度、硬度和表面粗糙度。

3.3 配流盘与缸体配流面的修复

配流盘有平面配流和球面配流两种形式。

球面配流的磨擦副,在缸体配流面划痕比较浅时,通过研磨手段修复;缸体配流面沟槽较深时,应先采用“表面工程技术”手段填平沟槽后,再进行研磨,不可盲目研磨,,以防铜层变薄或漏油出钢基。

平面配流形式的磨擦副可以精度比较高的平台上进行研磨。

缸体和配流盘在研磨前,应先测量总厚度尺寸和应当研磨掉的尺寸,再补偿到调整垫上。配流盘研磨量较大时,研磨后应重新热处理,以确保淬硬层硬度(见表2)。

表2 柱塞泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI零件硬度标准

柱塞杆推荐硬件 HS84
柱塞杆球头推荐硬度 >HS90
斜盘表面推荐硬度 >HS90
配流盘推荐硬度 >HS90

缸体与配流盘修复后,可采用下述方法检查配合面的泄漏情况,即在配流盘面涂上凡士林油,把泄油道堵死,涂好油配流盘平放在平台或平板玻璃上,再把缸体放在配流盘上,在缸孔中注入柴油,要间隔注油,即一个孔注油,一个孔不注油,观察4h以上,柱塞孔中柴油无泄露和串通,说明缸体与配流盘研磨合格。

4 结语

柱塞泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI使用寿命的长短,与平时的维护保养,液压油的数量和质量,油液清洁度等有关。避免油液中的颗粒对柱塞泵磨擦副造成磨损等,也是延长柱塞泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI寿命的有效途径。

在维修中更换零件应尽量使用原厂生产的零件,这些零件有时比其它仿造的零件价格要贵,但质量及稳定性要好,如果购买售价便宜的仿造零件,短期内似乎是节省了费用,但由此出带来了隐患,也可能对柱塞泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI的使用造成更大的危害。
  

                       

 

           装载机静压传动

1 装载机液力UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI机械传动和静压传动
  由于装载机作业时,需频繁地前进、后退,不断地加速、减速。卸载时,要尽量靠近卡车,需要微动
操作。掘削时,需要低速大驱动力。在道路上行驶时,要求能够高速行驶。因此,所需驱动力和速度的变
化范围都很广。
1.1 液力机械传动(T/M)的特点
  液力机械传动(T/M)是由变矩器加动力换挡变速器组成,基本上能适应装载机作业的特点,故在装载
机上得到了广泛的应用,但存在以下不足:
  (1)作业时,经常在低速大驱动力下工作,此时,变矩器效率较低,油耗大。
  (2)切入土进行铲土时,发动机负荷大、转速降低,不能充分利用发动机功率,使作业效率降低。作
业装置和行走装置同时工作时,很难使发动机控制在最大功率点工作,主要是行走通过变矩器输出,功率
难控制、调节,过去曾采用过滑差式离合器来进行功率调节,但功率损失大,现已不采用。
  (3)变矩器变速范围小,因此,必须采用动力换挡变速器,作业时需频繁换挡(每小时高达1000次)司
机劳动强度大,现已采用电操纵和微机控制自动换挡,但是价格较贵。
1.2 静压传动(HST)的特点
  (1)液压UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI传动元件位置独立,布置方便。静压传动(HST)是由液压泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI和液压马达UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI等液压传动元件组成,
以CAT 914G为例(1.5m3,7.8t,67kW),由于采用HST,发动机变为横置,如图1所示。其优点是:

图 1
  发动机布置在车辆最后部,可代替平衡量,在确保稳定性前提下,可降低车重,与相同等级T/M车相
比,重量降低10%以上,发动机布置在后部维修保养方便。
  HST液压元件独立布置,装载机中部没有大部件,空间大,可设计合适的轴距和大的折腰角度,轴距
减小,使转向半径减小。
  可降低HST动力传动装置系统的布置位置,使整机重心位置降低,提高稳定性。
  (2)HST可实现全车速范围内无级变速。图2为车重8t装载机T/M和HST车的比较,HST由于采用电子控
制可根据加速踏板和车速在全车速范围内自动实现无级变速,使发动机功率利用率好。HST传动综合效率
比T/M传动高,油耗较低。

图 2
  (3)HST行走只需操纵加速踏板,就能从最大牵引力至最高车速范围内平稳地行走,不需换挡。前进后
退换向只需操作手柄(或按钮),如果将换向手柄(或按钮)设置在方向盘上,则在整个行走过程中,手可以
不离开方向盘,操纵轻便容易。
  (4)行走微动性能好。卸载靠近卡车需要微动性能,HST车可通过微动踏板,改变变量泵斜盘倾角,使
车速平稳连续变化如图3所示,而T/M车车速变化如图中虚线所示。

图 3
  (5)HST具有制动效果,能防止在坡道上下滑,便于堆料场上作业。因此,HST车在坡道上行驶,操纵
很简单。下坡时放加速踏板,上坡时踩加速踏板,如图4所示。另外,行驶时制动器使用频率大大减少,
可延长制动器使用寿命,提高了行车安全性。

图 4
  (6)掘起力和牵引力匹配好。牵引力过小,难于切入料堆,但过大,则轮胎打滑。HST通过设计和控制
能使此两个力获得良好匹配。
1.3 HST存在的问题
  HST传动方案很早就提出了,但存在以下问题:(1)工作可靠性;(2)控制较难;(3)价格贵。
  随着液压UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI技术和控制技术的发展,这些问题已逐步得到解决。

2 静压传动装载机实例介绍
  以小松WA80-3装载机(0.9m3,44kW,4.575t)为例进行说明,装载机传动简图如图5所示。

1.发动机  2.缓冲联轴节  3.HST泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI    4.作业油泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI 5.HST马达UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI  6.分动箱    7.停车制动器  8.前传动轴   9.前桥   10.行车制动器  11.差速器  12.行星减速器
13.前轮   14.后传动轴   15.后桥   16.后轮   
图 5
2.1 泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI与马达UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI总体结构
  HST油泵采用内藏式双向变量斜盘式柱塞泵,双向变量以实现前进和后退。HST马达采用单向变量斜轴
式柱塞马达,马达UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI有高挡和低挡,通过高低挡切换电开关来操纵。低挡时,马达斜轴倾角可达到最大倾角 位置,高挡时,马达UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI斜轴倾角被限制在最大倾角的中间位置。低挡时,车速范围为0~12km/h,相当于通常液力机械传动装载机1~2挡车速范围内,作业时使用;高挡时,车速范围为0~32km/h,相当于通常液力机械传动装载机1~4挡全部车速范围内,行走时和除雪时可使用。在高挡和低挡范围内泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI和马达UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI的排量 可无级变化,从而实现无级变速。
2.2 液压泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI控制
  一般采用的控制原理如图6所示,液压泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI变排量机构受三个机构产生的三种力控制:

图 6
  (1)在弹簧力作用下,油泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI排量为零。
  (2)随着HST油路压力上升,油泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI排量减少。
  (3)将发动机转速转换为控制压力的机构。例如图6中,补油泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI的流量与发动机转速成正比,因此,通 过节流孔产生的压差Δp与发动机转速有关,转速愈高Δp愈大,变量机构在此压差作用下,使油泵排量增 加,即油泵排量随发动机转速上升而增加。
  这样的控制方式可使油泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI的输入特性曲线(阻力矩曲线)和变矩器输入特性曲线相同,能够防止发动机 过载熄火。与油泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI、油马达UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI相比发动机响应慢,可得与变矩器一样的平稳特性。
  利用以上所述的控制原理,各液压件公司分别开发了自己的油泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI控制系统。例如:UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI、力士乐采用DA控制 ,林德采用AU控制和萨澳采用FBA控制,小松装载机采用的是DA控制。

2.3 马达控制
  图7为轮式装载机液压马达UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI常用的控制特性,在设定压力以下时,马达排量不变保持在小排量下工作,超过设定压力时,随着压力升高,马达UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI排量逐渐从小至大,直至最大设定排量。在这段区间,起自动变 速作用,随着马达排量的增加,马达UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI驱动力矩增加,转速降低。

图 7
2.4 操纵性
  由于液压泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI和液压马达UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI是自动控制的,因此,HST装载机只需操纵加速踏板就能起动、加减速和停车 ,从最大牵引力至最高车速之间进行自动变速。因此操纵,驾驶很简单,初学者很快就能掌握。前进后退 通过设在方向盘上的电操纵换向杆来实现(见图8),手可以不离开方向盘进行操纵,操纵力9.8kN,行程 40mm,可以用手指操纵,操纵功很小。因此,操纵换向杆,通过电磁换向阀改变油泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI斜盘方向,实现前进后退。

图 8
2.5 行车微动性
  行车制动踏板和微动阀踏板相连,在踩制动踏板的同时,微动阀轴随着旋转,改变油泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI排量控制的油 压,随着踏板踩下的程度,排量控制油压UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI逐渐降低,在泵控制机构回位弹簧作用下,泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI排量逐渐减少,行走速度逐渐降低,泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI驱动力矩逐渐减少。这样控制了作业时行走装置和工作装置的功率分配,改善了微动行走性能。

2.6 停车制动性
  采用脚踏式停车制动(见图9),只要轻轻一踩停车制动器踏板,停车制动器就起作用,要解除停车制
动,只需拉一下解除停车制动拉手即可。在停车制动起作用时,即使前进后退换向杆处于前进或后退位置
,装载机也无法起步。

图 9
2.7 行走驱动和工作装置的匹配控制
  铲斗碰上大石块或土砂切入过深,装载机不能前进时,希望轮胎不要打滑,轮胎能保持最大驱动力。
  掘削取土时,工作油缸压力应能克服作用在斗尖上的垂直力和水平阻力。轮胎驱动力过大,工作油缸
克服不了阻力,无法取土(见图10)。故需检出工作油缸负荷压力来控制HST的油路最大压力(安全阀压力)
。工作油缸压力高,HST油路压力降低。反之,工作油缸压力低,HST油路压力要高,以保证铲斗能充分切
入土砂。

图 10
3 结束语
  HST装载机是全油压UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI驱动机械,行走和工作装置可实现综合控制。T/M装载机行走和工作装置的功率 无法实现合理分配的综合控制,HST具有此优点,设计自由度大。当泵压力接近安全阀压力时,可采用切 断阀,使变量泵UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI排量减至最小,避免能量白白损失。
  目前,世界上先进国家新开发的小型装载机(1m3以下)已100%采用HST,HST化有向大型装载机发展趋
势。例如:利勃海尔L551装载机(斗容量:3.5~4.5m3,功率:173kW,机重21t左右)也采用HST。
  目前我国由于液压件不过关,搞HST装载机必须购买国外UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI液压元件,价格贵。另外,国内技术人员和 维修人员对液压传动装置的控制系统还缺乏了解和掌握,因此,HST在装载机上应用很少,仅个别厂家引 进了国外HST装载机进行生产制造。但是,随着液压UCHIDANABCO、KAYABA、NACHI技术的发展,HST传动在装载机上的应用将会越来越广泛。
黄宗益 李兴华 (同济大学机械学院,200092 上海市四平路1239号)


 

 

双泵合分流及先导压力卸荷技术在装载机上的应用
 
目前,装载机转向和工作装置都是靠液压系统来控制完成的,多数装载机采用的是双泵合流系统即在装载机不转向时转向液压控制系统中转向泵输出的液压油通过液压阀强制的全部合流到工作液压控制系统中去。该系统在装载机收斗铲掘物料时需要的是高压力小流量,而目前装载机工作液压控制系统由定量泵提供的是高压力大流量,因此有大量的液压油通过溢流阀高压溢流回油箱。这样一来工作液压控制系统的功率利用率低、能耗大、污染大,同时液压系统的发热导致液压系统的热平衡温度过高,影响了液压系统的可靠性,降低了装载机作业时的牵引性能。徐工LW820G轮式装载机转向系统采用的是双泵合分流先导压力卸荷液压系统,此系统包括全液压转向器、优先型流量放大阀、先导控制卸荷阀、限位阀等组成,该系统的应用大大改善了整机的性能,提高了整机的可靠性。
一.系统特点:
1.利用较小流量的先导油推动流量放大阀的主阀芯移动,控制转向泵过来的较大流量的压力油进入转向油缸,实现了以低压小流量控制高压大流量的目的,减轻操作者的劳动强度。
2.除优先供应转向系统外,还可以使转向多余的油合流到工作系统去,实现了双泵合流,降低了工作泵的排量,提高了可靠性,同时节约了能量和提高三项和性能。
3.先导油控制的卸荷阀实现了在装载机铲掘作业时将转向泵来油直接低压卸荷回油,提高了装载机的牵引力,同时又能满足铲掘松土等作业时动臂快速提升的要求。
4.通过卸荷阀的直接回油,降低了系统的发热,改善了系统的热平衡,提高了系统的可靠性。
二.系统的组成及工作原理:
1.系统组成
在不同的工作状态下,控制系统的基本构成有所不同。如图1所示

2.液压系统工作原理:
工作装置控制系统由二个油泵供油,主泵为P7600-F100,用于控制动臂和铲斗油缸的运动,先导泵为P124一G16,用于控制比例先导阀,进而控制主换向阀芯的位移,达到控制动臂、铲斗油缸的工作速度。先导泵的油液首先进入制动阀,在保证制动用油外,向先导系统提供操纵油源,此油液通过减压阀减至先导控制系统所需的控制压力后进入控制油路,控制完成工作装置的动作。
液压系统的原理图见图2
1.工作泵 2.双联泵 3.先导控制卸荷阀
3.转向器 4.限位阀 6.优先型流量放大阀
7.转向油缸 8.分配阀 9.动臂油缸
10.翻斗油缸 11.先导阀 12.液压油箱
2.1动臂上升
拉动操作手柄向后移动,先导油进入比例先导减压阀,从比例先导减压阀出来的先导油控制主换向阀阀芯的移动,使工作泵的来油进入动臂油缸实现动臂上升。比例先导减压阀的输出压力越大,控制主换向阀阀芯的位移越大,主换向阀通过的流量越大,动臂上升的速度越快。当操作手柄拉至极限位置时,手柄中的限位电磁铁通电,手柄在极限位置被吸合。动臂以最大的速度上升,当升至动臂上位限位开关所限定的位置时,操作手柄限位电磁铁断电,手柄自动恢复到中位,动臂就可保持在所限定的位置。在动臂上升的过程中,若需要动臂在某一位置停留,则需将操作手柄退回中位。
在提升等作业时,先导控制卸荷阀的阀芯关闭,转向泵来的油打开单向阀合流到工作系统,使工作装置液压油增加,满足了该作业所需要的低压大流量的要求,使动臂举升等作业速度提高,作业周期缩短,是一种高效率性能极其显著的先进液压系统。
2.2铲斗装载
搬动铲斗控制手柄向右,从比例减压阀输出的控制压力先导油控制主换向阀中的铲斗控制阀芯,使铲斗油缸运动,完成装载动作。
在挖掘、装载作业时,先导控制油推动卸荷阀的阀芯移动,转向泵来油通过开启的卸荷阀的阀芯直接卸荷回油.使流向工作装置的液压油减少,减轻液压负荷,此部分的功率被分配到驱动轮。此时正满足该作业所需要的高压小流量、大牵引力的要求,这样降低了系统的热平衡温度和功率损失,提高了机器的工作效率,提高了牵引力,使挖掘、装载能力更强。
先导控制卸荷阀能够根据作业状况自动实现双泵合流、直接卸油,降低了系统温升及功率损失,提高装载机铲掘时的牵引力;同时又能满足装载机铲掘松士及提升等作业时,动臂快速提升的要求。
先导控制卸荷阀中的电磁阀是一个可选件,选用时可以通过控制信号,实现自动卸油,操作者可以根据实际工况给电磁阀输送一个电信号,使卸荷阀阀芯打开进行卸油。本机没用电信号,而是直接用先导油作为控制信号同样取得了很好的效果。
徐工LW820G轮式装载机是自主研制开发的产品,双泵合分流及先导压力卸荷技术该机上得到了成功的应用,它以卓越的性能、高作业效率、以及良好的外观造型赢得了赞誉。                                                                                      原作者: 徐工研究院 徐新跃 景军清 尹国会
 

 
 

2005国外塑料加工技术进展

    执笔:李汉鹏 黄泽雄 李 静

挤出、注射、吹塑是塑料制品的3大基础加工工艺,消费市场对塑料制品性能要求的不断提高,促进了加工技术的革新。《国外塑料》在2005年度报道的世界各国塑料工业先进科技中涉及诸多在挤出、注射、吹塑、滚塑、热成型、流延加工及相关设备方面的最新技术,以及诸如双组分注射压缩成型组合式车顶天窗、更透明的新型DVD包装盒、麦当劳专用酸乳酪包装杯、触变注塑成型3C(照相机、计算机和手机)产品、生物聚合物加工的医用塑料器械、滚塑成型家具等许多与人们生活息息相关的新产品,特综述为年度报告,从中可了解当今世界塑料加工行业的最新发展趋势及技术进展情况。

          1、挤出加工  

           无需预干燥的片材挤出技术  

          意大利RPC Cobelplast公司具有加工生产PS和PET板/片材30多年的历史,也是欧洲前10位大型PET硬片材生产商之一,该公司购买了德国贝尔斯托夫公司( Berstorff )制造的首条PET片材挤出生产线(贝尔斯托夫公司制造了这套3层片材挤出生产线的全部核心关键设备,包括同向双螺杆挤出机、水平排列3辊抛光堆垛机和层合装置等,该生产线同时也适用于生产PP片材),计划将产能扩大一倍。

          据贝尔斯托夫公司介绍,这套生产线主要设计用于生产无斑点片材,产品厚度可从100微米到1.8毫米,其核心设备部分配置了采用真空排气技术的ZE90A型号的同向旋转双螺杆挤出机。这套生产线在生产时通过一个材料处理系统和重力计量投料装置将破碎的边角料直接送入挤出机,无需预干燥设备。挤出机上设置有材料过滤系统和反脉冲系统用于反冲。物料流经熔体管道和供料头后,形成3股熔料给宽式缝型模头供料,然后牵引至水平抛光装置。水平抛光装置上设置的最大辊隙压力为1500 N/cm,可在生产过程中利用马达调节压力的大小。得出的片材还需经过以下工序:表面处理、冷却、切除飞边;定厚检测;硅化处理和层合,最后经过全自动双转位收卷机。这套设备的产能达1200 kg/h,片材最大宽度达1500 mm,同时可最多分切成4块料片。

        Menghini总经理特别指出:“该生产线真正省去了干燥材料过程和片材结晶过程,节省能耗。采用的直接加工和在线后处理设备,极大地减少了工序,同时也减小了原料及产品被污染的可能性。这种无接口式加工控制方式可监测到每个工艺参数,不会产生废品。这意味着为顾客提供更好的产品服务。”

          管材挤出自动变径技术  

          所有的管材生产厂家都非常清楚,生产中改变产品规格意味着什么,即损失时间和成本。这堆积起来就形成可观的停工时间,在越多的买方市场要求定单流失越少的情况下,如何优化产品规格改变造成的难题,成为管材挤出行业具有挑战性的问题。如果能够解决,就可节约大量的时间和金钱,也就意味着更具竞争力。

          伊诺艾克斯公司(iNOEX)推出了自动变径系统(Advantage)在第一时间里提供了技术上的解决办法。它只需简单的对生产线进行改造就可获得相等的经济效益,即对传统的工艺略微变化。系统的核心是一个活性定径套,它可在保持使用原有模头情况下改变管径尺寸和它们的压力等级。该系统适用于外径为32~400mm的聚烯烃管材。  

          生产线做一些改造,装上自动变径系统即可实现瞬间生产。  

          自动变径系统(Advantage)的四个基本面:

          (1)系统采用模块式结构,可以通过一个控制器动态的或自动的改变管材的规格。  

          (2)系统组成中的“活性定径套”和“活性密封套”可以替代传统工艺中的各种可调式定径套和传统的密封套。

          (3)系统可以实现在线改变生产规格,所需时间更短,也更方便。  

          (4)系统可以方便的整合,不需考虑挤出机的型号,只要对下游设备进行最小化的更改,而最大化的替代了传统设备对不同尺寸更换的处理。

          安装过程也简单,无需改变熔缝尺寸就可改变管材规格。  

          自动变径系统由一个带尺寸导轨的导腔,一个活性定径套,一个活性密封套及一个控制器组成。特殊点在于:目前生产线上使用的模头和挤出模具可以继续使用,该系统在改变新产品规格时不需要改变熔缝尺寸,这确保了该方案不再需要其他方面的投资。

          相应参数的改变,如挤出机的熔料量或牵引速度,使生产线在无需改变挤出模头的状况下生产出所需的管材直径和壁厚。这就意味着:一个固定的熔缝尺寸会导致熔料量增加,从而造成管材直径增大或减小。而减少线速度则造成壁厚的增厚或减薄。熔缝尺寸的设置并不是真正的限止,在一些情况下允许新的管材直径比熔缝尺寸大,再通过导腔内的额外真空帮助延展的熔管达到要求的尺寸。

        最佳配置是在第一节真空箱后配备一台超声波测厚系统,如伊诺艾克斯公司的aurex系统,用以记录管材的壁厚和直径。越早或多或少获得参数就能越早进行矫正,达到设定的质量数据和文件记录。

          发泡薄膜挤出  

          维也纳SMS机械制造公司最近将它的第70台聚苯乙烯-发泡设备提供给意大利。意大利一家塑料生产厂在双机串联发泡挤出设备上使用聚苯乙烯-发泡薄膜生产热成型食品托盘。在SMS,人们正致力于在食品包装方面抢占更多的市场份额。除了挤出设备,SMS还提供生产层压塑料、薄膜或热成型件的各种专用设备。

          意大利塑料厂在这台设备上生产1.2~6毫米厚的聚苯乙烯发泡塑料,质量为每立方米65公斤。该发泡薄膜设备的总生产能力为每小时480公斤。因为SMS方案的双机串联具有2个挤压头:在名为“逆向冷却”(Contracool)的初级挤压头中,通过一个5种原料计量系统对聚苯乙烯和有关的添加剂进行称重,让上述混合物首先塑化和调匀,然后一个带有3个喷头的高压计量泵向塑料熔体喷射煤气,经过一个筛状交换器和一个混料管把气化的熔体打入“液体冷却”(Hydrocool)次级挤压头中,挤压头中进入熔体后再次使测量调匀并首先使之冷却。

        当最高温度为110℃时,熔体通过直径为135毫米的圆形喷嘴射出并呈泡沫薄膜状膨胀,然后薄膜滑过一个内冷精压杆和下置空气冷却环。由此,泡沫薄膜的收缩得到精确控制定型。在精压杆上装着的纵向切刀,把环状薄膜切成2条90毫米宽的带状薄膜,出机后紧接着卷成盘,入库。

          特大、超长管材的挤出加工  

          Pipelife公司是一个塑料管材的国际供应商,公司在26个国家有326条挤出生产线,160台注塑机和35个工厂。随着德国莱芬豪舍公司(Reifenhauser)提供一条新的挤出生产线,公司旗下的斯塔特赫勒工厂又制造出直径2米的热塑性聚乙烯塑料挤出管材。

          Pipelife公司一直在供应海上用大口径管材。管子从挤出生产线冷却槽直接进入海湾,把管子两端塞住然后用船拖到目的地,最远曾到巴西。过去的40年,斯塔特赫勒工厂的管材一直使用这种运输方式。

          新的直径为2米的管材主要应用在污水排放系统、废水处理和海水淡化工厂。公司人士称:“我们的目标很明确,就是要拓展一个以前被最大直径1.6米管材所局限的新市场,直径为2米的管材几乎能够输送双倍的流体。”他还以不久前提供给以色列阿时克龙一个海水淡化工厂3根长度为1000米、直径为1.6米管材为例,说:“如果当时有2米直径的管线,那只需要2根就够了。”

          据介绍,现在海水淡化管线是一个重要领域。在最近几年,海水淡化加工成本急剧下降,因此在中东和地中海国家上马了许多此类项目。

          电厂输送管材是Pipelife公司的另一个商业机会,因为电厂以前拒绝使用直径小于1.6米的管材。这种大口径管材将取代混凝土管、钢管和玻璃纤维增强塑料管。海上应用的增长主要是这些管子在海水淡化和电厂方面的应用。

          四年前在塞浦路斯的拉那卡的一个厂就开始使用Pipelife公司的HDPE管材和玻璃纤维增强塑料管。运营以来,HDPE管材流量并没变化,维护费用也没增长,但是5cm的玻璃纤维增强塑料管已经导致流量减少和较高的维护费用。

          莱芬豪舍公司新的挤出生产线和它重40吨、直径2.6米的螺旋熔融导向心轴机头的加工能力为20吨/小时,能够生产直径2米、壁厚达125mm的管材。公司称,熔融通道的几何尺寸和表面涂层是根据所用的原材料和低流动速率来设计的。

          竞争对手巴顿菲尔公司称也能提供直径2米的管材生产线并涉足了上述项目。巴顿菲尔公司为斯塔特赫勒工厂新的生产线提供了牵引设备,辛辛那提公司提供了两台挤出机中的一台,Inoex公司提供了控制和监控系统,Hammel公司的原料干燥设备,当地公司的冷却水箱和其他机械设备。

          在斯塔特赫勒工厂,管材挤出的一个特点是在管材成型时通入氮气维持高水平的抗氧化性。

        Pipelife公司使用常规的原料PE80和PE100。北欧化工公司最先改进大口径管材壁厚的抗下垂性能,这对2米直径的管材最有利,最大限度保证了管材底部壁厚与顶部壁厚的一致性。其他的原材料供应商如BP 、索尔维、阿托菲纳和巴赛尔公司也对改善抗下垂性能做出了贡献。

          多层、薄壁医用制品挤出  

          位于美国罗得岛州西沃威克的Guill机械设备制造公司最近推出了几种新型挤出模头。其中,“微流牌”模头为一超小体积的十字螺旋模头,应用于挤出加工多层、薄壁的医用制品,加工所采用的树脂材料是含氟聚合物。在此类十字模头的夹紧定位器上配置有Feather-Touch调节装置,其采用了子弹排列式的钢球装配,调节模头时无需旋松定位螺栓,模头还装配有“精确密封系统”,消除了模头与分流板之间发生物料泄漏的可能。这种采用不锈钢制的“微流牌”模头配备采用单机、双机或3机共挤的生产模式。

          Guill公司还出品比“微流牌”模头更小型的“迷你微型”系列模头,其模头外径和长度均为2.25英寸,“微流牌”模头的直径一般是3英寸,总长度为4英寸。

        另外,900SPR系列串连式管状模头是为挤出生产有紧密公差配合要求的医用级软管而专门设计的,可用来生产导尿管及封装胶带。营销经理William Conley表示,这些先进设计的模头,已被证实极大地有助于从事医疗器械生产的企业加工出更薄壁、公差配合更紧的多种产品。

          生物科学特殊用管的挤出  

          一种为特定用户设计的成型管材系统可以为生物科学、医学、医药、食品和饮料及包括Pharm-A-Line在内的工业应用制造出专业化和工业级别的管材。据介绍,这种TPE管材产品生产线为加工商制造传统生物科学和医学用有机硅管材提供了又一低成本的选择。

        该挤出生产线包括一台60 mm和一台30 mm的挤出机,一台EpicⅢ控制系统,一套单层和多层挤出模具,一台OD测量和控制系统以及相关的下游设备。Pharm-A-Line  IV管材就是使用USP VI级低密度聚乙烯的内芯和外衬共挤出的。该挤出系统能制造出满足严格标准要求的制品,如内径小至0.8 mm,公差低至±0.00002mm。

          灵活高效的双螺杆挤出设备及技术  

          德国贝尔斯托夫( Berstorff )公司推出了最新型双螺杆挤出机-ZE UTX系列,这一系列挤出机的性能与众不同之处在于拥有优异的螺杆直径/生产率比。螺杆设计最高转速达1200rpm,扭矩大,挤出产能在100~3500kg/h之间。可同时进行物料的混炼、反应、排气等工序,机筒和螺杆采用了模块式设计,能满足各种特殊工艺要求,具备优异的加工工艺灵活性,还配有ZSEF型侧边喂料器,可实现髙的固体颗粒输送率,切粒机可匹配不同的产率和材料加工。

          这一系列双螺杆挤出机装备了筒式加热器,可在极短时间内完成挤出机的升温工作,最高加热温度可达450°C,冷却流道设计真正实现了逆向流冷却,优化了冷却系统,配置了“弓形夹紧装置”,更换机筒的时间可比传统型螺栓连接型更快,机筒采用了带有专利的高频淬火硬化工艺,赋予极佳的耐磨性能,也省去了昂贵的耐磨衬套,另外,还配备有该公司的高级工艺控制系统。

        ZE UTX A型和ZE UTX R型双螺杆挤出机极大地拓展了ZE系列机型的应用领域。其中,前一种机型优化组合了自由容积/扭矩,尤其适用于粉末或颗粒状物料的高性能混炼加工;后一种机型适合用于高填充聚合物物料及热塑性弹性体的混炼加工、反应挤出等。

          超大车用进气管共挤吹塑技术  

          福特公司和杜邦汽车分公司(瑞士)合作,专为福特公司出品的2005款F系列SuperDuty牌柴油皮卡车开发了一种“超大型”进气管。这种刚韧兼具的进气管采用了Cascade工程公司开发的共挤吹塑工艺。

          在生产过程中,选用了两种不同品级的杜邦Hytrel牌聚酯基热塑性弹性体,通过三维模塑软件在计算机控制下喂料。在进气管的两端,分别设计了利用较为柔软的树脂制成的进料管套,然后再粘接到进气管上。

        杜邦公司介绍,这种采用顺序加工工艺生产的单一组件式无缝进气管,取代原先由4个铝和有机硅部件构成的车用进气管后,可消除介于涡轮增压器和发动机进气口之间的气漏流隐患,并改善空气流通状况。

          高填充塑木复合材料挤出工艺  

          辛辛那提挤出技术日本分公司开发的高填充塑木复合材料挤出成型新技术可以控制木材纤维与树脂配比的变化,塑木复合材料异型挤出成型以木粉、天然纤维为主原料,添加树脂只是为了便于挤出成型。经过多家公司不断的开发,目前不仅可生产含木粉、天然纤维高达70%~90%的高填充原料,可与各种树脂进行混合,同时还开发了新式模具及加工技术,可在获得高质量、高产量的前提下进行异型材挤出成型。

          加工过程中必须连续定量地提供均匀的原料以便稳定成型。主原料木粉、天然纤维的性质对产品特性影响大。木粉、天然纤维含水率达8%也可成型,但比较含水率1%和8%的原料,发现含水率8%的原料只有约一半的挤出量可以成型。

          该公司生产的异向锥形双螺杆挤出机 “Fiberex-T”系列,螺杆效果好,特别适用于高填充塑木复合材料挤出成型,而且料筒设计也有特色。目前,可进行中填充(40%~70%)到高填充(70%~90%)的变化。

          异向旋转双螺杆挤出机的螺杆大部分设计理念与平行、锥形螺杆相同。为使螺杆前端部分更好地输送原料,采用大容积、螺旋片少的进料段;进料段后面部分是熔融段,其表面积大、缓慢压缩以利用积聚树脂进行熔融,或是使用多段的可塑化段;再下面是压缩段,进行可塑化混炼及可塑化段与通风段间密封作用;其次是通风段,将树脂中的空气、不纯物、气体从真空通气孔中排出;螺杆尾端的计量段,升压后,部分积聚的熔融树脂压缩成均匀熔体,输送到模具。但是,锥形与平行螺杆明显的区别是树脂在挤出机中的停留时间。锥形螺杆越接近供料段螺杆的直径越粗,因此螺杆部分短可达到与平行螺杆相同的压缩、融熔、混炼效果。“Fiberex-T”系列挤出机能很好地提高此类螺杆效果,进行高填充塑木材料挤出成型。例如,螺杆存在压缩率,升高螺杆压缩率可平稳保持原料进料和排出量。加速螺杆旋转可保证高挤出量。并且木粉高填充树脂的体积比重约0.3~0.4,因此螺杆进料段设计成大容积。螺杆材料不同于常规的螺杆材料,而是采用耐摩耗、耐腐蚀性能优异的特殊钢材。

          与标准规格的常规螺杆相同,该类螺杆表面采用等离子钼喷涂技术,耐摩耗、耐摩擦性能好。经过改良的“Fiberex-T”系列挤出机不会劣化、破坏木材纤维,可与树脂混炼、可塑,实现高挤出量、高质量的挤出成型。

          辛辛那提挤出技术日本分公司与德国PPT公司共同开发高填充塑木材料挤出成型专用模具。与普通树脂相比,高填充塑木复合材料的流动性差,必须使用专用模具,才能保证所需产品的表面精度和物性。

        该公司与PPT公司已经开发出高填充木塑复合材料挤出成型专用模具及木粉双层共挤成型模具。目前数家模具专业生产商已开发、制造、销售木粉、天然纤维高填充挤出成型专用模具。此类高填充塑木复合材料的挤出成型与常规的中填充挤出成型的模具、下游设备存在很大差异,在成本及维修方面占有优势。

          新型双螺杆塑木挤出设备及技术  

        辛辛那提挤出公司新推出了一种牌号为Cincinnati Milacron TC96型锥形双螺杆挤出机,用于塑木复合材料的挤出加工,挤出加工时木屑纤维含量可高达70%,产量最高可达到每小时2600磅。可加工混有天然纤维、热塑性塑料(回收料或新料)及其他助剂(如成核剂、着色剂等)的物料且熔体塑化均匀。该挤出机使用了大型锥形双螺杆,其锥形双螺杆的大端直径为202毫米,小端直径为96毫米,长径比(L/D)为30∶1,其料筒分为5段加热,料筒加热总功率为100千瓦,其中4段装有冷却装置。

         2、注射成型  

           车用塑料窗注射成型  

        对于需加工面积在大于0.6 m 2 左右的小型塑料窗制件时,采用传统的注射成型或注射压缩成型是较为理想的加工工艺。德国巴顿菲尔(Battenfeld )公司与模具制造商Summerer公司一起合作,已开发出一种称为IMPmore模塑系统的新型解决方案。该系统设计在注射压缩的加工设备中配置一个“活动”模具,即设有一个液压油缸以调整改变模具面的角度。由此在模塑加工长/厚比超过250的制件时,该加工系统只需200 bar(20 MPa)的充模压力,生产加工周期为70秒。最新版的这种模塑系统可成型加工出最小面积也在1.8 m 2 以上的部件。

          多组分注射工艺  

        在K2004展会上,意大利Incos公司与奥地利恩格尔公司还演示了共同参予开发的Inglass双组分注射压缩成型模塑系统。这是在传统性注射压缩成型工艺中配置了一种带专利的分级热流道充模技术,该系统开创了先例,即在1500吨注射机上成型加工全景顶篷天窗的组合式板件,这种双组分4 mm厚的组合式顶篷遮阳窗的宽度为650 mm,长度为1100 mm,加工时,先在第一个注射单元将透明的聚碳酸酯注入车窗模具内,模具在旋转台上旋转180°,然后第二个注射单元将黑色的聚碳酸酯注入模具的四周,作为窗框。然而,Incos公司的业务开发经理Bosco表示,利用这种分级充模专利技术可加工出面积大小为上述制件2倍的组合式车窗制件。同时,Incos公司已向恩格尔公司订购了2300吨的注射机,将用来生产超过1 m 2 面积的大型制件。

          光盘注射成型工艺  

          赫斯基注塑系统公司与瑞士模具制造商AWM和德国自动化设备专业生产企业Ilsemann公司共同开发研制了一套新型DVD盒生产系统。可在6秒内加工模塑出8个DVD盒,每个盒的重量只有63克,比目前市场上普遍采用的75克包装盒要质轻,从而节省材料及成本,这一系统生产DVD盒的经济性可比原来提高10%。同时,模具的可维修性能也得到改善,设备必须与模具和自动化系统协调工作,才能保证实现循环速度快、重量轻和制件质量好的目标。赫斯基公司推出的背靠背式阀浇口热流道系统允许直接在模具内进行维修,无需对模具进行拆卸,对设备进行维护保养。

          采用自动生产模式即可一次从模具中取出16个PP制件,将其中分成各占一半的2面盒片分别组装在一起即成为包装盒,还需经8~10小时的放置冷却,才能用于包装DVD光盘,以避免插入DVD光盘后盒子会进一步收缩。

          助剂生产供应商美国Milliken公司也推出了应用于DVD包装盒加工的专用透明剂。Milliken公司认为透明的DVD包装盒更受人们的青睐,也更加美观,所以面向DVD包装盒加工厂家极力推介其出品的能使包装盒呈现更加透明的透明剂。采用了全透明的包装盒,可将放在盒子内的用于介绍光盘内容的印刷图片双面印刷,如此就可省去通常使用的包装盒塑料套。

        克劳斯玛菲公司推出的KM 50-190 CD2s型液压式注塑系统具有良好的可靠性、高速度和精度,而全电动式KM 60-35 CDE精华版注射机不仅具有良好的精度和速度结合,而且还具备体积小、能耗低的特点。在2004年广州Replication Expo展览会上展出的KM 1AL型设备配备了最新型的喷镀技术,使光盘能够以高速度实现金属化,能耗水平适中。

          塑料瓶注射压缩技术  

          英格兰Im-Pak公司开发出专利性的注射压缩技术,使用喷射储料沟槽来完成注射动作,在低压下,将呈熔融状态的塑料坯料精确配投入一个独立的开放式模具的底部,在该模具的底部形成一个厚壁的熔体坯料,然后快速压缩制成塑料部件。由合模机械装置发出的压力和冲力强迫熔体坯料紧贴在模具上。

          每个型腔单独设置一个喷射储料沟槽,以确保精确投料。由于无需考虑平衡投料的关系,可任意设置型腔的数量。并且没有采用型坯的加工模式,该项技术同样可应用于设计加工某些门型材。其流道长度可实现大于500:1,还可用于加工反式设计的型材,如整体基材壁薄而边框厚的制件。

          还可使用熔体流动指数较低的树脂材料,最终可节省能耗,这是基于降低了机器的压力吨位及缩短了循环加工周期。在一个热的模芯中制成型坯,然后打开模具,将一套吹塑模具移送进来,并将吹塑瓶子脱离模芯。

          迄今为止,一步法的注-拉-吹加工设备通常应用于加工制品数量少的场合,而二步法加工工艺(包括先模塑型坯,然后在另一独立的机器上进行拉伸吹塑)则用于加工制品数量大的场合,例如饮料瓶等。采用注射-压缩工艺技术加工PET塑料瓶后,最终可缩短加工周期,将有可能解决这道难题,也就是说无需采用二步法工艺。

          多型腔模具的SCS专利性注射工艺

          三菱(MHI)注塑机械有限公司目前正向市场推销一种新型专利性加工工艺,该工艺是针对多型腔模具可一次只注塑一个部件而专门开发的,该工艺名称为SCS(sequential cavity separation),也就是“顺序模腔分离”。

          SCS工艺可在同一套模具上加工生产出尺寸各不相同,乃至相差甚远的部件。这项技术通过控制开启和关闭热流道的阀门,首先注塑一个部件,然后再注塑另一个部件,可对每一个模腔分别独立地控制其注塑速度、压力、注射部位以及保压时间。

          SCS工艺的一些优点:

          一次只注射一个模腔所需的合模力吨位,要远远低于在同一时间注射多个模腔时所需的合模力吨位;

          用一台注射机和一个设备工作单元即可加工一系列的部件,如需加工一台手提电脑中的4个主要组件,相比使用4台注射机和所需的辅助设备而言,采用SCS工艺可极大地降低生产成本;

          可避免常见于采用多模腔注射成型加工时出现的过充模现象,由此降低材料成本;

          能减少或者消除制件存在的着色差异方面的问题;

          可低压注射成型含纤维织物的汽车部件。

        采用SCS工艺模式目前应用加工的产品范围包括:汽车部件、办公设备、厕所的坐垫和盖子。

          模内贴标注射技术  

          所谓模内贴标技术(IML),可使塑料制品加工厂商加工出的各种制件看起来像似“没有标签” ,其印制上标签图案的质量是某些后彩饰工艺方法所无法达到的。如影像照片、轮廓起伏分明的图案、甚至三维全息图案等都可作为产品中的一个整体部分,其质量效果要优于那些标签设在外表面的制品。这种采用模内贴标工艺加工生产的塑料制品在构造上更具有装饰效果,并使得包装制品可减轻10%~15%的质量,而同时又增加了制品侧壁的强度。

          最新的尖端技术产品包括:由上、下两个部分构成的酸乳酪包装杯,这种包装容器中的每个部分都配以环绕式标签,以及在盛装食物的杯子上打有一个呈3维立体感的凹凸式胶片标签为特色,正如Walt Disney公司为麦当劳(McDonalds)生产的一种促销性专用包装品。

          德国Spies塑料公司采用模内贴标技术加工生产广泛系列的食品包装制品,从普通的瓶盖到具有8个面的容器,以及新型的“波浪式”容器。Spies塑料公司的首席执行官Michael Spies介绍称,公司模塑加工有与众不同的酸乳酪杯,由两个制件组成,配以两个环绕式标签。

          模内贴标工艺制品的设计款式有多种多样,从各种形状的扁平盖子到360环绕式标签,可设计出含有3面、4面、5面、甚至8面的某种制品,也可以做成带有圆弧角的矩形、圆形、正方形的制品,或者是呈波纹侧边图形的制品。这是一种独特的技术,其“标签”制作的方法是只需要将一块模塑的塑料衬垫围绕在一块印刷的硬纸卡片周围,制成一个完整的凸缘。

        速度和精密度是自动化模内贴标生产系统中最为关键的参数。系统必须具备移送标签进入模具内、确保标签能准确地自动对准定位、并在模塑成型后移出制件和注料浇道等功能。附加的设备功能包括有:预处理标签(如在环绕式贴标制品的场合)、对标签进行静电消除,以此使得标签能粘附在模具内。许多模内贴标加工设备配备有2个机械手:一个机械手用于脱模取出制件,另一个机械手用于准备下一步工序动作。

          3C产品的触变注塑  

          触变注塑成型工艺通常又分为镁-塑料注射和铝-塑料注射两种,可加工出轻质、高强度、电磁/射频辐射屏蔽部件,并且可加工壁厚薄至0.5毫米的部件,已发展成为3C(照相机、计算机和手机)产品的主流加工工艺,随着抗蠕变性、耐热性材料、以及更大型加工设备和多点式浇口热流道系统的不断开发与完善,该工艺的应用又拓展至汽车部件加工领域。

          美国Thixomat公司表示,汽车上金属镁的使用量每年以20%的速度增加,如果在克服了150℃以上温度抗蠕变性等现存的技术障碍之后,也就是把目前水平的触变注塑镁制件抗蠕变性能提高20~50倍,应用在每辆轿车上的镁注塑部件总计可用到2~3公斤的幅度,主要用于加工各种仪表板底座、座椅框架和方向盘支杆等部件。

          日本制钢所JSW在2002年推出了第二代触变注塑机JLM-MGII。2003年,赫斯基公司在原生产的杂混式Hylectric注塑机基础上进行改进,推出了500吨的触变注塑机,并随后推出了650吨的机型。

        在热流道系统中选用合金钢材料进行触变注塑加工时,要求注嘴的工作温度高达620℃,找不出一种能与之相匹配的热塑性塑料品种,因此,触变注塑必须采用直接浇口,这是基于目前流行使用的标准大型冷流道耗费了大部分的冷却时间的缘故。冷凝料通常在注嘴与注道之间的接口处形成,使材料冻结难以流动,由此出现了一个难题。迄今为止,对于触变注塑成型而言,真正意义上的机械式截断注道装置还没能开发成功,还需在多点浇口式热流道中依次把冷凝料取出,这也是目前最为有效的方法。

          医用金属部件注射  

          钛金属无论是从毒性,还是在人体排斥性方面考虑,都是制造医疗部件的理想材料,同时也不会导致过敏反应。此外,骨骼组织可以直接在植入钛质部件上生长,而且弹性也与人体骨骼相当。同时又是一种耐腐蚀性、非磁性材料,而后一种属性使之适合做医用核磁共振影象。不过钛金属也是难以用普通工艺来加工成型的,TiJet公司自称是当今少数能够注射钛金属制件的厂家之一,已生产有Ti-6A1-7Nb品级钛材料,另正在研究开发其他品级钛的用途。

          钛金属的加工和处理非常困难,并且它的机械特性与复合材料体系中含氧、氮和碳的百分比紧密相关(含量极微)。据TiJet公司管理层透露,将与德国GKSS研究中心密切合作,开发一种具有可行性的商业化成型加工工艺。

        TiJet公司的钛金属注射成型部件包括主动脉人工瓣膜和植入人体脊椎骨的螺丝。这些部件通常表现的拉伸强度在840 MPa左右,0.2%的屈服强度为750 MPa,伸长率10%。部件中残留的微孔率少于5%,微孔孔径小于10微米,如果额外增加一道工序,也可加工制得无孔部件。

          医用塑料制品注射  

          德国生物聚合物制造商Biomer公司开发出微生物菌种,通过采用一套鸣钟式生产设备,对糖浆或淀粉浆进行发酵处理,然后将这种聚酯萃取液与低分子量-高分子量的增塑剂、成核剂、加工助剂一起混合,分别制得3种标准注塑品级的聚合物材料。由于其熔体粘度很低,应用在注塑加工复杂结构部件时无需很高的合模力。据称其熔体流动速率(MFR)高于20g/10min,加工工艺与液晶聚合物的相类似,在堆肥条件下1.2mm厚的试样经过6星期后即可降解。

        该公司出品的P226牌号生物聚合物的机械性能具有类似于PP材料,易于注塑成型,并有成型加工周期短的特点。P209牌号则有类似于HDPE的性能,由于其内部晶体结构不同,其断裂伸长率则远远低于HDPE材料。P240牌号则是P209牌号的高抗冲改性级。应用注塑加工的制品包括有医用诊断仪,爆破防护面罩、以及军事演习用的炮弹壳。PHB可挤出加工多股抽丝,制成手术室使用的网状盖布。Biomer公司正在研发具有更高熔体强度的吹塑薄膜级PHB材料。另外,公司还生产了少量的PLA材料,采用注塑加工制得医用透明诊断胶片。

          注塑件脱模更快的工具系统  

          美国Logic公司(康涅狄格州)研制出已获得专利的“递增模腔脱模”(I.C.E.)技术,可获得更快的脱模时间,最终得到降低内应力和减小表面缺陷的注塑部件。

          一般在注塑加工过程中,制件产生收缩并包住型芯,这时往往需采用顶杆、空气和/或脱模板来帮助制件脱离型芯。然而,如果制件收缩率过大,紧紧包住了型芯,制件在脱模之后,就会产生众多的表面缺陷问题。

          对于含有倒陷式嵌件或表面带有纹饰图案的制件,要求制件不发生翘曲变形和损害外观表面的情况下脱离型腔,也是非常困难的。再者,型芯阻碍部件收缩,也降低了部件从型腔表面分离的能力。当部件设计要求非常低的拔模斜度情况时,脱模的困难性还要增大。目前,解决这些难题的方案无非是设计加大拔模斜度、使用脱模剂、在模具内添加滑块、或者高度抛光模具表面,所有这些措施均导致成本上升。

          Logic公司的I.C.E.工艺技术可在模具内释放塑料熔体的应力,同时又降低所需的顶出力。在某种情况下,有可能采用空气顶出方式,而无需用顶针或脱模板。是将处于冷却和收缩状态下的部件紧粘在模具型芯上的粘附力消除;第二个是使部件产生收缩,快速与型腔模壁分离。要实现上述2个结果,采取了从部件中局部抽取型芯的方式,而部件仍紧贴在模具壁上。

          当型芯局部退出后,仍处于熔融状态的部件中心位置与已冷却变硬的表层之间建立起了初始应力,这个初始应力可自行消除。“这时,跨过型芯的横断面快速形成冷却和收缩,而不仅局限于在部件壁上产生冷却和收缩,”Allen总裁作如此解释。然后完全打开模具,从模具型腔中取出部件,即可完全顶出并脱离型芯。

          为了能打破部件与型芯之间的粘附力,I.C.E.工艺要求在没有完全打开模具的时候,将型芯稍微移动一点点。这就需对注塑机上的操作程序做改进。部件脱离型芯时所增加的顶出距离,可根据部件形状、表面、以及加工所用的树脂种类作调整。Allen总裁介绍说:“部件脱离型芯时所加大了的距离,实际上可小至0.010英寸,但却非常有效地消除了部件紧粘在型芯上的粘附力,同时又可保持部件套着型芯,便于型芯全部退出部件。

          I.C.E.工艺在一套标准双模腔模具中进行加工,配备脱模板和100psi压力的压缩空气,即可降低30%~50%的加工成本。采用I.C.E.工艺的最大优点,是基于甚少发生部件翘曲变形等缺陷,当部件还处于较热状态时即可顶出,缩短整个加工循环周期。

        另外的降低成本措施包括:可利用较低抛光水平的模具、无需脱模剂、缩短加工周期33%,并由于初始内应力已在模具内消除,省去了二次退火步骤。

          水辅注射工艺  

          加工同样形状的流体介质输送塑料管道,水辅注塑可比气辅注塑工艺获得外观更为光滑的内壁,更少的残余材料(飞边)的厚度,管件弯曲部位的壁厚更均匀一致等优点。德国朗盛(Lanxess)公司、法国Rhodia公司和德国Schulman公司最近相继推出了独立开发的、最适合水辅注塑成型的特制聚酰胺材料品级。

          Lanxess公司除了原有的Dure-than BKV 30G品级聚酰胺66,该公司还开发了Durethan DP2-2224/30品级,它是一种含有30%玻璃纤维的增强材料,因为用于水辅注塑加工输送流体介质的塑料管件,所以该材料具有好的耐水解稳定性,利用这种品级材料加工的塑料管件,超过了汽车工业有关与冷却剂接触制件的性能指标要求。

          目前,水辅注塑成型的聚酰胺制品,已应用作输送流体介质的汽车管道,其它的应用实例还有车门塑料拉手、以及车内用于搁置手臂的塑料部件。与气辅注塑工艺相比,水辅注塑工艺进一步缩短了成型周期,所以水辅注塑的开发成功,将会带来可观的经济效益。

          奥地利恩格尔(Engel)公司研制出名为Watermelt的多组分水辅注射工艺技术工艺,用双组分材料水辅注塑加工的机器防护挡板上的夹紧装置,所用材料包括Lanxess公司出品的BKV 30G牌号聚酰胺66和拜耳材料创新集团生产的Desmopan 487牌号聚氨酯热塑性弹性体(TPE)。

        Schulman公司近来也开发了一种新产品,即利用双组分水辅注塑工艺加工的汽车发动机冷却管道,这种类似于三明治结构的模塑制件,是在一步加工成型过程中,加工出内层是聚丙烯管,外层是含有30%玻璃纤维增强尼龙材料的冷却导管。这一管道的设计,利用了增强性尼龙材料赋予所需的机械强度,利用聚丙烯制得非常光滑、耐化学腐蚀性佳的内表层。

          气辅注射成型工艺  

          美国预制整体模塑料(Bulk Mol-ding Compounds)公司研制出排气注射(GET)的模塑加工技术,应用在BMC块状模塑料的加工过程中,具有减轻产品重量、缩短成型周期及降低成本的优势,使得热固性塑料产品具备与注塑工程热塑性塑料制品在市场上一争高低的能力。这是基于热塑性塑料已经普遍取代传统的BMC模塑料,用于加工烤炉手柄这一现状而研制的新技术,因为烤炉手柄采用了支座式手柄设计,热塑性塑料手柄能承受烤炉工作时传输出来的热量。

          GET工艺是将全部BMC块状料充满模具型腔。在接近充模结束时,导引入气体,并用气流压力强制物料回流至浇口、流道、喷嘴,压回进入料筒,在料筒内下新料混合,为下次成型做准备。

        这种新工艺具有很高的可重复性,有部分气体控制装置制造商宣称,这种工艺的可重复性比典型的热塑性塑料气辅注射成型工艺要高。但这种工艺也并不完全是100%成功。

         3、吹塑工艺  

           注拉吹塑透明塑料瓶  

        法国西得乐公司共同开发出透明PP瓶,商品名为ISBMPP塑料瓶。具有水晶般清澈透明质感、机械性能良好、单模腔的加工速度最高可达每小时1500瓶等优点。这种PP瓶在瓶坯设计、瓶坯二次加热工序、模具改造等方面都有独到技术,可很好解决材料收缩、透气性、以及瓶子冷却的问题。

          纵向拉伸薄膜吹塑  

          美国Addex有限公司,正在建造其首台MDO薄膜加工装置,称作为“MDO Light”,该型号装置将以非常松动的状态拉伸共挤吹塑薄膜,大约拉伸度在3%左右,用以平整薄膜中心的下垂部位。这套MDO Light系统装置仅有4个转辊,其中2个直径为20英寸的加热辊,2个20英寸的冷却辊,全部采用独立驱动。4个转辊的张力控制并非使用成熟的测力传感器系统,而是采用光导纤维跟踪装置针对辊筒直径、转速和扭矩等参数进行控制。

          美国Hosokawa Alpine公司推出的最新型拉伸吹塑薄膜系统,配置了独立伺服驱动机构,控制加热辊、退火辊、冷却辊,每个辊均可用于拉伸薄膜。每个辊都配置有独立的张力控制,用以收紧调整薄膜在加热时的扩张和冷却时的收缩现象,从而避免薄膜起皱和卷缩。而在需拉伸处理共挤薄膜时,则需分别设定各个辊的温度,由于其中的粘接层要求较低的温度。

          巴顿菲尔Gloucester工程公司开发了一种MDO装置,可应用于预拉伸处理单层和多层复合LLDPE人工缠绕拉伸薄膜。在欧洲的一个加工厂投入了首次商业化运营,应用于取向拉伸压扁的膜泡,膜泡最大平折宽幅达70英寸。

          Macro工程技术公司同样也建造了第一个纵向取向机构装置,可加工出吹塑预拉伸的(人工缠绕)薄膜。对夹膜膜泡进行取向时,采用冷拉3次的方式,辊隙要求较宽。在取向后,夹膜膜泡变薄,但由于其最终产品中还存有两层粘结在一起的膜层,所以仍然坚韧。冷拉过程可使薄膜达到“零弹性”的特殊性能状态,Macro公司如此解释说。这种采用非常低的拉伸量方法,可消除薄膜内存的张力。由此,如果手工卷裹机施加5%的薄膜拉伸度,薄膜就具有20%的回收缩率。

          美国Trico工业公司(位于罗得岛)将MDO装置与流延薄膜生产线串联,用于加工图形艺术品和包装制品,其膜厚控制严格。这种设备是模仿M &W公司的原型机,然后自行建造加工出来的一种设备装置。位于俄亥俄州的Avery Dennison公司采用MDO装置加工生产自粘贴标签膜。其具备单向高劲度,使得标签容易从保护衬层中撕开。同时,纵向取向的标签在横向上较为柔软,很适合粘贴在圆形的瓶子上。该公司共有4条MDO生产线用于生产加工取向标签薄膜。

        FlexTech公司生产的吹塑薄膜第2455牌号,是一种纸张替代品,有双轴向强度要求。由于取向的缘故,平整度和挺括度高,所以在设备中印刷和加工处理时的运转速度比纸张的印刷速度较快。第2455牌号薄膜是一种不对称的5层或7层阻隔性PA/HDPE复合薄膜制品,用于加工制造多功能立式复合袋。

          吹塑用可变形的口模环  

          英国BMC控制器件有限公司制造用于挤出吹塑模塑的3DX可变形口模环。该类机头口模环可优化分布物料,应用于吹塑工业用的塑料容器、桶及汽车部件。3DX系列机头是用特制“伸缩性”口模环来代替传统的机头口模环,在进行塑料型坯挤出时,利用一个液压油缸通过推或拉将口模环控制变成椭圆形。

          据BMC公司介绍,该机头口模环采用通常的同轴厚度同步控制,以确保型坯厚度的均匀一致性,其调整控制过程也类似于型坯程序控制仪的可程控模式。3DX系列机头口模环与传统的不能变形的口模环不同,它采用了先进的设计,所以该机头使用者能自己进行安装、维修与调试。

        BMC公司还宣称,当普通的机头口模环改造成可调的口模环安装在挤出机上,用于加工高流动性的物料时,必须对口模的形状进行调整,以防止由于出料不均而造成型坯“卷折”。但BMC公司声称他们通过在液压系统中安装了一个配量阀来控制初始出料速度,从而很好地解决了这个问题。

          吹塑模拟化软件  

          人们至少花了10年时间来研究挤出吹塑成型加工模拟技术,但实际利用却比较慢。这种滞后的原因可归结于人们害怕在设计上“计算机取代人”、商业化吹塑成型模拟软件有限的实用性和相对高的软件成本,以及缺乏强有力的推广策略。

          美国塑料工程师协会(SPE)的吹塑成型分会领导认识到在吹塑成型加工业务的前沿变革趋势。他们相信通过改进软件的功能,可以预知型坯的挤出和膨胀、模具的膨胀、其它操作情况,因而得到轻质且有特定壁厚的最优化塑料部件。

        加拿大Compuplast公司出品了B-SIM吹塑模拟软件,使用这些模拟软件可以省去原型加工和切模成本及传输时间。模拟软件可以弥补能力差的设计者提高工作效率,同时也给经验缺乏的设计者一个工作的起点。

          环构烯烃共聚物的吹塑工艺  

          田柯纳公司推出了第二代的Topas品牌薄膜级环构烯烃共聚物COC材料,是专为吹塑加工多层阻隔性薄膜而设计的一种新材料,可加工出具有高强度、挺括度、极好透明度、非常高湿气阻隔性能,赋予生产过程中更多的灵活性,可加工出高品质的特种薄膜制品,尤其适合用于加工吹塑薄膜。

        商品牌号为Topas 80007F-400的这种COC材料,比早期产品具有更佳的加工性能,与聚烯烃有良好粘接性能,尤其是LLDPE,不仅可以与其他聚烯烃树脂进行共混,还可在多层共挤复合薄膜中单独作为一层。用该种材料加工的吹塑薄膜标准用途包括有:层合薄膜中的消光外层、管形薄膜袋、瓶盖内衬层以及加拈薄膜。

          车用进气管吹塑  

          福特公司和杜邦汽车分公司(瑞士)共同合作,采用Cascade工程公司开发的共挤吹塑工艺技术,加工出超大型车用进气管。在生产过程中,选用了2种不同品级的杜邦Hytrel品牌聚酯基热塑性弹性体材料,通过3维模塑工具在计算机程序控制下进行喂料。在进气管的2端,分别设计了利用较为柔软的树脂制成进气管套,然后再粘接到进气管上。

        杜邦公司介绍称,这种采用顺序加工工艺加工的单一组件式无缝进气管,取代原先由4个铝和有机硅部件构成的车用进气管后,可消除介于涡轮增压器和发动机进气口之间的气漏流隐患,并改善空气流通质量状况。

         4其他加工工艺  

           流延工艺  

          莱芬豪舍公司(Reifenhauser)推出了直接驱动方式的多层共挤流延薄膜挤出机-REltorque。采用电机直接驱动螺杆轴。由于省却了一般挤出机使用的齿轮箱、连接器和皮带驱动等,其基本优点包括:

          在整个挤出速度范围内扭矩高且恒定;与通常的挤出机驱动设计相比,仅考虑生产线能量减少,就使效率增加6%;设备占地面积减少30%;由于无传动部分,消除了由此带来的运动部件磨损,也无需润滑油和换油了,可做到免维护,并保证机器连续运转;电机采用水冷却,噪音低;易更换螺杆,可从前后两个方向进行螺杆更换。

        叠加机头技术使得挤出吹塑塑料薄膜的层数几乎没有限制。芬兰凯威赫(KWH)公司在ChinaPlas展会上展出了其10层吹塑薄膜技术,采用的就是饼形叠加机头,可以生产多种材料基的薄膜,阻透性大大提高,产品广泛应用于食品包装、制药工业等领域。

          铸塑工艺  

          瑞典Diab AB公司展示了利用新型材料的真空树脂浸渍技术,可提高速度与效率。该公司开发了新一代的型芯浸渍技术,使用开有沟槽的聚氯乙烯/聚脲泡沫塑料作为芯材,作为双面树脂压铸的中间体。该技术避免了出现无用的压铸材料,节省时间与成本,而且比传统标准的无纺织物压铸片材获得更快的浸渍速度。

          最新的浸渍技术是在沟槽