JHF2010带色浆高压发泡机技术方案.doc

湖南精正设备制造有限公司 汽车方向盘发泡生产线技术方案湖南精正设备制造有限公司Hunan Jingzheng Equipment Manufacture Co,. LTD汽车方向盘发泡生产线技术方案一、概述湖南精正设备制造有限公司至感荣幸能参与贵公司的汽车方向盘发泡生产线的招标,我们根据贵公司要求提出了经济有效的解决方案,以实现生产自动化、现代化。我们专注于聚氨酯装备机械工程规划、设备制造以及提供完整售后服务。1.系统设计基本依据系统名称：汽车方向盘发泡生产线设计原则：以保证系统安全、可靠、长期运行为基础，以经济合理为要求，以国家规范、工艺生产要求为依据2.设计数据： 模架尺寸： 600600mm（可以按需设计） 工位数量： 3个 发泡机型号： JHF20/10 色浆计量单元： 1套3.配置设备： JHF20/10高压发泡机： 1台 色浆计量单元： 1套 高压混合头： 1个 JMFY液压模架： 3台 模架液压系统： 1套 模温机： 1台二、设备相关技术说明1、JHF20/10带色浆高压发泡机1.1主要技术参数序 号项 目技 术 参 数1适用泡沫种类硬泡、软泡、自结皮发泡2适用原料粘度（22）POL:3500cps ISO 1000cps3注射压力6-20Mpa(可调)4注射流量（混合比2：1）80-320g/s5混合比范围1：3-3：1（可调）6注射时间0.5-99.99S（精确到0.01S）7料温控制误差28重复注射精度19混合头韩国DUT DHV0812-3K 10液压系统流 量 20L/min 系统压力 1020MPa11料罐容积250L12压缩空气干燥、无油 P：0.6Mpa Q：400NL/min13温控系统加热：26Kw 制冷：15000Kal（制冷量）14输入功率50Kw15发泡机外形尺寸（mm）350030001.2 设备主要配置序号项 目品 牌 及 产 地数 量1料罐单元22不锈钢热交换器23计量单元计量泵：德国力士乐A2VK1224POL/ISO流量变频监控系统流量计：德国KRACHT；变频器：德国西门子25计量泵磁性联轴器德国技术，采用碳纤维隔离套，无发热26流线式自清洁过滤器德国技术27ISO高压过滤器德国贺德克18高、低压循环切换单元韩国DUT29组份测试单元德国技术210混合头混合头：韩国DUT DHV08123K 111液压系统混合头换向电磁阀：博世力士乐112温控单元张家港环球113管道系统美国Parker软管及接头114主机托架115自动上料系统美国Viking216色浆计量系统计量泵：德国bcinlich柱塞泵117电气控制系统PLC：德国西门子；低压电器：施耐德118备件11.3 各系统配置及技术说明1.3.1料罐单元(1)POL料罐单元一套POL料罐单元，有效容积为250L，允许工作压力0.45Mpa，为双层夹套结构，夹套内通温控水对原料保温，每套包括：1套搅拌联轴器，带减速电机，电机的参数为功率0.55Kw，转速51转分；1套液位探头及其控制器：1）液位下限：自动加料泵开始加料；2）液位下极限：机器报警、计量泵停止工作；3）液位上限：自动加料停止；4）液位上极限：机器报警，自动加料停止。1套浮球式防溢探头及控制器防止原料溢出。当液位超高时，系统发出报警信号；1套PT100铂电阻温度探头和传感器；1个夹套水安全阀，设定压力为0.3MPa；1个料罐安全阀，设定压力为0.45MPa；1套压缩空气减压阀及快速排气阀；1个压缩空气泄压阀，用于维护时或停机泄压；料罐加料口安装有1个单向阀及气动球阀；料罐出口三通安装有二个手动球阀（其中旁路截止阀用于排污）；料罐外壁用隔热材料保温。(2)ISO料罐单元配置同1.3.1。1.3.2不锈钢热交换器两个3m2不锈钢热交换器分别安装在两组份回流管道上，交换器内通温控介质与机器温控系统的其它配置（温度控制单元）配合连接以实现对料温的调节。1.3.3计量单元(1)POL计量单元一套高精度的计量装置，安装在带有可调缓冲垫主机托架上，主要由以下部份组成：1台电机，功率为7.5Kw，转速为1450rpm，电机防护等级IP54；1台德国力士乐原装进口高压计量泵A2VK12，最大排量17L/min；1套预压力控制装置，用示值范围01Mpa的数显压力表防止泵抽空，控制压力设置为：0.2MPa，当预压力低于设定值时，控制系统报警提示，并显示“预压力低”的故障信息；1套高压压力表控制装置，用示值范围040MPa的数显压力表调节控制组份的工作压力，工作压力设定在622MPa范围内，当压力超出此范围，设备停机报警并显示“工作压力太低”或“工作压力太高”的故障信息；1套计量泵高压安全阀，计量泵的极限安全压力由安全阀设定为25MPa，安全阀有机械保护功能，确保计量泵及系统的使用安全。(2)ISO计量单元配置同1.3.3。1.3.4 组份流量变频监控系统在计量泵高压出口到混合头之间的组份管道中，安装有德国KRACHT VC型流量计，流量计主要用于检测组份管道组份的流量，流量计配有一套自动控制系统,检测到的流量不但可在HMI显示器上显示，而且可用来控制组份变频电机自动调节泵的输出流量，使流量控制处于闭环状态，如果组份流量便差超过允许范围,控制程序将发出报警并停止下一此注射。生产工艺参数自动调节，具有很强的适应性。主要包括：2个VC型流量计（德国KRACHT）放大器 连接线缆及接头2套变频控制器（德国西门子）1.3.5计量泵磁性联轴器采用2套德国技术磁性联轴节，确保计量泵无泄漏，磁性联轴节采用碳纤维隔离套，无发热，保证原料温度符合工艺要求。1.3.6流线式自清洁过滤器用于过滤组份，定期转动过滤器手轮，防止过滤器堵死，损坏电机，并可通过底部球阀排污，过滤器过滤精度0.2mm。1.3.7 ISO高压过滤器在ISO计量泵出口安装一套德国(贺德克)高压过滤器，对原料进行精密过滤，以保证系统的安全耐用。1.3.8高低压循环切换单元2套高低压循环切换单元，使组份能形成低能耗循环。由控制系统、2个电磁阀、2个座阀，分别控制两个组份高、低压循环切换。1.3.9组份测试单元配合计量泵手轮调节，2套测试单元分别用于组份的流量及混合比的测试。主要组成：测试架；测试阀；控制电磁阀； 1.3.10混合头1个混合头采用韩国原装进口的DHV0812-3K高压混合头，采用自清洁设计，利用高压碰撞混合原理，使黑、白料及色浆充分均匀混合，有效地保障了发泡效果。 混合头安装在旋转吊臂上，适用多个模架浇注。1.3.11液压系统1个安装有液压控制元件的油箱，容积为100L；液压泵及其驱动电机、联轴器电机7.5Kw，转速1450rpm；1个10升蓄能器，预压力80bar；油冷却器，用于液压油冷却，保证液压系统在连续工作中不致温升过高（60）；液压集成块，集成块上装有增压阀，安全阀、手动卸荷阀；1个数显压力表显示液压系统的工作压力；1个带有单向阀的高压回流过滤器；2个NG10二位四通电磁换向阀用于控制混合头的开启或关闭；1.3.12温控单元温控单元主要用于控制两种原料的料温，制作成一体化结构。1台冷水机，用于给加热/冷却单元供给冷却水，制冷量：15000Kcal/h；2台模温机，加热功率6Kw/台；封闭式钢制罩壳，带活动轮；温控器；自动显示及故障控制；水循环压力表；制冷剂循环压力表；控制器；1.3.13管道系统包含从机架到混合头之间的硬管及软管，管道平面布置及长度根据用户现场平面图确定；软管采用美国Parker高压管，硬管采用高精度无缝钢管，外部采用保温材料保温处理。1.3.14主机托架为了便于运输及维护，主机托架设计成平台结构，用于支撑计量单元、液压单元、吊臂及电气柜，托架上设有起吊钩以及与地面固定安装板。1.3.15自动上料系统为了便于向料罐内自动加料，采用2个内圆弧齿轮泵分别将原料从原料桶加到料罐，流量2m3/h，自动上料装置与设备电控部分联机，实现加料。每套主要组成：内圆弧齿轮泵 1件电机 1台联轴器 1套1.3.16色浆计量系统二套套高精度的色浆计量系统，用于将色浆加入混合头，与POL及ISO直接混合注射；每套主要由料罐单元、自清洁过滤器、计量单元、高低压切换单元喷嘴组件、测试单元等组成。每套主要包括：(1)料罐单元料罐单元要用于储存色浆料，包括不锈钢色浆罐，有效容积80L，允许工作压力0.45Mpa，含加热水套。1套可视液位器及控制器；1个料罐安全阀，设定压力为0.45MPa；1套压缩空气减压阀；料罐加料口安装有1个单向阀；1套自动搅拌装置，搅拌电机0.37kw。(2)自清洁过滤器用于过滤组份，定期转动过滤器手轮，防止过滤器堵死。(3)计量单元安装在托架上，主要由以下部分组成：1台色浆计量泵，采用德国bcinlich计量泵，流量1.83.7L/min，压力170bar；1台变频电机，功率为1.5Kw，转速为960rpm；2套数显式组份高低压表（施耐德）；色浆计量泵的预压力设定为0.10.3MPa，当预压力低于设定值时，设备自动停机、报警并显示“预压力低”的故障信息。色浆计量混合工作压力控制在620MPa；当工作压力超出此范围，设备自动停机、报警并显示“工作压力太低”或“工作压力太高”的故障信息。(4)高低压循环切换单元气动高低压循环切换单元，使色浆能形成低能耗循环。(5)喷嘴组件安装组份进入混合头之前，用于色浆压力的建立。(6)组份测试单元配合计量泵变频调节，测试单元用于组份的流量测试。1.3.18电气控制系统(1)采用OP汉化操作器，设定显示机器的注射时间、测试时间、压力时间、流量参数等工艺数据。(2)采用德国西门子S7300系列PLC可编程序控制器，对整台发泡机进行自动控制，使其计量单元、温控系统、料罐搅拌、混合头注射等部分按程序协调工作，保证动作可靠高效。(3)采用PID数显温控仪，对两种料罐的料温按工艺要求自由设定，以温控系统中的冷水或热水为介质，自动进行料温恒定控制，并显示PV和SV值。(4)设备有手动、自动功能、干湿注射选择功能、自动循环功能。设备手动功能及干注射功能主要用于设备的调试，正常工作条件下，选择湿注射状态，自动功能状态；自动循环功能主要是应用于设备长时间不生产而为了使系统保持在正常工艺条件下的场合，自动循环参数在OP显示器菜单上进行设置，各种功能参数设置可在菜单上操作，控制系统具有很强的故障报警功能，将各个检测点故障信息显示在操作器上，并声音报警，设备自动停机，当故障排除后可重新启动设备。(5)为了确保控制系统性能稳定、可靠、耐用，PLC选用西门子公司产品，其余器件如按钮、指示灯、接触器、继电器、保护开关等都选用施耐德公司产品。(6)电控柜主要包括：PLC控制器及OP操作器；各类继电器；各种接触器；各类开关、按钮；数显式温度控制仪；混合头控制元件；测试单元控制元件；与安全控制系统通讯接口；系统软件及控制程序；1.3.19备件 序号名 称 数 量1压缩空气减压阀22PT100温控探头13混合头接近开关24混合头换向电磁阀15液位传感器16搅拌、窥视孔等密封圈17继电器52、JMFY型液压模架（3台）2.1.概述JMFY型液压模架主要用于生产汽车方向盘，该设备是我公司在吸收国外同类型设备技术的基础上，自行设计开发的新一代聚氨酯产品成型机。该模架的开合模采用液压方式驱动，并且，下模还带有液压顶出机构。为适应方向盘产品的发泡工艺需要，模架可以通过液压方式调整倾斜角度。该设备具有操作方便、安全，生产效率高等特点。1.主要技术参数载模板尺寸（mm）： 600600(可以按需设计)合模高度： 150300mm锁模力： 大于10000kgf开模角度： 8090液压站工作压力： 1014MPa2.设备技术说明2.1 模架机架模架机架由钢结构焊接而成，在设计时充分考虑发泡力的强度要求，在模架的顶部和底部用槽钢及角钢焊接，两边用方钢管进行连接。合模高度的调整是由下模顶升油缸的升降达到，下模板上升过程中采用导向柱套导向，保证定位准确，开合模平稳。2.2 载模板载模板分上下模板，用于固定模具用，上模板固定，下模板可以上下移动。载模板采用钢板焊接结构，表面粗糙度为Ra=6.3mm。2.3 液压系统（1台）采用一台液压站控制3台模架。液压系统主要为模架的开合模、顶升锁模及以及模架倾斜提供一定流量、压力的液压油；液压系统设有液压压力开关和保压系统，用于控制锁模压力，为了保证模具打开后，上模不下倾，液压系统设有液压锁。油箱放置在地面上，各种阀块零件安装在油箱上，易于安装和维护。液压系统上配有回流过滤器。油箱外置有温度、液位计，便于观察油温和油位。为了保证液压站在连续工作中油温不致过高，在液压系统上还配有油冷却器。顶升油缸: 缸径80 行程约300mm 2件/台翻转油缸(带液压锁): 缸径90 行程约650mm 1件/台倾斜油缸: 缸径63 行程约80mm 1件/台2.4 模温机：（1台）一台模具温度自动控制机，用于3套模具加热，加热功率为18kw。模温机采用具有PID功能的温度调节器，靠电加热交换系统对介质水实现封闭循环恒温调节。2.5 操作按钮站操作按钮站主要用来控制模架的开、合模，锁模及顶出产品，在按钮面板上设有启动、停止及急停按钮，按钮站安装在模架附近，方便操作。为了保证单个模架在工作过程中互不影响，在每个模架后部单独设置液压集成块及控制电磁阀，集成块上还装有可调整锁模力压力开关，方便单个模架维修而不影响其它模架的正常运