Ролери за стврднување на гума: совети за контрола на температурата

By Мајк Чен, Директор за производство | 12+ години искуство во производство на гума |LinkedIn

Клучни заклучоци

• PID контролата на температурата ја одржува температурата на печката за стврднување во рамките на ±1-2°C од зададената вредност, што е клучно за униформна густина на вкрстената врска низ сите делови во серијата.
• Ролетните печки со осумаголни барабани постигнуваат подобра униформност на температурата од статичките печки бидејќи континуираната ротација ги изложува сите површини на деловите на циркулирачкиот топол воздух.
• Omron PID контролерот со SSR излез од 4-20 mA спречува пречекорување на грејачот со континуирано модулирање на моќноста, наместо циклично вклучување и исклучување на грејачот.
• Двојните системи за заштита од прегревање кај современите печки за сушење со ролери автоматски го исклучуваат грејачот ако примарниот контролер откаже, спречувајќи пожар и оштетување на производот.

Ролерската печка за стврднување на гума служи за поинаква намена од пресите за примарна вулканизација. Секундарната вулканизација - исто така наречена пост-стврднување - го завршува процесот на вкрстено поврзување што започнува во калапот за компресија или вбризгување. Бидејќи физичките својства на гумените соединенија продолжуваат да се развиваат за време на секундарната вулканизација, конзистентната контрола на температурата во печката за стврднување директно влијае на квалитетот на финалниот производ.

Оваа статија ги опфаќа системите за контрола на температурата што се користат во ролетни печки за стврднување на гума, практични совети за одржување на рамномерно загревање и како да се оптимизираат параметрите на процесот за различни гумени соединенија и големини на серии.

Зошто контролата на температурата во печка за стврднување на гума влијае на квалитетот на производот

Стврднувањето на гумата следи временско-температурен однос дефиниран со кривата на стврднување на соединението. За секои 10°C зголемување на температурата на стврднување, брзината на реакцијата приближно се дуплира. Варијација на температурата од само 5°C низ серија делови може да произведе мерливи разлики во затегнувачката цврстина, издолжувањето при кинење и компресиското стврднување во рамките на истиот производствен циклус.

НаASTM D573иISO 188Според стандардите за термичко стареење на гума, односот помеѓу температурата и промената на својствата е предвидлив кога температурата е прецизно контролирана. Производите стврднати на долната граница од опсегот на спецификации може да имаат нецелосно вкрстено поврзување, што резултира со помал модул на еластичност и повисоко стврднување на компресија. Производите на високата граница може да претрпат прекумерно стврднување, станувајќи кршливи со намалено издолжување. Ролерска печка за стврднување на гума со прецизна контрола на температурата ја елиминира оваа варијација од серија до серија и од дел до дел.

При нашето фабричко тестирање на повеќе од 200 серии на секундарна вулканизација користејќи ја ролер-печката XCJ-K600, забележавме дека деловите стврднати со PID-контролирана температура во рамките на ±1,5°C од зададената точка покажаа 23% помала варијација во тврдоста Shore A во споредба со деловите стврднати во печки со температурни флуктуации од ±5°C.

Системи за контрола на температурата во ролери за стврднување на гума

Современите ролери-печки за стврднување на гума интегрираат три контролни системи кои работат заедно за да одржуваат конзистентни услови за обработка.

PID контролер со SSR излез

Контролерот за температура Omron PID во ролетните печки XCJ-K600 и XCJ-K900 користи пропорционално-интегрално-деривативен алгоритам за континуирано пресметување на потребната моќност на грејачот. Излезниот сигнал од 4-20 mA управува со реле во цврста состојба (SSR) кое континуирано ја модулира моќноста на грејачот, наместо циклично вклучување и исклучување на грејачот. Овој режим на континуирана контрола го елиминира пречекорувањето и потценувањето на температурата што се јавува кај едноставните термостати за вклучување и исклучување. Резултатот е стабилна температура на комората со точност од ±1-2°C на зададените точки помеѓу собната температура и 260°C.

Систем за циркулација на топол воздух

Моторот со долго вратило за висока температура што го движи вентилаторот на турбината произведува 3000 CBM/h циркулација на воздух. Бидејќи топлиот воздух континуирано се движи низ осумаголниот барабан и преку гумените делови што се тркалаат, секоја површина на делот добива иста изложеност на топлина. Оваа циркулација спречува формирање на топли точки во близина на грејачите и ладни зони во близина на вратата или аглите. Изолацијата од солен памук од 100 mm ја одржува температурата на надворешниот ѕид под 35°C за време на работа на 200°C, намалувајќи ја загубата на топлина и подобрувајќи ја стабилноста на температурата.

Октагонална ротација на барабанот за рамномерна изложеност на топлина

Дизајнот на осумаголниот барабан служи за двојна намена: ги ротира гумените делови низ протокот на топол воздух, а фацетираните внатрешни ѕидови создаваат различни агли на паѓање што спречуваат деловите да се вгнездуваат заедно. Стационарен куп делови ја задржува топлината во центарот, создавајќи разлики во брзината на стврднување помеѓу надворешните и внатрешните делови. Ротирачкиот барабан ја елиминира оваа стратификација, а ролер-моторот (0,75 kW) одржува конзистентна брзина на ротација без оглед на сериското оптоварување.

Совети за контрола на температурата за работа на печка за стврднување на гума

1. Поставете ги PID параметрите врз основа на масата на серијата.Серија од 50 кг апсорбира повеќе топлина за време на почетната фаза на загревање отколку серија од 15 кг. Прилагодете го пропорционалниот опсег и интегралното време на Omron PID контролерот за да ја земете предвид разликата во топлинската маса. Започнете со стандардните параметри на производителот и фино подесете врз основа на времето за обновување на температурата по вчитувањето.
2. Загрејте ја ролер-рерната до зададената температура пред полнење.Вчитувањето на гумени делови во рерна која не достигнала термичка рамнотежа предизвикува температурата на комората да падне под зададената вредност. PID контролерот ќе реагира, но времето за обновување зависи од моќноста на грејачот (10,5 kW во XCJ-K600) и масата на ладно оптоварување. Оставете 15-20 минути стабилизација откако контролерот ќе покаже дека е достигната зададената вредност.
3. Следете го обновувањето на температурата по товарењето.Најстудениот момент во циклусот на стврднување се јавува 3-5 минути по полнењето на свежа серија. Падот на температурата не треба да надминува 10°C за XCJ-K600 со полнење од 15-20 кг. Ако падот надмине 15°C, намалете ја големината на серијата или зголемете го времето на претходно загревање.
4. Користете ја функцијата на тајмерот за конзистентна контрола на циклусот.Тајмерот од 0-99,99 часа со автоматско запирање на грејачот и звучен аларм гарантира дека секоја серија ќе добие исто времетраење на стврднување. Не потпирајте се на рачно мерење на времето, бидејќи варијабилноста на операторот воведува непотребни варијации во процесот.
5. Калибрирајте го PID контролерот годишно.Поместувањето на сензорот за температура со текот на времето влијае на точноста на контролерот. Влезот на контролерот Omron треба да се провери во однос на калибриран референтен термопар најмалку еднаш годишно. Повторно калибрирајте ако отчитувањето се разликува за повеќе од 2°C од референтното при типична работна температура.
6. Проверете го системот за заштита од прегревање неделно.Двојната заштита од прегревање кај ролетните печки XCJ-K600 и XCJ-K900 вклучува независни сензори за висока граница кои го исклучуваат грејачот ако примарниот контролер откаже. Тестирајте го овој систем со подигнување на зададената точка за висока граница над работната температура и потврдување дека грејачот се исклучува.

Препорачани температури во печката за стврднување за вообичаени гумени соединенија

Температурите се базираат на општите упатства за подготовка на соединенија. Вистинските параметри треба да се потврдат со добавувачот на соединенијата и да се потврдат преку тестирање на механички својства според ASTM D412 и ASTM D395.

Чести проблеми со контрола на температурата во печки за стврднување на гума

Повеќето проблеми со контролата на температурата може да се идентификуваат преку редовно следење на екранот на системот за контрола Делта, кој обезбедува информации за состојбата на работата во реално време.

Избор на вистинска ролериска печка за стврднување на гума

Ролерските печки XCJ-K600 и XCJ-K900 од Xiamen Xingchangjia нудат два обема на обработка за различни производствени размери. XCJ-K600 има комора од 600 литри со димензии од 1300 mm (Ш) x 1600 mm (В) x 1100 mm (В), погодна за мало до средно производство. XCJ-K900 обезбедува 900 литри при димензии од 1300 mm (Ш) x 1600 mm (В) x 1300 mm (В), дизајнирани за операции на стврднување со поголем волумен.

И двата модели го делат истиот систем за контрола на температурата на јадрото - Omron PID контролер, грејач од 10,5 kW, циркулациски вентилатор од 3000 CBM/h и двојна заштита од прегревање. Внатрешната и надворешната конструкција од не'рѓосувачки челик 304 со дебелина на ѕидот од 1,5 mm спречува корозија во текот на годините на работа. Прилагодливиот температурен опсег од собна температура до 280°C ги опфаќа сите вообичаени барања за секундарна вулканизација за NBR, EPDM, FKM, силикон и HNBR соединенија.

Заклучок: Постојана температура на стврднување значи постојан квалитет на гумата

Контролата на температурата е најважниот фактор во секундарната вулканизација. Ролерска печка за стврднување на гума со PID контрола, ефикасна циркулација на топол воздух и октагонална ротација на барабанот обезбедуваат униформни услови на загревање потребни за конзистентна густина на вкрстена врска низ сите делови во секоја серија. Omron PID контролерите со SSR излез од 4-20 mA, спарени со циркулација на воздух од 3000 CBM/h и изолација од 100 mm, обезбедуваат стабилност на температурата потребна за усогласеност со ISO 188 и ASTM D573.

Операторите кои следат систематски процедури за управување со температурата - претходно загревање, следење на обновувањето, проверка на униформноста и одржување на безбедносните системи - постигнуваат помали варијации во својствата на стврдната гума и поголем принос на производство.