一种木塑线材生产设备及生产方法与流程

本发明属于木塑线材挤出设备技术领域，涉及一种木塑线材生产设备及生产方法。

背景技术

目前，市场上没有木塑材料的专用挤出设备以及生产线，各生产线以及设备的使用都是从一些现有的塑料挤出生产线中借鉴。目前市场上现有的生产线主要是单股线材挤出，生产线生产效率低，无法满足需求量大的木塑线材市场。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种木塑线材生产设备及生产方法，实现两股线材同时收卷，提高生产效率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种木塑线材生产设备，包括挤出装置、冷却装置、储线装置和两组辅机组，辅机组包括牵引装置、切割装置和收卷装置；

挤出装置包括挤出机，挤出机的挤出口安装一出二挤出机头；一出二挤出机头包括主流道镶块、分流道镶块和两个挤出镶块；主流道镶块的主流道出口与分流道镶块的两个分流道进口连接，分流道镶块的两个分流道出口分别与两个挤出镶块的挤出流道连接；一出二挤出机头外套设有一加热线圈；

冷却装置包括冷却水槽，用于挤出线材的水冷；冷却水槽中安装第一导向槽轮，用于对挤出的线材进行导向；冷却水槽尾端设置有风机接口，风机接口上的吹风口与风机的出风口连接，用于对水冷后的线材进行空冷干燥；

储线装置包括储线架，储线架两侧设置有与挤出的两股线材分别对应的储线轮组；

两组辅机组与挤出的两股线材分别对应，木塑料液从挤出装置挤出后，线材依次经冷却装置、储线装置、牵引装置、切割装置和收卷装置完成收卷成盘。

优选的，一出二挤出机头还包括主流道固定块和分流道固定块；主流道固定块设置在主流道镶块和分流道镶块的外周，用于将主流道镶块和分流道镶块固定连接在一起；分流道固定块上设置有用于嵌装分流道镶块的安装凹槽和用于嵌装挤出镶块的安装凹槽。

进一步的，分流道固定块上位于分流道镶块和挤出镶块之间设置有两个固定块流道，分流道镶块的两个分流道与两个挤出镶块的挤出流道通过两个固定块流道分别连通。

优选的，冷却水槽包括依次设置的第一段冷却水槽和第二段冷却水槽，第一段冷却水槽采用温水对线材进行初步冷却，第二段冷却水槽采用冷水对线材进行二次冷却。

优选的，储线轮组包括前后相对设置的第一储线轮和第二储线轮，以及上下相对设置的第三储线轮和第四储线轮。

进一步的，第一储线轮位置与从第二段冷却水槽出来的线材位置对应，第二储线轮的位置与从第四储线轮上出来的线材位置对应。

进一步的，第一储线轮、第二储线轮、第三储线轮和第四储线轮的端部均用固定环定位。

进一步的，第三储线轮和第四储线轮的直径为80-120mm，长度为200-300mm。

优选的，还包括一体机支架，两组辅机组分别安装在一体机支架的两侧，切割装置和牵引装置架空到收卷装置的前端。

一种木塑线材生产方法，基于所述的生产设备，且冷却水槽包括自前向后依次设置的第一段冷却水槽和第二段冷却水槽；包括如下步骤：

步骤1，挤出工况：在挤出机混料完成后，熔融料流经一出二挤出机头挤出后，挤出两股线材，在导向槽轮的引导下进入冷却装置；

步骤2，冷却工况：线材在第一段冷却水槽的40-50℃温水中进行第一段冷却，冷却后经过第二段冷却水槽中20-30℃冷水进行二次冷却，最后经吹风口吹干，进入储线装置储线；

步骤3，储线工况：储线装置进行储线，储线后进入具有牵引收卷切割功能的辅机组进行收卷；

步骤4，收卷工况：冷却储线完成后，左右两股线材分别由左右的切割机进行红外计数切割，最终两股线材同步收卷成盘。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过设置分流道镶块，将一股木塑料液分成两股，从而在生产线一次挤出两股线材，再通过设置与两股线材分别对应的储线轮组及辅机组，实现同步冷却和储线，最后经牵引切割实现同步收卷，相对于现有的单股线材生产线，从源头上提高了生产效率，适合于木塑线材生产车间。此生产线的安装过程无需专业人员操作。

进一步的，分流道固定块上设置有两个固定块流道，利用这两个固定块流道实现分流道镶块的两个分流道与两个挤出流道的分别连通，这种设置一方面是可以缩短挤出镶块的长度，降低其制造难度；另一方面，可以防止由于分流道镶块与挤出镶块之间直接接触而有可能导致的两者黏连问题，便于挤出镶块拆卸更换或维修。

进一步的，将冷却水槽分别两段，先进行温水冷却后再进行冷水冷却，可以保证线材冷却均匀，避免由于直接冷水冷却造成的线材冷却不均匀，及其导致的线材损伤问题。

进一步的，第一储线轮位置与从第二段冷却水槽出来的线材位置对应，第二储线轮的位置与从第四储线轮上出来的线材位置对应，可以保证线材在左右方向上不发生弯折，避免线材发生形变，保证线材质量。

进一步的，储线轮端部用固定环定位，可以保证储线过程不发生错位。

进一步的，第三储线轮和第四储线轮的尺寸相对于现有的储线轮大大减小，因此，可以安装在储线架上，储线架直接放置于地面上，不需要像现有技术中那样将储线轮架在很高的位置，安装更加方便，且本发明的储线装置体积较小，在满足十米储线的要求同时，还节约了占地空间。

进一步的，常见辅机体积小但单机设置，占地空间大，且相互间的配合需要不断的调整，使用不便，而本发明采用一体机的方案将小体积的辅机集中在一体机支架上相互配合设置，实现生产线的高效配合，同时减少占地空间。将切割装置和牵引装置位置架空到收卷装置前端，在减少占地空间的同时，也减少了线材牵引过程轨迹复杂的问题。本发明中生产线的各辅机结构简单，操作简单易学。

本发明所述的木塑线材生产方法，将一股木塑料液分成两股，从而在生产线一次挤出两股线材，再通过与两股线材分别对应的储线轮组及辅机组，实现同步冷却和储线，最后经牵引切割实现同步收卷，从源头上提高了生产效率。同时，将冷却水槽分别两段，先进行温水冷却后再进行冷水冷却，可以保证线材冷却均匀，避免由于直接冷水冷却造成的线材冷却不均匀，及其导致的线材损伤问题。

附图说明

图1为本发明生产线示意图。

图2为本发明一出二挤出机头结构示意图。

图3为本发明冷却装置结构示意图，其中，(a)为俯视图，(b)为主视图。

图4为本发明储线装置结构示意图。

图5为本发明一体机装置结构示意图，其中，(a)为左视图，(b)为主视图。

图6为本发明牵引装置结构示意图。

图7为本发明切割装置结构示意图。

图8为本发明收卷装置结构示意图。

图中：挤出装置10、主流道镶块11、分流道镶块13、主流道固定块12、分流道固定块14、挤出镶块15、冷却装置20、第一导向槽轮21、进水口22、风机接口23、第二导向槽轮24、第一槽轮架25、水槽支架26、第二槽轮架27、储线装置30、储线架31、第一储线轮321、第二储线轮322、第三储线轮323、第四储线轮324、固定环33、一体机装置40、一体机支架45、收卷装置41、收卷盘411、收卷杆412、夹紧块413、牵引装置42、调压阀421、第一电机422、主动牵引辊4231、一从动胶辊4232、齿轮424、牵引辊固定架425、切割装置43、第二电机431、曲柄滑块机构432、切割刀片433、收卷导向槽轮44。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明的设计主要从挤出线材股数的增加出发，设计制造出一条可以一次挤出两股木塑线材的生产线。如图1所示，本发明所述的木塑线材生产设备，包括挤出装置10、冷却装置20、储线装置30和一体机装置40。

挤出装置10选用单螺杆挤出机，单螺杆挤出机的挤出口安装一出二挤出机头。如图2所示，一出二挤出机头包括主流道镶块11、分流道镶块13、主流道固定块12、分流道固定块14、挤出镶块15；分流道镶块13上设有两个分流道，且对应设置两个挤出镶块15，主流道镶块11的主流道出口与分流道镶块13的两个分流道进口相接，分流道镶块13的两个分流道出口分别与两个挤出镶块15的挤出流道相接。主流道固定块12设置在主流道镶块11和分流道镶块13的外围，将主流道镶块11和分流道镶块13固定连接在一起；分流道固定块14上设置有用于嵌装分流道镶块13的安装凹槽和用于嵌装挤出镶块15的安装凹槽。本实施例中，分流道固定块14上位于分流道镶块13和挤出镶块15之间设置有两个固定块流道，该两固定块流道将分流道镶块13的两个分流道分别和两个挤出镶块15的挤出流道连通，这种设置一方面是可以缩短挤出镶块15的长度，降低其制造难度；另一方面，可以防止由于分流道镶块13与挤出镶块15之间直接接触而有可能导致的两者黏连问题，若两者黏连则挤出镶块15很难拆卸更换或维修。本实施例中，分流道镶块13上的两个分流道对称的分布在主流道镶块11上主流道轴线的两侧，且分流道轴线与主流道轴线呈一定夹角，挤出镶块15中挤出流道轴线与主流道轴线平行，且两个挤出流道之间的距离为26mm以上，距离足够大，能够防止两股线材之间黏连干涉。在主流道固定块12和分流道固定块14外套设有一加热线圈，加热线圈设置一个，同时对两个流道进行加热，大大的降低了成本。

熔融木塑料经单螺杆挤出机挤出至主流道镶块11，经分流道镶块13分流至两个挤出镶块15，挤出后，进入冷却装置20。

如图3所示，考虑到挤出后两股线材的冷却均匀，将冷却装置20中的冷却水槽分为两段。第一段冷却水槽采用40-50℃的温水对线材进行初步冷却，第二段冷却水槽为20-30℃的冷水进行二次冷却，第一段冷却水槽和第二段冷却水槽底部设有进水口22和出水口。为保证两股线材冷却的过程中不发生干涉，第一段冷却水槽和第二段冷却水槽中安装多组第一导向槽轮21进行导向，第一导向槽轮21通过第一槽轮架25安装在水槽支架26上。在第二段冷却水槽的尾端设置有风机接口23，风机接口23上的吹风口与风机的出风口连接，用于对水冷后的线材进行干燥，以便于后期的收集。在风机接口23之后还设置第二导向槽轮24，第二导向槽轮24通过第二槽轮架27安装在风机接口23上，对线材进行导向，使得线材自挤出镶块15至第二导向槽轮24的距离内轴线同轴，即线材不发生任何弯折，以避免线材变形。两根线材在导向槽轮21的引导下进入第一段冷却水槽冷却，温水冷却完成后进入第二段冷却水槽冷却，最后再风干，在第二导向槽轮24导向作用下进入储线装置30。

如图1和4所示，储线装置30包括储线架31，储线架31两侧设置有与两股线材分别对应的储线轮组，储线轮组包括前后相对设置的第一储线轮321和第二储线轮322，以及上下相对设置的第三储线轮323和第四储线轮324。第一储线轮321位置与从第二段冷却水槽出来的线材位置对应，使得线材不发生任何弯折，第二储线轮322的位置与从第四储线轮324上出来的线材位置对应，使得线材在侧向上不发生弯折，避免其发生形变。为保证储线过程不发生错位，储线轮外侧的端部用固定环33定位，储线轮左右各用螺纹紧固一个定位环33。两股线材经过储线装置的储线轮进行空冷干燥储线。本发明中的第三储线轮323和第四储线轮324的直径为80-120mm，长度为200-300mm，优选尺寸为φ100×250mm，相比现有的储线轮尺寸大大减小，因此，可以安装在储线架31上，储线架31直接放置于地面上，不需要像现有技术中那样将储线轮架在很高的位置，安装更加方便，且本发明的储线装置30体积较小，在满足十米储线的要求同时，还节约了占地空间。从第四储线轮324出来的线材进入一体机装置。

如图5所示，一体机装置包括一体机支架45，一体机支架45上两侧安装有与两股线材分别对应的辅机组和收卷导向槽轮44，辅机组包括牵引装置42、切割装置43和收卷装置41，切割装置43和牵引装置43位置架空到收卷装置41的前端，线材在牵引装置42的牵引作用后再依次经切割装置43和收卷导向槽轮44进入收卷装置41收卷，经切割装置43上的红外计数装置计数后切割线材，收卷装置41收卷成盘。

如图6所示，牵引装置42包括牵引辊固定架425、一第一电机422、两个调压阀421、一主动牵引辊4231、一从动胶辊4232和两个齿轮424。主动牵引辊4231和从动牵引辊4232的两端均分别转动安装在牵引辊固定架425上，且主动牵引辊4231和从动牵引辊4232相对设置。第一电机422的输出端与主动牵引辊4231的一端通过联轴器同轴连接，两个齿轮424分别同轴套设在主动牵引辊4231和从动牵引辊4232的一端，且两个齿轮424啮合。调压阀421安装在牵引辊固定架425上，用于调节主动牵引辊4231和从动牵引辊4232之间的牵引力。在第一电机422的驱动下，使得主动牵引辊4231转动，在齿轮424的啮合作用下，从动牵引辊4232随之转动，主动牵引辊4231和从动牵引辊4232相向运动，牵动木塑线材运动，由于木塑的熔体强度比塑料要差很多，木塑制品牵引挤出力可通过调压阀1控制两牵引辊间的牵引力的大小。

对于牵引机的设计，目前市场上最为常见的牵引机构为履带式传动机构，牵引速率由两个电机控制，通过电机带动带轮旋转。上下两个履带由两个电机分别控制，可能导致上下带轮旋转速率不一致，导致牵引过程中牵引力不均匀。且由于木塑的熔体强度比塑料要差很多，木塑制品牵引挤出力要控制不能过大，过大的牵引力很容易把制品拉断。同时对于该生产线1.75mm木塑线材，其更易在牵引过程中受损。因此针对于木塑线材的性能，本发明采用胶辊进行牵引，即主动牵引辊4231和从动牵引辊4232均采用胶辊。

胶辊选用聚氨酯胶辊。聚氨酯胶辊具有特高的机械强度和耐磨性，耐老化性和耐油性也十分优秀，常用于造纸、化纤、木材加工、塑料加工等机械，木塑线材作为木材与塑料的混合材料，在牵引过程中对于牵引力的要求较高，因此选用聚氨酯胶辊最为合适。

第一电机422通过联轴器控制齿轮424的传动，由齿轮424带动从动牵引辊4232，两个牵引辊啮合牵动线材，第一电机422采用调速电机，使牵引速率的大小可调。同时齿轮424的啮合传动可以保证两个牵引辊传动速率的同步。

考虑到线材在牵引过程中，所受的牵引力的调节，因此设置了调压阀421，牵引力过大时，扭动调压阀421可以将从动牵引辊4232下压增加两个牵引辊间的压力，以实现对于木塑线材牵引力的控制。

如图7所示，切割装置43包括第二电机431、曲柄滑块机构432、切割刀片433和红外计数器，第二电机431的输出轴带动曲柄滑块机构432的曲柄旋转，曲柄滑块带动切割刀片433做切割往复运动。曲柄滑块机构432在第二电机431的旋转带动下，做往复运动，控制切割刀片433做上下运动，最终实现线材的切割。由红外计数器计数并控制第二电机431的运行，第二电机431控制切割装置43的切割，当达到一定长度后，对线材实现自动截断。第二电机431采用步进电机。

切割装置主要是对收卷完成时，在收卷前对线材进行定长截断。对于切割装置的设计，市场上大多将计数装置与切割装置分开设置，本发明采用计数切割一体机的方案。

切割装置机身主体选用zalsi12，铝制机身更加轻便。切割装置所选刀片材质为高速钢，高速钢的热处理工艺较为复杂，必须经过淬火、回火等一系列过程，它具有高硬度、高耐磨性和高耐热性，满足切割装置对于刀片的要求。

如图8所示，收卷装置41包括收卷盘411、收卷杆412和夹紧块413，收卷盘411由两根支撑杆十字交叉固定而成；每根支撑杆上安装两个收卷杆412，两个收卷杆412分别位于十字交叉点的两侧，收卷杆412与收卷盘411所处平面垂直，且四根收卷杆412位于收卷盘411的同一侧。收卷杆412可以在收卷盘411的支撑杆上做径向的位置改变，从而调节收卷的直径大小。收卷杆412上安装有夹紧块413，用于限制收卷的厚度；夹紧块413可在收卷杆412上做轴向的位置改变，从而改变收卷的厚度。

收卷装置41是整个生产线的最后一步工序，线材经冷却定型后通过收卷装置41收集成卷。对于收卷装置41的设计，市场上所见的收卷盘参数大多不固定，各个生产厂家一般生产线所设置的收卷盘也是根据实际情况进行定制改进，针对于此类问题，本发明设置了一种收卷大小可调，收卷杆412的位置可以根据实际所需直径大小进行调节的收卷装置41。

且现在市场上的收卷装置41只能在一个平面收卷，收卷不均匀。为实现均匀卷曲，因此本发明在收卷装置41前端设置收卷导向槽轮44，该收卷导向槽轮44的轴与第三电机的输出轴连接，且收卷导向槽轮44的轴线与收卷盘411的轴线平行。在第三电机的带动下，收卷导向槽轮44沿轴向做往复运动，达到均匀收卷的目的。第三电机选用贯通式丝杠步进电机，往复运动的范围可根据所收成卷的厚度来设计，通过控制电机的转动来实现。

将切割装置43、牵引装置42、收卷装置41三者合为一体，根据放置顺序，将切割装置和牵引装置位置架空到收卷装置前端，在减少占地空间的同时，也减少了线材牵引过程轨迹复杂的问题。

本发明根据工作要求，其工况可分为：挤出、冷却、储线、收卷。四个工况的操作步骤如下：

1、挤出工况

在单螺杆挤出机混料完成后，熔融料流经一出二挤出机头挤出后，挤出两股线材，在导向槽轮的引导下进入冷却装置。

2、冷却工况

线材在第一段冷却水槽的温水中进行第一段冷却，冷却后经过第二段冷却水槽中冷水进行二次冷却，最后经吹风口吹干，进入储线架31储线。温水优选采用45℃的水，冷水优选采用25℃的水。

3、储线工况

储线架31的主要作用是用于进一步的空冷，同时进行十米的储线，储线后进入具有牵引收卷切割功能的一体机装置40，进行收卷。

4、收卷工况

冷却储线完成后，左右两股线材分别由一体机装置40左右的切割机进行红外计数切割，最终两股线材同步收卷成盘。

本发明在单螺杆挤出机的挤出口安装一出二挤出机头，在分流套的模头接口处，由挤出口熔融木塑料流通过挤出机头主流道，接到分流道上，从而将料流分别引向挤出机头的两个挤出镶块5处，从挤出镶块5挤出，形成两股木塑线材，同步冷却，最后经一体机牵引切割并实现同步收卷，实现一次挤出两股木塑线材的目的，提高生产效率。并且，本发明将切割装置、牵引装置、储线装置三者合为一体，实现了对空间的节约利用。

本发明占地空间小，在生产过程中各个辅机联系紧密，可以高效的完成生产过程，有效的提高了生产效率。

以上详细说明是针对本发明可行的实施例的具体说明，该实施例并非用于限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。