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[转帖] 聚氨酯鞋底

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发表于 2006-12-20 17:49:23 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国广东汕头

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聚氨酯鞋底
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一、什么是聚氨酯?
4 @2 J& ?" {2 L/ e% [( |6 S6 _& h4 c; F& I
是聚氨基甲酸酯的简称,是在高分子主链上含有许多重复的氨基团的高分子化合物,由异氰
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+ _! y) Z- D9 y) y  Z. a# Z3 o酸酯与多元醇化合物通过化学反应而成。* F4 J, r! Z; L+ _$ {
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二、什么是鞋底用聚氨酯?
' X# l. K8 [! c, k4 k
7 A- W: {9 a5 T0 {; L鞋底用聚氨酯是介于橡胶与塑料之间的微孔弹性体,是含开孔的微孔弹性结构,泡孔直径0.01~0.1mm,自由发泡密度0.25~0.35,(成型密度0.3~1),通常有1~2mm自结皮,具有优越的回弹性和很大的能量吸收能力。
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三、为什么说聚氨酯是制造鞋底的理想材料?+ l+ B' o' X) e5 @- |

6 U! g: x9 O0 s* t8 E9 Z1、聚氨酯鞋底具有轻柔、保暖、耐油、耐曲挠、耐磨等特点,比橡胶耐磨6倍以上,可按使用要求在很宽范围调节它的密度与硬度,可制成双色(双密度)的双层鞋底,下底为微发泡的高耐磨工作表面,内底为穿着舒适的弹性泡沫。9 D0 _/ R1 o. J3 A* D0 z
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2、极轻,比重仅0.3~0.8,比常用的鞋底材料轻很多,对要求耐冲击、防穿孔的厚底鞋更合适,
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3 x) z' L7 \7 j3 l全世界安全防护鞋(劳保鞋)中15%采用聚氨酯(PU)鞋底。( v2 R% w! Q1 ^( @* {1 p

  V/ ?1 [  I0 T/ H$ b/ [# F3、模具要求较低,制作方便投资节省(发泡时对模具压力较小,仅0.14~0.2Mpa)。9 ]- r- B! T) U4 M) W- W
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4、成型方法简单可靠,既可生产鞋底亦可生产连帮鞋,(PU底和各种面料的粘接力特强)品种及产量变化灵活,适合于现代工业生产。/ ~' v4 y+ X% z! S( `9 ~
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四、生产工艺流程怎样?9 j$ m$ ^1 n  _3 f; ]: h
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A、B组份原料在原料预热烘箱中完全熔化,按要求在A料中加入C料(催化剂)及色浆,分别加入鞋底成型机的原液罐中,按配方要求及浇注量分别调节好两个组份(A1与A2及B)的计量泵转速,两组原液在混合装置中经高速搅拌混合均匀而发生化学反应,将混合料浇注在鞋模中(由鞋模型腔大小来调节电脑程控器所设定的浇注时间),加盖后鞋模送到环形生产线烘道使之加热熟化(生产双色鞋底须固化后再浇第二次),固化后的PU鞋底经脱模、修边、整理和检验即为成品,鞋模喷脱模剂后再送去浇注,整个生产周期可按原液的熟化要求来调节生产线的速度。5 r0 |  F! P6 z- q$ e9 K1 W
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五、生产PU鞋底(连帮鞋)要准备什么条件?& k; T* ]" Y& X* R/ G  F8 X

$ ?* @; F* x% ?1、 生产场地:宽8m,长20m,约160m2,相应的原料、半成品及成品仓库,由于设备较轻,
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$ o7 F* _; n6 u% I- \占地面积较大,故可安放在楼上(为了安装及移动方便,设备无地脚螺钉)。若生产PU鞋底应有喷漆场所;若生产连帮鞋,则应增加缝制鞋帮及定型的设备与场所。
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2、 材料:原料应常备0.5~1吨左右,A料每桶18kg,B料每桶20kg,C料虽用量很少,因不易变质,可准备10kg左右。另需准备脱模剂50kg,清洗剂(二氯甲烷)一大桶及色浆若干。
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8 }7 g7 O& Z1 ?" I. W' |! G# E3、 电量约50kw左右,若生产线烘箱不用电加热,则需电量约20kw左右。+ k# C: w9 e$ n6 {' u& F2 r

2 J1 L2 `! l6 V4、 空气压缩机壹套(输气量0.6m3/min,气压0.6~0.8MPa,功率5.5kw)作主机气源及喷脱模剂之用。
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六、成套的生产PU鞋底(连帮鞋)设备(飞龙20型)包括哪些部份?0 d& d- K% c8 J: s" j/ B
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1、原液预热烘箱(F36型)
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可预热36小桶(18~20kg)原料,前后开门以便于按时配料,加热温度恒温自控,设有热风循环装置(外形尺寸:1250×1300×1800)。
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2、矩形生产线(HT60型)
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# J  n: M" M$ \" ^) \4 k设有60个台车,烘道长10m,(加热温度自动控制)模具运行线速度无级可调。. ^+ B, Q1 v, g8 y7 w1 c% ?) [/ g
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(外形尺寸:16200×1860×1300)。# j+ _1 |1 I# r: P# `/ ~: s
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3、双色精密鞋底成型机(PU30F-X)4 m+ K5 w3 f6 a

3 L! n5 L# _3 H0 c# M9 {可生产双色(双密度)鞋底(连帮鞋),是保证制品的高正品率和设备低故障率的关键。
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- z$ I5 z; ^# S" S6 z# Y: I$ ga、料罐:两组三罐(A1、A2和B),慢速搅拌与加热夹套的不锈钢料罐(加外保温层)使A、
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6 k7 L7 j" w0 j5 K: [8 _9 t# _B原液保持恒温稳压。, ~$ `8 n1 S1 v3 X/ |! f: H! T

+ m. Q9 k0 \# x3 V9 o3 v# `b、计量装置:是决定次品或废品的关键:混合比超过原料的配方要求可能产生废品;总浇注量
2 S- n  r: \+ R! L
4 @' }; W: \& @" G; w0 z误差过大可能造成次品。A、B两组分别由过滤器、低速高精度计量泵、调速电机、系统压力测定(压力表)、流量测定与调节(转速表)等组成。# U" Z. A# m5 |) S& L- O

- Y* p* K( d. e3 }! I& J3 P& {' a! yc、混合装置:是低压发泡机的关键部件,其要求是:使A、B原液在极短时间内混合均匀;保3 ]: M: p6 B3 M2 @7 R% R

4 o- w6 |1 H; R. Z7 M证在混合过程中混合比始终不变,不产生初喷差与终喷差;系统不漏气、不漏料;搅拌轴端密封可靠、不倒料;清洗可靠、稳定方便。“回流”←→“浇注”采用转轴式变换,清洗液从出料孔中同步进行,永不堵塞,因转轴与伐体采用高精度无密封件配合,既转动自如,又不漏料,故使用寿命特长,维修简单。由三位气缸控制A1、A2和B料的回流或浇注及清洗。因浇注或回流时,清洗处在关闭状态,可保证不漏液、不倒料。
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! ]- ^) n4 B2 ]7 i* b2 od、控制及电器:温度、压力、流量(计量泵转速)均选用高精度数字仪表,电器元件采用出口) `" m' q2 a8 N  W

% t4 \# ^8 ]) n. S3 Q, Q( G型西门子系列,精确可靠、性能稳定。新型的电脑程控器控制浇注量:可设定99种不同模具的浇注量,自动控制液洗和气冲,可大大节省清洗剂用量。: P  C: K/ r/ S6 |& u# G+ h% L
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七、为什么聚氨酯鞋底(连帮鞋)近几年国内才能大力发展?
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1、认识问题:聚氨酯是新颖材料,近年国外进口的中、高档鞋都用聚氨酯材料,生活实践中亦证明了它的卓越性能,才使大家认识到生产中、高档鞋应采用聚氨酯(PU)材料。2 H6 H1 e  ]+ C8 h) {
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2、原料问题:以前国内仅烟台可供应聚氨酯鞋底原液,价贵且供不应求,现因开放改革及市场
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经济的促进,国内已有很多家供PU鞋底原液,质量完全过关,售价比以前大为下降,温州华丰公司日产量即超过二百吨。
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) h6 a0 e* G  g& ?3、设备问题:进口设备价格昂贵,结构复杂,操作及维修要求较高。国产设备经过近十年的不断创新与改进,已达到了生产结构先进,投资很少;可保证长期稳定生产。1 U7 z, T5 m, j2 y  u7 b4 g% M
" p, M. Q" _, z" g
八、保证聚氨酯鞋底正品率有哪些因素:( ~7 p4 R% f9 v1 s0 T
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1、合格的原料;
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6 ~  v1 v$ C) M2 p6 D+ y2、合适的设备;
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: |9 x2 _) n7 t4 C: D2 F6 L% K3、合理的模具;
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4、正确的操作。
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& x+ o0 \7 E# S( Q( b0 Y* }* s九、什么是合格的聚氨酯鞋底原料?
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0 J2 v, Z# ~( |$ O7 ?) Q6 \9 F5 B为了保证制品的正品率,得到圆满的化学反应,要求两个组份粘度要相近(亦可由料温来调节)混合比接近1∶1。这样容易达到精确计量及混合均匀。为了达到以上要求,目前国内外PU鞋底原液都采用半预聚体工艺:A组份为聚酯多元醇、发泡剂、扩链剂、匀泡剂及催化剂(作为C组,在使用时加入A组份)等的混合物;B组份由部份聚酯多元醇和异氰酸酯先反应(预聚),控制异氰酸根,以求在反应发泡时速度较易控制。$ G# }: I  e. M9 o! e
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高质量的PU鞋底的主要性能指标:
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; z- d: k+ l& A6 e撕裂强度≥3.5Mpa 磨耗≤300毫克
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; c; I7 r7 _/ T0 H3 x屈挠疲劳:30万次裂痕 脆化温度:-25℃- R' r4 y5 Y" E7 c% ~3 u( H& _
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十、什么是合适的设备?
# p: Y; {+ B. ~3 C, [9 Z
. A; q5 b5 E& m2 B7 L! ~结构先进、性能稳定,计量精确、混合均匀;控制灵敏、清洗可靠;操作简单、维修方便;品种变化灵活、产量可大可小。
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十一、什么是合理的模具?% Q2 {: A$ R8 `! H+ B
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1、尺寸:鞋底成型后基本上无收缩,加工模具时可不放余量。
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& L% k( P4 W) h% U) g2、强度:发泡压力不大,模具强度可按0.4Mpa计算。! T7 \; U' k: l1 |* G  Z
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3、花纹:不能太深,要求圆角过渡不能有锐角,不得与鞋底折弯方向一致,要求便于排气。  O& F; h" b  V( u/ M( Z
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4、结构:一般应采用开模浇注,合模面或几层模板的组合面要考虑排气顺畅而基本不漏料,锁模迅速。
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# ?) J9 W$ U. x% ?8 ?% r6 R十二、什么是正确的操作?
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根据原料及模具,在深入了解设备性能和结构的基础上,参照操作说明书要求,制订出相应的工艺条件和操作规程。当原料、模具、原液压力、料温及混合比变化时能熟练调整,出现不正常现象能正确分析与及时处理。
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十三、鞋底成型主机为什么有二罐机?三罐机和四罐机?
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2 W  m1 G7 @+ i( Q. `; N因为聚氨酯鞋底是两组原液通过化学反应而成的,为了生产两种颜色(或密度)的鞋底(连帮鞋)就要求有两种不同颜色(不同成份)的A料(A1或A2)与B料反应而成,就需要A1与A2等两套料罐、计量泵和能变换双色的混合装置,这就是三罐机。同理生产三种颜色(或密度)的鞋底(连帮鞋)就需三套A组份,就称为四罐机。目前以三罐机最实用,因A组份增多而混合装置仅只一个,每增加一个A组份即要增加两条料管(进料管与回流管),则使机构复杂、操作不便、维修困难,故目前只能生产出三个A组份的四罐,再增加组份就不实用了。
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# g* t3 B' o! q# C& T十四、为什么要求较高的聚氨酯设备都采用“回流――浇注”流程,而不采用“直通”流程?
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“直通”流程:由料罐经过过滤后的A、B原液分别由计量泵按配方要求输入混合装置,混合均匀即可浇注。其优点是流程简单、不需要回流管,常用于要求不高的场合,如聚氨酯硬泡喷涂。
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/ c: C' H& B2 Y( Q' j“全回流――浇注”流程:由A、B计量泵输至混合装置中,由同步切换开关控制,浇注时使A、B料全量进入混合腔,在高速搅拌的混合头作用下混合均匀后即可浇注;若停止浇注则切断A、B料进入混合腔,而全部回流到原来料罐。通过调节进料压力与回流电压力,可使浇注时保持恒定的混合比,不会造成刚开始混合或混合结束时混合比(瞬间配比)变化,而产生次、废品,可大大提高制品的正品率。9 J' P1 L" |" q: C2 A" O
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 楼主| 发表于 2006-12-20 17:50:51 | 显示全部楼层 来自: 中国广东汕头
十五、飞龙机:双色精密鞋底成型机(PU30F-X)有何特点?
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1、料罐结构先进:目前都使用聚酯型聚氨酯鞋底原料,常温下为半固体,必须要加热熔化后才
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能正常使用,故原液在料罐中应保持在40~50℃,大大高于室内温度,在不锈钢内胆与加热夹套外面增加了保温绝热层,起恒温节能作用。罐盖经机床加工,提高了搅拌装置的同心度,改短了搅拌轴,保证了搅拌平稳与轴封密封可靠,以防停机时水气侵入使原液变质。  `' l, {' o" G8 ~% c
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2、提高了计量泵的精度:选用低速超精密计量泵,(转速30~130转/分、耐压10Mpa、耐温300 ℃),由于泵的转速愈低,其内泄漏就愈大,要达到要求的计量精度(误差 <±0.5%=就要求泵的加工精度很高,超精密计量泵由高级合金钢在恒温条件下精密加工而成,所以当原液的压力、温度或粘度波动时,两组份的计量及混合比极小变动,就可使制品正品率大为提高,且因转速较慢,可延长泵的使用寿命,改善泵的密封及润滑条件。
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6 Z& y+ Z4 T" R/ S2 H3、混合装置结构紧凑、功能完善、简单实用、维护简便,由三位气缸及转轴式开关来切换“浇注”、回流与清洗及瞬间切换不同颜色,性能可靠、工作稳定,采用特殊的密封元件可防止搅拌轴端倒料。采用经过不断改进又长期实践的新型混合头高速搅拌,达到混合均匀,费料最省。/ @7 h; l$ q3 k; p

- N4 F3 x% @# B2 R! E4 _2 N4、控制灵敏、使用方便:料温数显自控,原液压力及计量泵转速数字显示,采用新型的进口原件电脑程控器,可控制99种浇注量及自动清洗。
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" {- g  X; m7 [2 E2 f8 y5 F' B十六、各种聚氨酯鞋底主机情况如何?; k& v4 a5 ?* D% U3 g! F' w0 R$ {

: x- O6 j2 d4 [- I8 e  G/ T1、进口机与国产机比较:: }1 k& b2 \8 u1 ]7 i9 _' S

3 j  {3 P9 z1 U+ S% U9 Q) c6 H进口机性能较佳,结构复杂、售价较高、对操作人员的要求亦较高。国产机经过近十年的改进基本上达到了经济实用的要求。0 O$ b6 J1 d* ]. X! W) M) q; r

% ?( N. x* w1 p6 k6 @5 g2、几种温产机的比较:
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) j9 X' V8 S5 ~9 p- [几年来温州生产的PU鞋底机产量占全国90%以上,性能基本相似,主要都由料罐、计量混合及控制等四部份组成,以仿制者居多,创新者较少。现比较如下:, l, M0 L" i" @4 N/ U1 k

3 u' z; A7 x5 B" H+ u0 T9 ](1)料罐:
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a、 外保温层:大部分厂家为制造方便,省工省料在料罐的加热夹套外面不加保温层,造成能源浪费,迫用户自己要加上保温层。
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0 X; F" V6 o; b$ A, k# C- ib、液面及罐内观察:大部分厂家在料罐侧面设有视镜或玻璃板液面计,以了解液面及罐内情况,但聚氨酯原液会粘接和结皮,生产一段时间后玻璃不透明了就造成使用不便,较理想的办法是盖上设灯镜与视镜,使罐内情况及液面看清楚。( z3 I) g# X; _$ {8 I+ i

7 b7 `9 A. q6 F( fc、罐盖采用凸盖或平盖;聚氨酯生产的早期,因原料的粘度较高,必须要往罐内加氮气才能保证计量泵的正常供料,当时的料罐为受压容器,故必须设计成凸盖。现在因原料粘度降低及生产工艺的改进(可由升高料温来降低粘度),故目前生产时料罐可与大气相通,仅要求停车时密封性能较佳,不使大气中水分进入罐内使原液变质,现用的料罐为常压容器,可采用平盖(目前国内外较先进设备亦采用平盖),其优点是可将搅拌的轴封装置,焊后整体上机床加工,提高了同心度、保证了密封性,且搅拌轴改短后其运转更平稳。
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d、料罐加热夹套内导热油循环:采用油泵强制循环或采用自然循环,其目的都是使料温误差较小,加热平稳。早期的进口或国产设备都曾采用加热油循环系统,设了油箱、油泵、热交换器及制冷机。而生产实践中发现系统复杂后以致故障大大提高,且对调温精度提高并不显著,因生产工艺及原料的改进,对料±1℃即能满足要求,故应采用简单实用的方法,以保证正常生产。
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(2) 计量部份:各厂流程大同小异,计量泵选用各不相同。% r; b8 ^& q! k

" o% ]0 `2 G' P: G9 U7 j①、计量泵:; h* ^( O/ x& N: _' c

% t6 s1 x) l/ z$ c/ P% |a、 高速计量泵,常用BB-B型摆线齿轮油泵,转速为200~1000转/分或130~660 转/分,这种泵精度较低,价格便宜,靠提高转速来减少泵内泄漏,只能达到较低的计量精度,当原液的温度、压力或粘度波动时,对计量影响较大,可能影响混合比而造成次品或废品。
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b、中速计量泵:比高速泵精度大为提高,转速为60~300转/分,计量精度亦有所提高。- n" I+ o1 f5 f$ @
( U% W0 @, @+ @4 a$ H, ^8 b
c、 低速计量泵:转速为30~130转/分或40~200转/分,由于转速较低,为减少泵的内泄漏量,必须要提高材质及加工精度(用高级合金钢在恒温车间加工而成),实践证明对提高制品的正品率有利。可延长使用寿命,改善轴密封。2 U9 d1 |8 r  E& i* R
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②、传动装置:都选用MB系列行星摩擦式机械无级变速机,对低速泵需再加一级齿轮传动,由于计量泵不需经常调速,一般都采用手动调速,如为用户需要亦可配置闭环控制的电动调速。5 Y9 z' w9 K9 w+ Y; q
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③、转速表(数码显示测速仪)各厂基本相同。8 H5 m) U5 u2 z; _3 K( K! v! U

6 a" n2 C- H0 y2 m% t7 z; s- s0 D(3) 混合装置:型式:目前国内外主要有三种型式:
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8 ]4 P* c1 {+ e7 Pa、 高压冲撞式:利用高压高速液流冲撞混合,由推杆刮净混合腔,不需清洗剂,只能用于浇注量较大的聚氨酯设备,尚不能在鞋机上应用。
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b、高速螺杆式:由高速(15000转/分)锯齿形螺栓使A、B原液混合,推动高速锥形螺杆刮净混合腔,不需清洗剂,目前进口连帮机普遍采用,对材料、热处理及加工精度要求极高。国内虽已仿制,但性能无法达到,尚不能长期稳定生产。
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c、低压搅拌型:来自计量泵的A、B两组原液经过切换伐及节流片进入混合腔,在混合头的高速搅拌下,使其混合均匀后在出料口排出。主要有下列部分组成:
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- K. ~6 j% q& ~$ @8 F  k?、切换伐:变换浇注、回流或清洗状态。3 N: u8 m* b& u! W& t
# V+ O3 z, j3 G6 Y* b9 j
(a)、转轴式:目前温州各厂较多采用,结构简单、性能可靠、要求制造精度较高、清洗剂由出料孔同步清洗、不易堵塞、由三位气缸控制它的不同状态。
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(b)、针伐式:仿制德国连帮鞋机,结构稍复杂,对操作要求稍高。
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0 s7 n! c4 o. l: M?、节流片或节流螺钉:以其钻孔大小来调节浇注压力与回流压力平衡,以消除初喷差与终喷差,使A、B原液均以高速射入混合腔,为均匀混合创造条件。各厂大同小异。* V! R% L" ~4 q  U5 Q

% k5 X% z/ ?# h8 l3 o% p3 S& S?、混合头:各厂均采用低炭钢制叶片式,只是长短各不相同。- E' p6 ]7 H, ~% s3 A

. P' `$ O( F- Z/ V1 s(4) 控制及电器部分,各厂均大同小异,各有其优。
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总之:以结构简单、方便实用之宜。
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十七、对清洗剂有那些要求?
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3 A% l/ ^* x/ U5 m+ ?1 b1、能溶解聚氨酯。
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2、能挥发(清洗后表面不残留)。
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3、对人体无毒,对环境不污染。% r3 j+ W  W" J! @  P
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4、不易燃,以前曾以丙酮作清洗剂,因易燃而发生多次火灾。0 ~, X# E/ ~7 ]( A
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5、对氟橡胶不太腐蚀,(以防破坏密封件)。, }& r5 m. t9 w
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十八、如何防止断底? : s/ Z. n2 z4 V! f* Y
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1、 原料方面原因:国内或国外都因聚氨酯原料不佳,大批量的断底造成退货。不但赔底还要赔 鞋,而造成几百万元的损失,八十年代上海曾因断底而禁止采用聚氨酯鞋底。经过这些年的不断改进与实践,目前国产原料技术已完全过关,因原料而产生的断底事件已很少发生。如原料选用不对,硬度过硬,使用气温过低等。若原液的可调范围太宽或太窄,不易找到中心配方(最佳配方)亦易断底。2 P  z' F+ T  b$ h, s) C" i+ J
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2、 模具方面原因:如锐角或沿折弯方向花纹过深等。
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9 u- k8 b) E) N) ?- V% q1 r3、 设备或操作方面原因:
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(1) 模温:预热和熟化时模温以35~40℃为宜,过高则反应过快,易溢出,底面易产生裂纹,成型时会产生“窝”;模温过低,则反应不良,不能充分发泡,表皮变厚。
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(2) 总浇注量不合适,一般原料乳白期约8~10秒,浇注时间以不超过5秒,否则影响混合料在模腔内的充满和反应。
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(3) 供料不足而影响混合比的变化:供料充份是计量准确的前提。造成供料不足的原因:原液粘度过高,影响计量泵吸入,可由提高料温来降低粘度或料罐内加干燥的压缩空气(<0.5kg/cm2)以便于计量泵吸入;计量泵的进口管路不通畅,由于进口管中原液流速较慢v=0.5~1m/s,故较易结壁,应适时清理;过滤器堵塞,使过滤面积减少,应经常清洗(要求每天或每班一次)。
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(4) 混合比误差:未调到中心配方的最佳位置,当计量泵输送或混合装置变换等造成计量误差,就可能超出了中心配方的允许范围。; d; M' M* E9 A2 Y8 \
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(5) 料温变化过大:尤其当二组份不同时加料,新加原液温度较高,因料温相差过大,造成配比误差。
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& r5 u3 z2 p$ i9 a0 }(6) 脱模时间过早或C料(催化剂)不足:混合料在模具中尚未完全反应和初步固化,此时脱模就可能产生裂纹或断底。, Q! N7 V8 ?2 a3 T* B8 `
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(7) 瞬间配比与要求的配比不符:由于A、B两组原液的粘度和流量各不相同,当由回流转为浇注(或由浇注转为回流)两组压力不同造成流速不同,使其配比变化,常用调换注入孔大小不同的节流片,使得瞬间配比与要求的配比基本相同。
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(8) 为杜绝断底,操作时因注意:记录并观察各仪表上参数(如压力、温度及转速等)的变化;分析其变化的原因及可能产生的后果;经常检查鞋底飞边的强度,如变酥则可能配比有误,应即停机检查原因;定期浇注试杯,“长杯”浇3秒,(看总量的配比与混合情况),“短杯”浇0.3秒(看瞬间配比与混合)。
发表于 2007-2-1 17:41:28 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏徐州
楼主说的很 详细  可以开个生产车间了
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