7-2瓶罐玻璃的成形设备

1瓶罐玻璃的成形设备主讲：郭宏伟陕西科技大学材料科学与工程学院2内容提要1行列式制瓶机概述2行列式制瓶机的一般操作3QD6型行列式制瓶机4行列式制瓶机生产瓶罐所产生的缺陷5无合缝线制品（灯泡）的生产6玻璃的冷加工3成形机的种类、使用情况及其发展成形机的种类很多，例如欧文斯制瓶机、自动压吹机、林取机、罗兰特制瓶机、吹泡机、吹胆机、吹杯机、压杯机、行列式制瓶机、海叶式制瓶机以及拉管机、平板玻璃垂直引上机、浮法玻璃生产设备、制球机等。日用玻璃工厂使用的成形机主要有各种制瓶机、压杯机、吹杯机等。欧文斯制瓶机于1905年问世，是最早的自动成形机。该机生产的玻璃制品质量高，但生产率低，不适合普通玻璃瓶的高速生产。目前只有很少的高质量的玻璃制品还由这类成形机生产(青岛崂山玻璃厂)。1行列式制瓶机概述41923年随着滴料式供料机的出现，用此法供料的各种成形机相继问世。如自动压吹机、林取机、罗兰特制瓶机以及吹泡机、吹胆机、吹杯机等。这种类型成形机为了连续装料，模子随工作台一起转动，因此称为转台式成形机。林取机是我国较早使用的自动成形机。它是气动的，采用吹－吹法生产小口瓶。我国仿林取机自制了气动六模制瓶机（相当于林取10型机）。目前我国还有少数小型玻璃厂使用这种成形机，但终将被行列式制瓶机取代。罗兰特S10型制瓶机于1968年首先由西德试制成功，是较先进的转台式制瓶机。它完全是机械传动，适合用吹－吹法生产小口瓶。我国首先从比利时引进了这种类型的制瓶机，然后仿制出DG111型、BLZ10型等几种机型。现在国内有十几台这种类型的制瓶机在运转。1行列式制瓶机概述5行列式制瓶机（以下简称行列机）于1925年问世，国外称为I.S.制瓶机。它具有以下特点：（1）行列机是由完全相同的机组组成。每一个机组都有自己的定时控制机构，可以单独启动和停车，不会影响其他机组。这不仅便于更换模具和维修机器，而且当玻璃熔窑出料量减少时，可以减少运转的组数进行生产。（2）模具不转动，为了连续装料，每个机组都有自己的接料系统或者共用一个分料器。（3）生产范围广，可以用吹－吹法生产小口瓶，也可以用压－吹法生产大口瓶。各机组还可以分别成形不同形状和尺寸的产品（制品的质量和机速应完全一致，料形相近）。1行列式制瓶机概述6（4）使成形的瓶罐获得良好的玻璃分布，尤其是用压－吹法生产的各种瓶罐，壁厚均匀，可以实现玻璃瓶罐的轻量化。（5）行列机的主要操作机构不转动，机器动作平稳，操作条件良好。由于行列机具有以上特点，所以得到了世界各国的广泛应用，成为制瓶机的主流。1行列式制瓶机概述71行列式制瓶机概述照片来自育才玻璃厂8先进的IS型行列机是八组三滴料制瓶机。此机的各机构与EF型八组机相似，但也作些改革，其中最主要的改革是平行开关模机构和强制对流冷却。1行列式制瓶机概述9现在广泛使用的模子开关机构都是铰链式的，随着制瓶机向多滴方向发展，模腔增至三个（三滴料），模子夹钳需相应延长，夹钳动作便不稳定，模子有时关不严。再者模子夹钳加长后，在保证模子具有必须的开度下，就需要有更大的扇形面积，这就必须增加机组的宽度。1行列式制瓶机概述10此外，由于最外一对半模开和闭的位置距离很远，但冷却风嘴则是固定不动的，这便难于使各模冷却均匀。IS型行列机取消了传统的固定风嘴，模子夹钳本身就是气室，冷却空气从夹钳内壁上的风孔喷出，环绕模子外廓流动，对模子实行强制冷却。这一重大改革不仅加速了模子的冷却速度，而且节约了冷却风的用量。所以虽然EF型行列机的生产速度比IS型六组机差不多快一倍，但冷却风用量却基本相同。1行列式制瓶机概述11此外，IS型行列机使用了电子计算机定时控制、自动相位调整的电气同步传动系统，以及带冷却的真空模底。在口钳翻转机构、钳移器、扑气头、吹气头等机构中均使用了稳定的液压缓冲装置。在1976年左右，西德海叶玻璃厂试制成功了一种新型的海叶式制瓶机。它生产的瓶罐壁厚可减小到1mm，是生产轻量瓶的理想机器。1行列式制瓶机概述12海叶式制瓶机的技术特征如下：（1）采用转台式，使料滴直接落入初型模中。（2）小口瓶和大口瓶都采用压-吹法成形。（3）适应性强，可以生产重量级的、轻量级的和超轻量级的瓶罐。（4）使用一个初型模和两个成型模，单腔产量高，这一点是其他任何制瓶机都无法比拟的。（5）初形在转移过程中重热时间充足，并能进行调节。（6）初形从初型模向成型模转移不需要翻转。1行列式制瓶机概述13（7）玻璃与成型模接触时间和与初型模接触时间有合适的比例。（8）瓶罐在整个成形过程中一直由口模夹持。（9）均匀地冷却所有模具。（10）采用了小型电子计算机控制，可以先把经验丰富的工程技术人员在一台制瓶机上试验出的最佳作业程序数据记录在磁带上，然后在其他台制瓶机上准确的重现。这就大大精简了调节工作，并保证产品质量稳定。1行列式制瓶机概述142行列式制瓶机的一般操作行列式制瓶机成型原理是利用在高温下玻璃液的粘度与表面张力随温度变化这一特性，通过机械作用和压缩空气的压力(有时还有真空作用)，完成制瓶口初型成型三个步骤，制成玻璃瓶罐。15既是机械生产过程，又是热工过程。玻璃料性需短性料，含CaO高。国外11%，国内9～10%。对小口瓶、大口瓶，瓶口要密封，瓶口很重要。3QD6型行列式制瓶机16工艺操作过程:QD6型行列机是气动、单滴、六组玻璃瓶罐自动成形机。其工艺操作过程如下。吹-吹法制小口瓶(1)装料(导料机构和漏斗机构P195)料滴经接料机构接料勺、流料槽、转向槽、漏斗至初型模内。初型模倒立,且上口大,漏斗已落到初型模上,为防止料流入压吹机构,芯子已插入口模。应调整料滴形状与初型模内腔形状相适应，以便料滴顺利落到初型模内。3QD6型行列式制瓶机1718（2）扑气（扑气机构,顶芯子机构和冲头机构P200）料滴落到初型模后，扑气头立即落下，扣到漏斗上进行扑气。使料滴压入充满口模，形成瓶口外表面（螺纹口、王冠口），芯子形成瓶口内表面和倒吹气气穴。气穴应处于瓶口中央且十分对称，否则瓶壁厚不均。扑气应在装料一完成后立即进行。料滴越大，扑气时间越长。过短瓶口不足，过长瓶口处过冷，易出现炸口，且初形下部过冷，呈现皱纹或造成瓶中部断腰严重。可采用瓶口抽真空辅助。如QD6A，QS6-14机。3QD6型行列式制瓶机19(3)倒吹气扑气完成芯子立即由口模退出，料泡头部内孔表面重热（瓶口气穴重热）。有利于将料坯倒吹成匀称的初形，芯子退出给倒吹的压缩空气让出通路。同时扑气头迅速离开，漏斗返回原位，接着扑气头迅速返回压在初形模上做初形模底。倒吹气开始，压缩空气由下方压吹机构通过芯子和套筒间隙吹入气穴，料坯吹成初形。倒吹气停止后，初形模打开。3QD6型行列式制瓶机20倒吹气应在扑气头封底后尽早进行，可使瓶身皱纹减少。适当延长倒吹气时间可达较高机速。这是由于成形中玻璃在成型模内散热量占总散热量的大半部分，成型模工作时间比初型模要长，形成初型模等待成型模的情况，初型模利用率不高。延长倒吹气时间，成型模内需散失的热在初型模内先散失一些，就可提高利用率，提高机速。但有一限度。3QD6型行列式制瓶机21(4)翻转(模具夹具及模具开关机构,口钳机构P205)初型模打开后，初型被口钳翻转机构在垂直平面内，由初形模翻转180°至成型模，由倒立成正立。成型模关闭将初形放在成型模中，口钳又返回初型模下方，后初型模合拢，芯子上，开始初型模下一周期。初形翻转速度不良会直接造成玻璃在初型中分布不对称。速度过慢，在前90°翻转中初形因重力作用变形太大；速度过快，玻璃料涌向初形底部，且因离心力作用偏向一侧。这样的初形使成形后的瓶子偏底，厚底，瓶壁厚不均。3QD6型行列式制瓶机22(5)重热与延伸指倒吹气、制初形后至正吹气开始之前的时间间隔。玻璃导热性能远低于金属，初型模与玻璃接触后，造成表面层与内部温差，倒吹后整个初形除瓶口与口模接触（正吹前也有重热）其余部分仅与空气接触，由于空气靠辐射和对流导热，初形的散热大大低于在模具中的散热。内层较高温度处的热量使玻璃表层温度又重新升高。该现象称为重热。3QD6型行列式制瓶机23实际检测得知，表层1mm以外有重热，以内则无。重热有助于玻璃在成型模中的均匀分布，消除表面皱纹。（翻转过程中，初型模一侧会造成初形下沉，成型模一侧会造成初形伸长、变长）。在成型模内由于重热及重力作用，初形会延伸，因而设计初型模腔时应考虑初形的延伸量。3QD6型行列式制瓶机24(6)正吹气及初冷(正吹气机构P212)初形重热后，正吹气头立即落下扣到成型模上进行正吹气成形。有些行列机由模底抽真空完成，或抽真空辅助与正吹气共同完成。成形过程中玻璃与成型模接触而散失较多的热量，因而成型模的冷却风足够有利于机速提高。3QD6型行列式制瓶机25正吹气压力应与瓶子重量与形状相适应。成形大瓶子时，正吹气压力应小些。由于大瓶子需要与成型模足够长的热交换时间。过分冷却易造成炸瓶。正吹气时间是整个制瓶周期内各步骤中最长的，这是为瓶罐成形后能固形。正吹气头上还可装内冷却管，使瓶子成形中形成的热气流可以吹去，带走热量有利于机速提高。3QD6型行列式制瓶机26(7)钳瓶（钳瓶机构P214）瓶罐固形后，成型模打开，钳移器驱动钳瓶夹具钳瓶，将瓶子移至冷却风板上冷却。(8)瓶罐再冷与拨瓶（其它机构联动）瓶罐在冷却风板上再冷却，进一步硬化后，由拨瓶机构拨至输瓶机构输送。3QD6型行列式制瓶机273QD6型行列式制瓶机行列机大口瓶压-吹成形(1)装料装料前冲头插入口模内处于“装料位置”，以保证在压制前料液不进入口模，并使料滴顶部保持在封底线以下。28(2)冲压装料后，漏斗立即复位，扑气头（闷头）做封底迅速落至初型模上，冲头随即开始压制冲程，玻璃把口模，冲头、初型模形成的空间形状充满，当冲头处于压满位置（比压制位置低一点）时，冲头压制冲程完成，初形与瓶口形成。冲压应尽早进行，且压制用空气压力也尽可能小些，以避免瓶口冷裂。3QD6型行列式制瓶机29(3)“初形”吹胀冲头完成，冲头降至翻转位置，此时再用压缩空气将压制的初形吹胀一下，以防止初形的塌陷变形，这在扑气头移开，成型模打开时进行。以后的步骤与吹-吹法相同。(4)翻转;(5)重热延伸;(6)正吹气;(7)初冷，拨瓶。3QD6型行列式制瓶机30(1)分类瓶罐缺陷类型繁杂，其出现的频率与所用检验设备及其运行情况有较大关系，但各种缺陷还是有一个大致比例。缺陷分类方法：A、按产生缺陷的工序分：①玻璃缺陷：结石、条纹、气泡、析晶及应力缺陷②成型缺陷③退火缺陷④运输包装缺陷。可归口管理，便于及时采取纠正措施，但就某一特定缺陷究竟是哪一工序造成，则需费时间和精力研究才能确定。4行列式制瓶机生产瓶罐所产生的缺陷31B、按缺陷对瓶罐使用的影响分类有害缺陷重要缺陷次要缺陷造成人身危险，使灌装线损坏瓶子不能使用，有损瓶子功用达不到全面质量要求，但无损瓶子功能小口瓶瓶体内有玻璃丝，瓶口内径变小局部壁厚、形状、高度直径不合规定;裂纹瓶子不干净;玻璃体有条纹;玻璃有气泡;装运中有磨碰损伤大口瓶毛刺；玻璃碎渣；瓶口破损；瓶底歪斜裂纹;形状高度直径不合格;瓶口瓶盖不配合瓶子不干净玻璃条纹小气泡4行列式制瓶机生产瓶罐所产生的缺陷32C、按缺陷的特点分类①集中缺陷：结石、气泡、节瘤、玻璃颗粒等。②尺寸缺陷：尺寸形状、厚度缺陷。③畸变缺陷：厚度分布、光学性质、表面轮廓。④表面缺陷：裂纹、皱纹、划痕等。⑤物理缺陷：内应力、热稳定性、耐压强度等。与自动检验设备直接相连。4行列式制瓶机生产瓶罐所产生的缺陷33分析各类缺陷比例：玻璃缺陷4%成型缺陷74%（其中瓶口24%，瓶颈、肩11%，瓶身28%，瓶底11%）尺寸公差缺陷8%退火包装缺陷14%可见成形中缺陷是大量的。4行列式制瓶机生产瓶罐所产生的缺陷34(2)成形缺陷五大类①玻璃分布缺陷：瓶子外廓形状准确，但各部位厚度不均匀、不适当。某部位该充满而未充满的，或称瓶口不足，薄厚不恰当；②变形缺陷：瓶厚分布虽匀，但瓶子成形后发生塌陷、弯曲、鼓凸、凹陷等形变，或因模具配合不当，使左右半模错位造成畸变。4行列式制瓶机生产瓶罐所产生的缺陷35③裂纹