12章热压机080406

第12章热压机•教学目的要求：了解热压机的分类和用途，熟悉多层压机和单层压机的结构，掌握热压板、加热系统、加压系统结构和工作原理。•概述•热压机是人造板及二次加工关键设备，具有高温高压、生产率高热压周期短的优点。1）发展史：上世纪30年代多层热压机（50年代同时闭合装置）70-80年代大幅面单层热压机和新一代连续式压机.2）*世界人造板压机发展趋势a.胶合板热压机向超多层和超高速发展;b.刨花板中纤板压机向单层连续、大型高精度发展;c.人造板压机出现新型蒸汽喷射热压法;d.其他主要技术进步---覆贴热压机实现高速短周期；工艺自动控制；热源趋向采用过热水、导热油等。•3）压机加压、加热介质——加压一般用油（压力不高时也有采用水和气体）为介质；加热通常采用饱和蒸汽、热油，也有采用热水或电加热等。过热水和导热油特点：作加热介质热容量高、温差小、热耗低。•4）压机的结构类型•按工作方式不同分2类:•周期式压机（分单层、多层）；•连续式压机（有挤压机、辊压机和平压机）。•*根据板面单位压力分3类：低压（1-2Mpa如普通胶合板、覆贴板压机中压（2-8Mpa，如刨花板、中纤板压机）高压（8Mpa以上，如树脂层积板、木质层积材压机）•国家标准分成9种：代号“BY”，如框架式、柱式热压机、挤压机、预压机.加工幅面为主参数，总压力为第二参数。12.1多层热压机成套含主机、装、卸板系统12.1.1多层热压机图12-1BY133X7/13型框架热压机主机结构：框架：机架1、上下横梁；上、下顶板6、4；阶梯搁板；上下热压板（中间石棉板）6个柱塞式油缸3（与下顶板球面覆盆连接）；齿条式平衡装置11；热压板蒸汽加热孔道。Motala柱式多层压机机架图10-5.基本结构原理与框架压机相同。不同在立柱式机架（上下横梁1、2；立柱3、螺母4连接；下顶板；油缸5、柱塞7）优点：适用高压，空挡较大，设置大油缸，减少油缸数，有利操作和维保；缺点：构件笨重耗钢材大，加工困难成本高。结构特点：a.设同时闭合机构；b.机械厚度规与线性电位仪---综合控制下顶板的最高位置与闭合速率，确保断面密度均匀性。12.1.3、热压板热压板传递热量、压力，热压板幅面是热压机主参数。其性能和加工精度严重影响产品的质量和产量。1）热压板应满足（思考题）a.每块压板各处温度、传导热量应均匀；b.具有足够强度刚度，能承受高温热应力变化；c.热压板上下表面足够平行度、平直度、粗糙度；d.热压板内孔道，对热介质流通阻力要小。•2）热压板的厚度采用钢板厚度决定其强度、刚度，并影响加热孔道布置和热容量的大小。较厚利于增大热容量和刚度，但耗用钢材较多，并增加设备总高度。•热压板的厚度差别与制品种类、板面压力、幅面尺寸紧密相关（一般40～130mm左右）：普通胶合板的压板较薄(40-50mm)；•刨花板的压板为90-100mm,中纤板的压板90-130mm均较厚（如Motala中纤板压机采用厚125mm辊轧压板）。3）热压板的加热孔道为内部按要求钻孔，经封堵形成特定形式布局合理的介质回路。要求：一要减小因钻孔对热压板刚度、强度的削弱；二要通畅，即减小孔道内热介质在的流通阻力，使板面温差小，以缩短热压时间提高产量，并提高制品质量（制品受热差异与含水率不均，易产生翘曲变形、降低强度）。•12.1.4加热系统•1）加热方式•加热方式可分为：接触式加热（如电阻加热法、流涕加热法中蒸汽加热法、过热水加热、导热油加热）非接触式加热（高频感应加热法）•2）加热系统的组成：•加热系统一般由热力源、控制部分、传递部分和执行部分组成。早先多层压机采用的是逐层闭合式，即压板依次从下而上逐层合拢。层数较多时产生问题：造成下层先闭合，上层未闭合时板坯处于无压力下高温干烤，表层胶料提前固化，严重影响产量、质量、物耗）。解决办法（？）办法一：为提高生产率，加快压板闭合速度。闭合速度过快，会造成板坯物料喷散现象或错位；当压板快速张开时，又会将空气中的灰尘杂质吸人压板而影响制品质量。办法二：设置同时闭合装置12.1.5同时闭合机构（思考题）最常用的同时闭合机构是杠杆式同时闭合机构.*作用:a.各热压板间隔同时合拢与分开，热压板间的相对速度降低，压机总的启闭时间缩短；b.各层压板同时启闭，同时均匀加热；同时开启，又可使每层成板均有适宜的排汽，有利于保证成板质量；c.同时闭合机构对各层压板都有一个向上的拉力、可以抵消压板和板坯的自重，使各层板坯负荷一致，故使制品的密度比较均匀。常用的补偿装置结构（本图弹簧式，液压缸式如下图）•12.1.6多层压机的几种典型液压回路•压机的液压系统一般根据工艺要求按“压力--时间”曲线操作。一般要求：•压机在闭合时快速,要大流量低压力，以缩短辅助时间；•当压机闭合开始加压时慢速,要小流量较高压力，以提高产品质量。•需设置压机快速闭合和加压回路、充压回路等。•12.1.6.1压机的快速闭合和加压回路•（1）采用小流量高压泵和快速油缸的回路•(2)采用高、低压泵的回路（图6-30）。•实现快速闭合和高压加压，采用由大流量的低压泵和小流量的高压泵组成的回路。开始压机快速闭合，靠高、低压泵同时供油；达工艺最高压力时，低压泵停止或卸荷，仅高压泵工作。（4）用低压泵单独传动及增压阀加压的回路（图12-32）先由低压大流量泵使热压板快速闭合，油压升高打开顺序阀启动增压阀，实现加压。•思考题•从企业追求提高产质量、降低物能耗看，多层热压机还有什么不足？解决途径？•不足之处：主要有•存在闭合、装卸辅助时间，生产不连续，影响产能低下，能耗浪费；•板材厚度精度差，影响产品质量不高；•板面、板边流余量，原料消耗居高不下；•板材幅面小规格少，档次低价廉。•解决办法：•一是完善多层热压机加工精度与控制检测手段.（内部治理，治标。）•一是研究发展单层压机和连续式压机（另辟蹊径）12.2.1单层热压机：1）3条运输带的单层热压作业线（周期式）2）1条运输带的铺装移动式单层热压作业线3）1条运输带的热压移动式单层热压作业线•12.2.2、连续式热压机•连续式热压机按加压方式，有平压连续式热压机和辊压连续式热压机两种型式介绍国外新一代连续式压机：•以德国的四大公司Kusters、Bison、Siempelkamp和Dieffenbaher为代表的中密度纤维板、刨花板等生产用的平压连续式压机。•以比松（Bison）的门德（Mende）法辊压系统为代表的辊压连续式热压机（主要用以生产2-12mm厚的薄型刨花板或中密度纤维板）。•问题：热压机是在高温、高压之下工作，从热压板和板坯的相对运动状态看，已讲述热压机（多层压机？单层压机？）如何运行？•上述多层压机、单层压机，在热压过程中，热压板和板坯的运动均处于相对静止状态。•下面介绍连续平压式压机，在热压过程中热压板和板坯（中间夹一条钢带）则处于相对运动状态。•问题：要使这种运动在高温高压下长期运转就必须使两者之间的摩擦最小？•滑动摩擦与滚动摩擦•（现有技术重大突破，KuesterPress连续平压式压机核心技术：一是发明滚动摩擦的辊子链结构；二是独特的压力结构设计）例：Siempelkamp－ContiRoll平压连续式压机结构外观图•Siempelkamp－ContiRoll平压连续式压机结构示意图前、后钢带轮鼓1、12，机架7，上、下顶板9、9，，上、下热压板10、10’，上、下钢带4、4’，上、下辊子链5、5’，加压油缸8，提升缸6，浮动块2，张紧缸11，及液压系统该机核心结构设计之一滚动摩擦的辊子链结构•1）结构特点与工作原理a.这种压机的总体结构恰似在单层热压机上加上一套夹送板坯运行的钢带及辊子链。b.在钢带与热压板之间设置辊子链，辊子呈自由滚动运行，仅有很小的相对运动时的滚动摩擦力，且钢带和辊子链的运行速度比降为2：1，长期运行辊子、压板、钢带不会有显著的磨损（Siempel-辊子链由许多平行排列的高硬度、高精度的抛光辊组成，其边线通过链条连成一体；KuesterPress由短轴多排辊子链组成的辊子毯）。c.板坯所受的热压力是辊子辗压的均匀线压力.可提高产品质量！KuesterPress•2）连续式平压机压力结构独特设计热压周期内，压力结构分布适应板坯弹性力变化的工艺要求•板坯通过连续式平压热压机时压力变化情况：倾斜进料段，间距减小被压缩，弹性力上升；压板平行段，板坯压缩至所需成品厚度，板坯内温度较低，弹性力达最大值；随板坯前行温度升高弹性力逐渐降低；压机后段，胶粘剂开始固化，板坯内弹性力降至最低值。•该机核心结构设计之二•Siempelkamp方法--压力分为3个区段（高压区约占1/6长、过渡区1/2、低压区1/3）；油缸与框架分布呈纵向“前密后疏”趋势（油缸规格一样）.•Kuester方法--加压油缸纵横向均匀布置（每组横向7只）。油缸有标准型（压力为100％）和分压型（压力可调到标准的34、66和100％）.纵向加压油缸施加压力始终与板坯的弹性恢复力相一致，由一套独立液压系统自动调节。•3）热压温度控制•热压板全长设有数个循环回路，有各自的温度控制装置。热压板与钢带表面的温度差较小。•根据所选循环回路的数目，热压部分可获得不同温度曲线的工艺效果。•12.3Bison公司的AUMA辊压连续式压机•用途：辊压连续式热压机（门德系统），主要用于压制薄型刨花板、薄型中密度纤维板。•比较：（与平压式比）热压机，辊压设备结构简单，投资少，占地面积小，安装费用及维修保养费用低，并可在板坯热压的同时，直接进行覆贴处理。•AUMA辊压连续式热压生产线（图12-65）•生产中密度纤维板规格：厚度为2-10mm，宽度为1300-2600mm。•生产线主机:成型机、预压机、纵向裁边机、磁选装置、高频预热装置，辊压连续式压机及输送装置19等。•铺装成形→预压→裁边、预热后→辊压机(磁选清除铁质杂质保护压机）。•辊压连续式热压机组成：大直径主热压辊、2个加压辊、3个导向辊，加压钢带、机架及清扫辊等。12.5蒸汽喷射热压法压机蒸汽喷射热压法：热压过程靠外部压力将高温水蒸汽喷射到板坯内部瞬间均匀地加热整个板坯的新技术.优点：较大缩短热压时间；板坯内温度均匀，质量提高（尺寸稳定性好，剥离强）适用：生产低成本高质量厚板和低密度较高强度材料。应用始于1987年单层压机，重大技术突破。图12-66不封闭、用过热水蒸汽喷射压机系统示意图•案例：•最初应用新西兰一家公司，产品以松木定向大片刨花板的内层与中密度纤维板的表层组合而成的一种新颖3层结构板材（板厚20-100mm，密度0.45-0.72g/cm3）。压机幅面8/×13/,采用脲醛树脂胶粘剂,热压周期79S/30mm,日产量350m3。•其次是美国威哈查公司，采用白杨木和脲醛胶生产门芯用刨花板、板厚25-50mm，密度0.45-0.53g/cm3,压机幅面尺寸7/×9/,热压周期52S/40mm,日产量350m3。图12-67外部封闭式蒸汽喷射压机断面图图12-68不封闭式蒸汽喷射压机示意图图12-69自身封闭式蒸汽喷射压机的断面图日本京都大学佐佐木光等研发，生产率高能得到较高厚度精度；由于板坯的蒸汽透过性在与热压板平行的水平方向较高，能更有效地进行蒸汽喷射；由于是从侧面喷射水蒸汽，能够制造单板层积材。图12-70侧面蒸汽喷射式连续压机结构简图•第13章人造板二次加工热压设备•教学目的要求：•了解人造板二次加工热压设备的特点和应用；熟悉其工作原理；•掌握短周期贴面压机的典型结构与工作原理•概述：•贴面设备将装饰贴面用材料于覆贴对板件表面设备，有平压机（又分为单层和多层）和辊压机。目前国内广泛应用单层短周期平压机进行。•装饰贴面用材料有---a.木制刨切单板，可以最大限度地利用珍贵材种。b.人造薄膜装饰材料,如聚乙烯膜（PVC），聚脂薄膜和三聚氰胺浸渍纸。木制刨切单板贴面压机外形图13.1.短周期贴面压机13.1.BY614×8／9短周期单层贴面压机组典型结构图结构组成：液压升降台1；组坯台2；夹钳吸盘式装卸机3；贴面单层热压机4；辊台运输机9等。装卸机3组