节 设备性能
    一、预浸料机组
    （一）主要设备
    预浸料机组所用主要设备有切割机、捏合机和撕松机。常用的切割机类型有冲床式、砂轮片式、三辊式和单旋转刀辊式。捏合机的作用是将树脂系统与纤维系统充分混合均匀。混合桨一般都采用Z桨式结构。
    在捏合过程中主要控制捏合时间和树脂系统的粘度这两个主要参数，有时在混料室结构中装有加冷热水的夹套，以实现混合温度的控制。图5. 1是捏合机的结构示意图，图5. 2是捏合机的实物图。
   

   撕松机的主要作用是将捏合后的团状物料进行蓬松。撕松机主要由进料辊和一对撕松辊组成（示意图5. 3所示，实物图见图5.4)，通过撕松辊的反向运动将送入的料团撕松。
   

二、片状模塑料机组
    一个完整的SMC机组，大体由机架、输送系统、PE薄膜供给装置、刮刀、玻璃纤维切割器、浸渍和压实装置、收卷装置等7个主要部分和玻璃纤维纱架、树脂糊的制备及喂入系统、静电消除器等3个必备辅助系统组成。
    SMC机组组成如下示意图5. 5所示：
    1--无捻粗纱；2--下薄膜放卷：3--展幅辊；4--三辊切割器；5--下树脂刮刀；
    6--上树脂刮刀；7--展幅辊；8--上薄膜放卷；9--机架；10--导向辊；
    11--浸渍压实辊；12--牵引辊；13--传动装置；14--收卷装置
    （一）机架
    一般都用各种型钢（如角钢、槽钢等）焊接或用螺栓连接而成，它的主要作用是安装输送系统和各种部件。为防止在各种静载荷、动载荷下的变形，机架应有足够的刚性，并且在新结构设计中，往往应在机架上留有备用空间。
    （二）输送系统
    一般有两种类型，一种是输送带，一种是直接用聚乙烯（PE)膜兼起输送带作用。输送带运动轨迹控制装置，在机组设计时要特别注意。
    （三）PE膜供给装置
    PE膜供给装置应保证在生产过程中有充足的薄膜供应，确保薄膜在有可调张力的情况下，无皱褶地进入上糊区。在机组中一般设有两套供膜装置，而每套能同时安装两卷薄膜，以便在一卷薄膜用完后，另一卷备用薄膜能立即投入使用而不会引起生产过程的停顿。
    （四）刮刀装置
    在机组上糊区，安有两个刮刀装置。其主要作用是随着薄膜在刮刀及其底板间通过时，均匀地将可控数量的树脂糊施加到PE膜上。刮刀应容易调节且调节精度要高，刮刀与底板间的间隙要均匀，误差应在0．5mm以下。为防止树脂糊中结块或外部杂质进入刮糊区引起薄膜的扯裂，刮刀底板或刮刀可实现临时性的瞬间下降。设计时，还应使刮刀刃部的半径尽可能小。
    （五）玻璃纤维切割器
    在许多较早设计的机组中，切割器单独安装在另一个机器上，当改用玻璃纤维毡时，设备不必做过大的改动就能生产。但是，目前由于价格和性能方面的原因，己很少使用毡作SMC的增强材料，因此切割器大多直接固定在主机架上。玻璃纤维由切割器切断。切割器为三辊式结构，如图6.6所示。连续玻璃纤维从纱架引出，经纱线横动杆2进入压辊5与橡胶包覆的支承辊3之间后，由于两辊的牵引，纤维被导入转动的支承辊与切割辊8之间，被切成短切玻璃纤维。
    （六）浸渍与压实装置
    浸渍与压实装置由一系列光辊和槽辊组成，在个别机组中还加有刺穿辊。它们的作用是实现SMC片材的复合、浸渍、脱泡和压实，槽辊的使用可以强化浸渍，而且避免发生在浸渍压力下树脂糊外流现象。在浸渍压实区，各种辊的压力可采用气体或液体加压，该区尾部的压实辊，还起到调节片材厚度的作用。在SMC机组中，浸渍、脱泡、压实主要靠各种辊及片材自身所产生的弯曲、延伸、压缩和揉捏等作用实现的。为使纤维被树脂浸透、驱赶气泡和使片材模塑料压实成均匀的厚度，机组中有两种浸渍压实结构，即多辊筒的环槽压辊式与输送带的弯曲双带式，如图5.7及图5.8所示。
   

（七）收卷装置
    收卷装置的作用，就是将经过浸渍的SMC收集成卷。对于试验性机组或小批量生产机组，一般采用双轴双位转台式收卷装置，这种装置可在生产过程中实现换卷。
    三、浸胶机
    制备胶布的主要设备是浸胶机，由送布架、热处理炉、浸胶槽、烘干箱和牵引辊等几部分组成。根据热处理炉和烘干箱放置的姿势，可以分为卧式浸胶机和立式浸胶机两种。
    （一）卧式浸胶机
    卧式浸胶机如图5.9所示，通常适用于牵引强度差的材料。其烘干箱为卧式，长度较长，占地面积大，箱体长度不小于10m，长可达到16-20m。烘干箱的加热温度应根据工艺要求，分进口、中间和出口三个控制段，分别加以控制和调节。烘干箱多采用电阻加热的方式，其优点是升温速度快，容易控制和调节，控温精度高。
    卧式浸胶机采用机械传动装置。它是由整流子电机或直流电子驱动减速器，再通过传动轴带动涂胶辊和收料辊传动。传动过程要求涂胶辊和收料辊的线速度相同，但由于机械加工上的误差和长期使用的磨损，它们的线速度会有差异，因此，必需通过调速器来调节线速度，使其达到同步。
    （二）立式浸胶机
    立式浸胶机如图5.10所示，一般用以浸渍牵引拉伸强度较高的材料。其烘干箱立体布置，占地面积小，厂房要求高，箱体高度为10- 14m,一般箱体越高，热量利用率越高。立式浸胶机烘干箱对胶布的烘干主要以对流传热的方式进行，箱体内热气流速不低于4m/s，胶布在烘干过程中，中间温度要比两边高些，这将影响胶布的质量。立式浸胶机也采用电热管加热，并要求箱体密闭，配备保温层。温度也分上、中、下三段控制，其中上部高，中间次之，下部低。立式浸胶机同样采用机械冲动装置牵引胶布，挤压辊式浸胶结构。
    四、普通压机
    压机是模压成型的主要设备。压机的作用是提供成型时所需要的压力以及开模脱出制品时所需的脱模力。早使用的是受扳压机，因操作强度太大已被淘汰；此后出现的机动压机减轻了劳动强度，但操作维修复杂，噪音大，吨位低；液压机吨位大，动作平稳，压力和速度可自由调整，现大多采用液压机。
    液压机是用油来传递压力的设备，一般由动力机构、控制机构和执行机构三部分组成。按液压机机身结构可分为框架式和三梁四柱式。为了加工合格的模压制品，液压机应保证的工艺参数和使用要求是：
    1.压力
    在加压时使模压制品的整个受压面积能均匀受压，既达到单位面积上成型压力的要求，又能提供足够的总压力，一般以能提供的公称压力（即吨位）来命名；
    2.工作速度
    一般要求有两种或三种运行速度，先快速使执行机构下行，再中等速度合模，后慢速加压：
    3.温度和时间控制
    液压机上设有一套附属装置来实现温度控制，利用继电器控制到达模压时间并自动启模。
    本部分对液压机的工作原理与分类进行简单介绍。
    （一）液压机的工作原理
    液压机是利用液体来传递压力的设备。液体在密闭容器内传递压力遵循帕斯卡定律：在互相连通而且充满液体的若干容器内，若某处受到外力的作用而产生静压力时，该压强将通过液体传递到各个连通器内，且压强数值相等，如图5. 11所示。
    （二）液压机的组成和分类
    如图5. 12示，为典型液压机的结构。它是由机身、工作油缸、活动横梁、顶出机构、液压传动机构和电器控制系统组成。
液压机可按如下几种方式进行分类。具体分类见表5. 2。
     （三）液压机的选择
    采用液压机成型复合材料制品时，一般应考虑以下因素：
    1．压机吨位
    在选择成型制品压机时，应按照制品少承受的单位压力来选择压机的小吨位。而对于模压料需横向流动的偏心制品或深度尺寸大的制品，压机吨位可以按照制品投影面积承受高达21-28MPa的单位压力来计算压机吨位。
    2.压机行程
    压机行程是指压机活动横梁可移动的大距离。压机的小量程应不小于960mm,相应的压机开档尺寸为1200MM.对于大型压机而言，以上尺寸都要相应增大。
    3.压机台面尺寸
    对于小吨位压机，其台面尺寸应为750mm（从左到右）X 960mm（从前到后），较大吨位的压机，其台面尺寸小应为1200（从左到右）X 9600mm（从前到后）。
    4.压机台面精度
    当压机的大吨位全部均匀的施加于2/3台面的面积上时，活动横梁和压机台面被支撑在四角支座上时，其平行度为0.025mm/m。
    5.压力增长
    当压力从零增长到大吨位时，所需要的时间长为5s.
    6.压机速度
    压机速度可用两速制和三速制。采用两速制时，高速推进速度为7500mm/min，慢速闭合时，速度为0-250mm/min,其间速度可以调节。
    采用三速制时，高速推进速度为10000m/min，中速推进速度为2500mm/min，慢速闭合时，速度为0-375mm/min,其间速度可以调节。
    五、SMC制品专用压机
    SMC多用来制造大型薄壁或结构不规则的高深度制品，所需成型压力和温度较低，但成型时间短，需要在一定程度上控制流程状态，因此针对SMC制品的成型特点发展了低成型压力的液压机，并出现了专用的SMC液压机。SMC专用液压机总压力高、工作台面大，活塞空载运行速度高，具有多种加压速度，对上下工作台面的平行度和刚度要求高。
    SMC专用压机可分为两种，一种是成型小型制品（相对一般的BMC制品而言要大一些）用的压机，另一种是成型大、中型制品用的压机。由于SMC材料本身的特点以及它大的应用领域---汽车工业的独特要求，从而使得对SMC成型压机的要求更加严格。SMC尤其适合生产表面积很大的薄壁制品，因而要求压机必须有“三大”即：大工作台面、大工作行程和大吨位。同时必须有良好的刚性，能承受较大的偏心载荷，以及精密的确保压机台面平行度的控制装置，以保证材料在高压成型过程中，两半模具始终保证有理想的平行度，从而使制品的厚度在大面积范围内仍能保持均匀。
    目前，SMC专用压机吨位范围为63-2000t，大型压机台面尺寸可达1.25mX (1.0-3.2)m,上、下台面的距离可达2. 5m。大多为液压机，具有多种不同类型，常用的是圆柱式压机和框式压机。圆柱式压机采用圆柱来支撑上、下台面，这些圆柱对活动台面起导向作用，但它只能承受有限的偏心载荷，平行度不好保证。而框式压机通常用于大面积制作的成型，并正在迅速取代圆柱式压机，它们常用于超过250t的承载场合，具有良好的平行度，可承受相当大的偏心载荷。
    SMC专用压机应考虑以下参数：
    （一）台面尺寸
    1500t以上的压机，台面尺寸3.0m X 2.0m者居多。
    （二）压机开档
    是指压机工作台和活动横梁之间的全开距离。一般可根据模具闭合高度与预定需压制的深制品高度尺寸之和的两倍来确定。SMC压机的开档一般都比较大，某些大型制品其开档甚至可达2.5m。
    （三）行程
    是指活动横梁的移动距离。至少为预定压制的深制品高度尺寸的3倍，SMC压机的行程一般都在1. 5-2.0m左右。
    （四）吨位
    压机总吨位按台面面积乘上4.2-5.6MPa的单位压力计算，压力调节精度应在士5％范围内，回程力为额定压力的20%-25%。
    （五）速度
    高速推进   25000 mm/min
    中速推进   2000-15000 mm/min
    加压及开模 0-750 mm/min（可调节）
    高速回程   20000 mm/min
    压力增长   2s
第二节 设备维护与保养
    设备的维护和保养是关系到设备正常运行，延长寿命和提高工作效率的重要环节。
    一、设备的保洁知识
    1．压机使用期间，应经常检查各处的漏油情况，及时更换密封圈：检查油液的污染和变质程度，及时更换液压油。
    2.油箱上的空气滤清器应每个月清洗一次。
    3.油箱中的液压油应保持正常的油量和油液清洁。在试车后应更换一次油，正常使用时，一般半年换一次油。每次换新油应经过不低于20μ的过滤。
    4．各液压元件、阀块、油缸、油箱等应有防尘措施。
    二、设备的润滑和常规保养方法
    （一）设备的润滑
    润滑管理工作不仅仅是打油、加油等一般性工作，还包括从润滑油的选用、保管到设备管理规章制度等润滑技术管理系统，按照设备的性能、特点及其作业条件、环境等实际情况制定出科学合理的设备润滑制度。
    润滑方法及使用要点：
    (1)润滑油脂必须清洁，不能混有杂物，以免降低油品质量。
    (2)润滑点应保持清洁，用油前凡需润滑的部位都应清洗干净，不能留有脏物及水份。
    (3)各类润滑油要有专用的密封容器和漏斗、油枪等加油工具，并应保持器具的清洁。
    (4)按润滑规定并结合实际情况选用合适的润滑油脂。
    (5)确定用油牌号，确定后不能与其他不同牌号的油品混合使用。
    (6)潮湿的场合不宜选用钠基润滑脂。
    (7)润滑开式齿轮和钢丝绳时，应先把油污清除后，再涂刷合适的润滑脂。
    (8)对集中润滑系统宜选用低稠度脂，在低温或管线较长时，应选用较软的润滑脂。
    (9)没有注油点的转动部位，可用稀油滴入各转动缝隙中，以减少磨损和防止锈蚀。
    (10)对电气设备进行润滑时，必须在断电的情况下进行。
    (11)清洗齿轮箱时，应先放干废油，加入清洗剂至适当高度，空转数分钟后，将清洗剂放干净，然后加入新油。
    (12)定期取样化验，并及时换油。
    另外，对于工作频繁的重要机械和电气部件，如钢丝绳、滑轮和滑轮组、制动器的各销轴，控制器和接触器的转轴，电磁铁销轴、联动轴等部位，必须及时进行润滑。对于其他零部件的润滑，可结合设备保养和日检、周检、月检、半年检、年检的工作同时进行。
    （二）设备的常规保养方法
    应随时观察各部分运行状况是否正常，定期检查各装置电动机、电气控制装置、电气元件是否符合规定，声音和发热是否异常，接触器、继电器等元件动作是否正常、触头接触是否良好、机械联锁是否可靠，各机构限位开关动作是否正常、位置是否正确，控制台上的各种主令开关是否有效。
    (1)日维护的主要内容
    检查各系统的压力及其压力指示的正确性，检查重要的液压元件的可靠性。各安全保护和联锁的正常作用，设备的润滑情况，各部位的漏油情况，加热系统的工作情况。
    (2)周维护的主要内容
    除上述日维护的主要内容外，应检查液压元件及管路的连接情况。
    (3)月维护的主要内容
    检查零部件表面的磨损程度，清洗空气滤清器，检查电气操纵和指示元件的正确反映性能，行程开关、软管、电缆的工作性能，过滤器的堵塞情况，液压元件的工作性能，调整导向间隙。
    (4)年维护的主要内容
    中修和清理各液压阀，电气高压开关。检查电气线路的绝缘情况，检查干油站的工作性能，校正标定各显示仪表，更换损坏的零件和仪表，更换各处的软密封件，复查设备精度。
    三、设备的维护保养知识
    液压机是模压成型的主要设备，现对其维护及保养作简单介绍。
    一台液压机能否生产出合格的制品来，不仅取决于设备的先进性、工艺的合理性、材料的适用性，还取决于对设备的使用、维护和保养。液压机主要是靠液压传动来工作的，因此，这里主要谈谈液压传动系统的维护及保养。
    液压传动系统的维护和保养应注意以下几点。
    1．液压油要适量
    油箱中的液压油应经常处于正常油面，配管和油缸的容量很大时，好应放入足够数量的油。在启动之后，由于油进入了管道和油缸，油面会下降，甚至使滤油器露出油面，因此必须再一次补油。在使用过程中，还会发生油泄漏，应该在油箱上设计液面计以便经常观察和补油。
    2.液压油应经常保持清洁
    (1)油桶上不要积聚雨水和尘土，也不要直接放在地上。
    (2)在清洁泵、阀或油的盛器时，要严格防止布屑之类落入油中。
    (3)油箱要经常清洗；在灌油时应通过120目以上的滤油器。
    (4)用透平油洗涤配管，一般先清洗4-5h，然后再漂洗4-5h。
    (5)油需定期检查和更换，工作油的情况应经常加以注意和检查。更换工作油的期限，因使用条件、使用地点不同而有很大出入。一般来说，大约一年更换一次，在连续运转、高温、灰尘多的地方，要缩短换油周期。
    3.油温应适当
    油箱的油温不能超过60℃，一般液压机械在35-60℃范围内工作比较合适。从维护的角度看，也应避免油温过高。油温过高和油温异常上升时，应进行检查，常见有如下原因：
    (1)油的粘度太高。
    (2)回路设计不好，例如效率太低，采用元件的容量太小，流速过高等所致。
    (3)油箱容量小，散热慢（一般来说，油箱容量在油泵每分钟排油量的3倍以上）。
    (4)阀的性能不好，例如容易发生振动就可能引起异常发热。
    (5)由于油质变坏，阻力增大。
    (6)冷却器的性能不好，例如水量不足，管道内有水垢等。
    4.回路里的空气应完全排除
    回路里进入空气后，因为气体的体积和压力成反比，所以随着负荷的变动，油缸的运动也要受到影响（例如机床的切割力是经常变化的，但要保持送进速度平稳，所以应特别避免空气混入）。另外，空气又是造成油液变质和发热的重要原因，所以应特别注意下列事项：
    (1)为了防止回油管回油时带入空气，回油管必须插入油面以下。
    (2)入口滤油器堵塞后，吸入阻力大大增加，溶解在油中的空气分离出来，产生所谓空蚀现象。
    (3)吸入管和泵轴密封部分等都低于大气压的地方应注意不要漏入空气。
    (4)油箱的油面要尽量大些，吸入侧和回油侧要用隔板隔开，以达到消除气泡的目的。
    (5)管路及油缸的高部分均要有放气孔，在启动时应放掉其中的空气。
    5.在初次启动油泵时，应注意的事项
    (1)向泵里灌满油。
    (2)检查转动方向是否正确。
    (3)入口和出口是否接反。
    (4)用手试转。
    (5)检查吸入侧是否漏入空气。
    (6)在规定的转速内启动和运转。
    6.在低温下启动油泵时，应注意的事项
    (l)在寒冷地带或冬天启动油泵时，应该开开停停，往复几次使油温上升，油压装置运转灵活后，再进入正式运转。
    (2)在短时间内用加热器加热油箱以提高油温，但这时油泵等装置还是冷的，仅仅油是热的，很容易造成事故，应当注意。
    7.一般技术安全事项
    在液压系统的安装、使用、维护中，必须切实注意技术安全，否则会引起伤亡事故。
    (1)原动机传动油泵的安全装置，使其保险的功率不超过公称压力功率时的1.3倍。
    (2)凡是高速运动的元件，均应加安全罩。
    (3)凡是须用扳手去拧紧或调整的零件，避免安装在当扳手松滑时容易把手弄伤的地方。
    (4)所有连接螺钉必须拧紧。法兰上所有螺钉都必须装上。
    (5)一切连锁或锁紧装置必须校准。例如垂直放置的油缸，如果锁紧装置没搞好，可能因自重下降引起事故。
    (6)检查用的压力计等仪表必须放在便于观察的地方。
    (7)当系统发生故障或事故时，禁止在工作的条件下进行检查和调整。
    (8)在进行系统试验时，不允许靠近高压管道。
    (9)当打开放气阀时，眼睛不要对着喷射的方向看去。
    (10)高压系统内，即使是发生微小或局部的喷溅现象，也应停工修理，不能直接用手去堵塞。
    (11)蓄能器注入气体后，各部分绝对不准打开及松动螺钉，以免发生危险。
    (12)打开蓄能器封盖前，必须排尽器内气体，在确切肯定没有压力后，方可进行。
    (13)必须特别注意和采取必要的安全措施，避免压力油溅伤工作人员的可能性。
    四、设备大修计划及方案
    压机工作三至五年要进行大修，即将所有可拆零件全部拆卸，进行彻底检查、修理、更换，而后重新装配调整恢复原机器的各种性能。
第三节 设备故障及处理
    一、自我保护知识和应急处理方法
    在压机喷油、失火等突发情况下，可进行紧急停机并报告。急停操作不仅停止压机的相关动作，而且还将停止泵站工作。因此，除非在紧急状态下才操作急停按钮。在一般情况下，应操作手动或自动停止按钮停止相应的动作。
    二、主要设备常见故障的类型及处理方法
    （一）模压设备温度和压力故障的类型及处理方法
    1.模压设备温度过高产生的原因及排除方法
    模压设备温度过高产生的原因及排除方法见表5.3
   

   

    2.模压设备压力故障产生的原因及排除方法
    模压设备压力故障产生的原因及排除方法见表5.4
    （二）液压传动系统常见的故障及排除方法
    1.噪音产生原因及消除方法
    噪音产生的原因及排除方法见表5. 5
   

 

    2.压力失常或液流波动和振动
    压力失常或液流波动和振动的原因及消除方法见表5.6
   

    3.流量太小或完全不流油
    流量太小或完全不流油的原因及消除方法见表5.7
    （三）叶片泵常见故障及其排除方法
    叶片泵是精密的液压元件，维修时不但要懂得其结构和工作原理，而且还要有一定的实践经验。
    1．流量不足及压力提不高
    流量不足的原因及排除故障方法见表5.9
   

   

    2.油液吸不上
    叶片泵油吸不上的原因和排除故障方法见表5.10

    3.泵的噪音过大
    泵的噪音过大的原因及排除故障方法见表5. 11
    （四）油缸机构的修理
    油缸是液压设备中的重要组成部分，它的技术性能直接影响工作质量。因液压缸体不但技术要求高，而且是薄壁深孔零件，加工时容易变形。油缸在长期工作中，活塞杆输出较大的推力，缸体和活塞间有强烈的摩擦，引起缸体内径尺寸精度下降。油的质量也会引起油缸内壁表面腐蚀，由于上述原因使油缸、活塞间隙增大、内泄漏加剧、甚至使高低压串通等。此外，活塞与缸体的密封件也会老化、折断、损坏等，使油缸的工作效力大大下降，甚至不能使用。
    油缸常见故障及其排除方法如下。
    1．爬行或局部速度不均匀
    爬行或局部速度不均匀的原因及故障排除方法见表5.12
   

    2.推力不足
    推力不足的原因及排除故障的方法见表5.13