節 設備性能
    一、預浸料機組
    （一）主要設備
    預浸料機組所用主要設備有切割機、捏合機和撕松機。常用的切割機類型有沖床式、砂輪片式、三輥式和單旋轉刀輥式。捏合機的作用是將樹脂系統與纖維系統充分混合均勻。混合槳一般都采用Z槳式結構。
    在捏合過程中主要控制捏合時間和樹脂系統的粘度這兩個主要參數，有時在混料室結構中裝有加冷熱水的夾套，以實現混合溫度的控制。圖5. 1是捏合機的結構示意圖，圖5. 2是捏合機的實物圖。
   

   撕松機的主要作用是將捏合后的團狀物料進行蓬松。撕松機主要由進料輥和一對撕松輥組成（示意圖5. 3所示，實物圖見圖5.4)，通過撕松輥的反向運動將送入的料團撕松。
   

二、片狀模塑料機組
    一個完整的SMC機組，大體由機架、輸送系統、PE薄膜供給裝置、刮刀、玻璃纖維切割器、浸漬和壓實裝置、收卷裝置等7個主要部分和玻璃纖維紗架、樹脂糊的制備及喂入系統、靜電消除器等3個必備輔助系統組成。
    SMC機組組成如下示意圖5. 5所示：
    1--無捻粗紗；2--下薄膜放卷：3--展幅輥；4--三輥切割器；5--下樹脂刮刀；
    6--上樹脂刮刀；7--展幅輥；8--上薄膜放卷；9--機架；10--導向輥；
    11--浸漬壓實輥；12--牽引輥；13--傳動裝置；14--收卷裝置
    （一）機架
    一般都用各種型鋼（如角鋼、槽鋼等）焊接或用螺栓連接而成，它的主要作用是安裝輸送系統和各種部件。為防止在各種靜載荷、動載荷下的變形，機架應有足夠的剛性，并且在新結構設計中，往往應在機架上留有備用空間。
    （二）輸送系統
    一般有兩種類型，一種是輸送帶，一種是直接用聚乙烯（PE)膜兼起輸送帶作用。輸送帶運動軌跡控制裝置，在機組設計時要特別注意。
    （三）PE膜供給裝置
    PE膜供給裝置應保證在生產過程中有充足的薄膜供應，確保薄膜在有可調張力的情況下，無皺褶地進入上糊區。在機組中一般設有兩套供膜裝置，而每套能同時安裝兩卷薄膜，以便在一卷薄膜用完后，另一卷備用薄膜能立即投入使用而不會引起生產過程的停頓。
    （四）刮刀裝置
    在機組上糊區，安有兩個刮刀裝置。其主要作用是隨著薄膜在刮刀及其底板間通過時，均勻地將可控數量的樹脂糊施加到PE膜上。刮刀應容易調節且調節精度要高，刮刀與底板間的間隙要均勻，誤差應在0．5mm以下。為防止樹脂糊中結塊或外部雜質進入刮糊區引起薄膜的扯裂，刮刀底板或刮刀可實現臨時性的瞬間下降。設計時，還應使刮刀刃部的半徑盡可能小。
    （五）玻璃纖維切割器
    在許多較早設計的機組中，切割器單獨安裝在另一個機器上，當改用玻璃纖維氈時，設備不必做過大的改動就能生產。但是，目前由于價格和性能方面的原因，己很少使用氈作SMC的增強材料，因此切割器大多直接固定在主機架上。玻璃纖維由切割器切斷。切割器為三輥式結構，如圖6.6所示。連續玻璃纖維從紗架引出，經紗線橫動桿2進入壓輥5與橡膠包覆的支承輥3之間后，由于兩輥的牽引，纖維被導入轉動的支承輥與切割輥8之間，被切成短切玻璃纖維。
    （六）浸漬與壓實裝置
    浸漬與壓實裝置由一系列光輥和槽輥組成，在個別機組中還加有刺穿輥。它們的作用是實現SMC片材的復合、浸漬、脫泡和壓實，槽輥的使用可以強化浸漬，而且避免發生在浸漬壓力下樹脂糊外流現象。在浸漬壓實區，各種輥的壓力可采用氣體或液體加壓，該區尾部的壓實輥，還起到調節片材厚度的作用。在SMC機組中，浸漬、脫泡、壓實主要靠各種輥及片材自身所產生的彎曲、延伸、壓縮和揉捏等作用實現的。為使纖維被樹脂浸透、驅趕氣泡和使片材模塑料壓實成均勻的厚度，機組中有兩種浸漬壓實結構，即多輥筒的環槽壓輥式與輸送帶的彎曲雙帶式，如圖5.7及圖5.8所示。
   

（七）收卷裝置
    收卷裝置的作用，就是將經過浸漬的SMC收集成卷。對于試驗性機組或小批量生產機組，一般采用雙軸雙位轉臺式收卷裝置，這種裝置可在生產過程中實現換卷。
    三、浸膠機
    制備膠布的主要設備是浸膠機，由送布架、熱處理爐、浸膠槽、烘干箱和牽引輥等幾部分組成。根據熱處理爐和烘干箱放置的姿勢，可以分為臥式浸膠機和立式浸膠機兩種。
    （一）臥式浸膠機
    臥式浸膠機如圖5.9所示，通常適用于牽引強度差的材料。其烘干箱為臥式，長度較長，占地面積大，箱體長度不小于10m，長可達到16-20m。烘干箱的加熱溫度應根據工藝要求，分進口、中間和出口三個控制段，分別加以控制和調節。烘干箱多采用電阻加熱的方式，其優點是升溫速度快，容易控制和調節，控溫精度高。
    臥式浸膠機采用機械傳動裝置。它是由整流子電機或直流電子驅動減速器，再通過傳動軸帶動涂膠輥和收料輥傳動。傳動過程要求涂膠輥和收料輥的線速度相同，但由于機械加工上的誤差和長期使用的磨損，它們的線速度會有差異，因此，必需通過調速器來調節線速度，使其達到同步。
    （二）立式浸膠機
    立式浸膠機如圖5.10所示，一般用以浸漬牽引拉伸強度較高的材料。其烘干箱立體布置，占地面積小，廠房要求高，箱體高度為10- 14m,一般箱體越高，熱量利用率越高。立式浸膠機烘干箱對膠布的烘干主要以對流傳熱的方式進行，箱體內熱氣流速不低于4m/s，膠布在烘干過程中，中間溫度要比兩邊高些，這將影響膠布的質量。立式浸膠機也采用電熱管加熱，并要求箱體密閉，配備保溫層。溫度也分上、中、下三段控制，其中上部高，中間次之，下部低。立式浸膠機同樣采用機械沖動裝置牽引膠布，擠壓輥式浸膠結構。
    四、普通壓機
    壓機是模壓成型的主要設備。壓機的作用是提供成型時所需要的壓力以及開模脫出制品時所需的脫模力。早使用的是受扳壓機，因操作強度太大已被淘汰；此后出現的機動壓機減輕了勞動強度，但操作維修復雜，噪音大，噸位低；液壓機噸位大，動作平穩，壓力和速度可自由調整，現大多采用液壓機。
    液壓機是用油來傳遞壓力的設備，一般由動力機構、控制機構和執行機構三部分組成。按液壓機機身結構可分為框架式和三梁四柱式。為了加工合格的模壓制品，液壓機應保證的工藝參數和使用要求是：
    1.壓力
    在加壓時使模壓制品的整個受壓面積能均勻受壓，既達到單位面積上成型壓力的要求，又能提供足夠的總壓力，一般以能提供的公稱壓力（即噸位）來命名；
    2.工作速度
    一般要求有兩種或三種運行速度，先快速使執行機構下行，再中等速度合模，后慢速加壓：
    3.溫度和時間控制
    液壓機上設有一套附屬裝置來實現溫度控制，利用繼電器控制到達模壓時間并自動啟模。
    本部分對液壓機的工作原理與分類進行簡單介紹。
    （一）液壓機的工作原理
    液壓機是利用液體來傳遞壓力的設備。液體在密閉容器內傳遞壓力遵循帕斯卡定律：在互相連通而且充滿液體的若干容器內，若某處受到外力的作用而產生靜壓力時，該壓強將通過液體傳遞到各個連通器內，且壓強數值相等，如圖5. 11所示。
    （二）液壓機的組成和分類
    如圖5. 12示，為典型液壓機的結構。它是由機身、工作油缸、活動橫梁、頂出機構、液壓傳動機構和電器控制系統組成。
液壓機可按如下幾種方式進行分類。具體分類見表5. 2。
     （三）液壓機的選擇
    采用液壓機成型復合材料制品時，一般應考慮以下因素：
    1．壓機噸位
    在選擇成型制品壓機時，應按照制品少承受的單位壓力來選擇壓機的小噸位。而對于模壓料需橫向流動的偏心制品或深度尺寸大的制品，壓機噸位可以按照制品投影面積承受高達21-28MPa的單位壓力來計算壓機噸位。
    2.壓機行程
    壓機行程是指壓機活動橫梁可移動的大距離。壓機的小量程應不小于960mm,相應的壓機開檔尺寸為1200MM.對于大型壓機而言，以上尺寸都要相應增大。
    3.壓機臺面尺寸
    對于小噸位壓機，其臺面尺寸應為750mm（從左到右）X 960mm（從前到后），較大噸位的壓機，其臺面尺寸小應為1200（從左到右）X 9600mm（從前到后）。
    4.壓機臺面精度
    當壓機的大噸位全部均勻的施加于2/3臺面的面積上時，活動橫梁和壓機臺面被支撐在四角支座上時，其平行度為0.025mm/m。
    5.壓力增長
    當壓力從零增長到大噸位時，所需要的時間長為5s.
    6.壓機速度
    壓機速度可用兩速制和三速制。采用兩速制時，高速推進速度為7500mm/min，慢速閉合時，速度為0-250mm/min,其間速度可以調節。
    采用三速制時，高速推進速度為10000m/min，中速推進速度為2500mm/min，慢速閉合時，速度為0-375mm/min,其間速度可以調節。
    五、SMC制品專用壓機
    SMC多用來制造大型薄壁或結構不規則的高深度制品，所需成型壓力和溫度較低，但成型時間短，需要在一定程度上控制流程狀態，因此針對SMC制品的成型特點發展了低成型壓力的液壓機，并出現了專用的SMC液壓機。SMC專用液壓機總壓力高、工作臺面大，活塞空載運行速度高，具有多種加壓速度，對上下工作臺面的平行度和剛度要求高。
    SMC專用壓機可分為兩種，一種是成型小型制品（相對一般的BMC制品而言要大一些）用的壓機，另一種是成型大、中型制品用的壓機。由于SMC材料本身的特點以及它大的應用領域---汽車工業的獨特要求，從而使得對SMC成型壓機的要求更加嚴格。SMC尤其適合生產表面積很大的薄壁制品，因而要求壓機必須有“三大”即：大工作臺面、大工作行程和大噸位。同時必須有良好的剛性，能承受較大的偏心載荷，以及精密的確保壓機臺面平行度的控制裝置，以保證材料在高壓成型過程中，兩半模具始終保證有理想的平行度，從而使制品的厚度在大面積范圍內仍能保持均勻。
    目前，SMC專用壓機噸位范圍為63-2000t，大型壓機臺面尺寸可達1.25mX (1.0-3.2)m,上、下臺面的距離可達2. 5m。大多為液壓機，具有多種不同類型，常用的是圓柱式壓機和框式壓機。圓柱式壓機采用圓柱來支撐上、下臺面，這些圓柱對活動臺面起導向作用，但它只能承受有限的偏心載荷，平行度不好保證。而框式壓機通常用于大面積制作的成型，并正在迅速取代圓柱式壓機，它們常用于超過250t的承載場合，具有良好的平行度，可承受相當大的偏心載荷。
    SMC專用壓機應考慮以下參數：
    （一）臺面尺寸
    1500t以上的壓機，臺面尺寸3.0m X 2.0m者居多。
    （二）壓機開檔
    是指壓機工作臺和活動橫梁之間的全開距離。一般可根據模具閉合高度與預定需壓制的深制品高度尺寸之和的兩倍來確定。SMC壓機的開檔一般都比較大，某些大型制品其開檔甚至可達2.5m。
    （三）行程
    是指活動橫梁的移動距離。至少為預定壓制的深制品高度尺寸的3倍，SMC壓機的行程一般都在1. 5-2.0m左右。
    （四）噸位
    壓機總噸位按臺面面積乘上4.2-5.6MPa的單位壓力計算，壓力調節精度應在士5％范圍內，回程力為額定壓力的20%-25%。
    （五）速度
    高速推進   25000 mm/min
    中速推進   2000-15000 mm/min
    加壓及開模 0-750 mm/min（可調節）
    高速回程   20000 mm/min
    壓力增長   2s
第二節 設備維護與保養
    設備的維護和保養是關系到設備正常運行，延長壽命和提高工作效率的重要環節。
    一、設備的保潔知識
    1．壓機使用期間，應經常檢查各處的漏油情況，及時更換密封圈：檢查油液的污染和變質程度，及時更換液壓油。
    2.油箱上的空氣濾清器應每個月清洗一次。
    3.油箱中的液壓油應保持正常的油量和油液清潔。在試車后應更換一次油，正常使用時，一般半年換一次油。每次換新油應經過不低于20μ的過濾。
    4．各液壓元件、閥塊、油缸、油箱等應有防塵措施。
    二、設備的潤滑和常規保養方法
    （一）設備的潤滑
    潤滑管理工作不僅僅是打油、加油等一般性工作，還包括從潤滑油的選用、保管到設備管理規章制度等潤滑技術管理系統，按照設備的性能、特點及其作業條件、環境等實際情況制定出科學合理的設備潤滑制度。
    潤滑方法及使用要點：
    (1)潤滑油脂必須清潔，不能混有雜物，以免降低油品質量。
    (2)潤滑點應保持清潔，用油前凡需潤滑的部位都應清洗干凈，不能留有臟物及水份。
    (3)各類潤滑油要有專用的密封容器和漏斗、油槍等加油工具，并應保持器具的清潔。
    (4)按潤滑規定并結合實際情況選用合適的潤滑油脂。
    (5)確定用油牌號，確定后不能與其他不同牌號的油品混合使用。
    (6)潮濕的場合不宜選用鈉基潤滑脂。
    (7)潤滑開式齒輪和鋼絲繩時，應先把油污清除后，再涂刷合適的潤滑脂。
    (8)對集中潤滑系統宜選用低稠度脂，在低溫或管線較長時，應選用較軟的潤滑脂。
    (9)沒有注油點的轉動部位，可用稀油滴入各轉動縫隙中，以減少磨損和防止銹蝕。
    (10)對電氣設備進行潤滑時，必須在斷電的情況下進行。
    (11)清洗齒輪箱時，應先放干廢油，加入清洗劑至適當高度，空轉數分鐘后，將清洗劑放干凈，然后加入新油。
    (12)定期取樣化驗，并及時換油。
    另外，對于工作頻繁的重要機械和電氣部件，如鋼絲繩、滑輪和滑輪組、制動器的各銷軸，控制器和接觸器的轉軸，電磁鐵銷軸、聯動軸等部位，必須及時進行潤滑。對于其他零部件的潤滑，可結合設備保養和日檢、周檢、月檢、半年檢、年檢的工作同時進行。
    （二）設備的常規保養方法
    應隨時觀察各部分運行狀況是否正常，定期檢查各裝置電動機、電氣控制裝置、電氣元件是否符合規定，聲音和發熱是否異常，接觸器、繼電器等元件動作是否正常、觸頭接觸是否良好、機械聯鎖是否可靠，各機構限位開關動作是否正常、位置是否正確，控制臺上的各種主令開關是否有效。
    (1)日維護的主要內容
    檢查各系統的壓力及其壓力指示的正確性，檢查重要的液壓元件的可靠性。各安全保護和聯鎖的正常作用，設備的潤滑情況，各部位的漏油情況，加熱系統的工作情況。
    (2)周維護的主要內容
    除上述日維護的主要內容外，應檢查液壓元件及管路的連接情況。
    (3)月維護的主要內容
    檢查零部件表面的磨損程度，清洗空氣濾清器，檢查電氣操縱和指示元件的正確反映性能，行程開關、軟管、電纜的工作性能，過濾器的堵塞情況，液壓元件的工作性能，調整導向間隙。
    (4)年維護的主要內容
    中修和清理各液壓閥，電氣高壓開關。檢查電氣線路的絕緣情況，檢查干油站的工作性能，校正標定各顯示儀表，更換損壞的零件和儀表，更換各處的軟密封件，復查設備精度。
    三、設備的維護保養知識
    液壓機是模壓成型的主要設備，現對其維護及保養作簡單介紹。
    一臺液壓機能否生產出合格的制品來，不僅取決于設備的先進性、工藝的合理性、材料的適用性，還取決于對設備的使用、維護和保養。液壓機主要是靠液壓傳動來工作的，因此，這里主要談談液壓傳動系統的維護及保養。
    液壓傳動系統的維護和保養應注意以下幾點。
    1．液壓油要適量
    油箱中的液壓油應經常處于正常油面，配管和油缸的容量很大時，好應放入足夠數量的油。在啟動之后，由于油進入了管道和油缸，油面會下降，甚至使濾油器露出油面，因此必須再一次補油。在使用過程中，還會發生油泄漏，應該在油箱上設計液面計以便經常觀察和補油。
    2.液壓油應經常保持清潔
    (1)油桶上不要積聚雨水和塵土，也不要直接放在地上。
    (2)在清潔泵、閥或油的盛器時，要嚴格防止布屑之類落入油中。
    (3)油箱要經常清洗；在灌油時應通過120目以上的濾油器。
    (4)用透平油洗滌配管，一般先清洗4-5h，然后再漂洗4-5h。
    (5)油需定期檢查和更換，工作油的情況應經常加以注意和檢查。更換工作油的期限，因使用條件、使用地點不同而有很大出入。一般來說，大約一年更換一次，在連續運轉、高溫、灰塵多的地方，要縮短換油周期。
    3.油溫應適當
    油箱的油溫不能超過60℃，一般液壓機械在35-60℃范圍內工作比較合適。從維護的角度看，也應避免油溫過高。油溫過高和油溫異常上升時，應進行檢查，常見有如下原因：
    (1)油的粘度太高。
    (2)回路設計不好，例如效率太低，采用元件的容量太小，流速過高等所致。
    (3)油箱容量小，散熱慢（一般來說，油箱容量在油泵每分鐘排油量的3倍以上）。
    (4)閥的性能不好，例如容易發生振動就可能引起異常發熱。
    (5)由于油質變壞，阻力增大。
    (6)冷卻器的性能不好，例如水量不足，管道內有水垢等。
    4.回路里的空氣應完全排除
    回路里進入空氣后，因為氣體的體積和壓力成反比，所以隨著負荷的變動，油缸的運動也要受到影響（例如機床的切割力是經常變化的，但要保持送進速度平穩，所以應特別避免空氣混入）。另外，空氣又是造成油液變質和發熱的重要原因，所以應特別注意下列事項：
    (1)為了防止回油管回油時帶入空氣，回油管必須插入油面以下。
    (2)入口濾油器堵塞后，吸入阻力大大增加，溶解在油中的空氣分離出來，產生所謂空蝕現象。
    (3)吸入管和泵軸密封部分等都低于大氣壓的地方應注意不要漏入空氣。
    (4)油箱的油面要盡量大些，吸入側和回油側要用隔板隔開，以達到消除氣泡的目的。
    (5)管路及油缸的高部分均要有放氣孔，在啟動時應放掉其中的空氣。
    5.在初次啟動油泵時，應注意的事項
    (1)向泵里灌滿油。
    (2)檢查轉動方向是否正確。
    (3)入口和出口是否接反。
    (4)用手試轉。
    (5)檢查吸入側是否漏入空氣。
    (6)在規定的轉速內啟動和運轉。
    6.在低溫下啟動油泵時，應注意的事項
    (l)在寒冷地帶或冬天啟動油泵時，應該開開停停，往復幾次使油溫上升，油壓裝置運轉靈活后，再進入正式運轉。
    (2)在短時間內用加熱器加熱油箱以提高油溫，但這時油泵等裝置還是冷的，僅僅油是熱的，很容易造成事故，應當注意。
    7.一般技術安全事項
    在液壓系統的安裝、使用、維護中，必須切實注意技術安全，否則會引起傷亡事故。
    (1)原動機傳動油泵的安全裝置，使其保險的功率不超過公稱壓力功率時的1.3倍。
    (2)凡是高速運動的元件，均應加安全罩。
    (3)凡是須用扳手去擰緊或調整的零件，避免安裝在當扳手松滑時容易把手弄傷的地方。
    (4)所有連接螺釘必須擰緊。法蘭上所有螺釘都必須裝上。
    (5)一切連鎖或鎖緊裝置必須校準。例如垂直放置的油缸，如果鎖緊裝置沒搞好，可能因自重下降引起事故。
    (6)檢查用的壓力計等儀表必須放在便于觀察的地方。
    (7)當系統發生故障或事故時，禁止在工作的條件下進行檢查和調整。
    (8)在進行系統試驗時，不允許靠近高壓管道。
    (9)當打開放氣閥時，眼睛不要對著噴射的方向看去。
    (10)高壓系統內，即使是發生微小或局部的噴濺現象，也應停工修理，不能直接用手去堵塞。
    (11)蓄能器注入氣體后，各部分絕對不準打開及松動螺釘，以免發生危險。
    (12)打開蓄能器封蓋前，必須排盡器內氣體，在確切肯定沒有壓力后，方可進行。
    (13)必須特別注意和采取必要的安全措施，避免壓力油濺傷工作人員的可能性。
    四、設備大修計劃及方案
    壓機工作三至五年要進行大修，即將所有可拆零件全部拆卸，進行徹底檢查、修理、更換，而后重新裝配調整恢復原機器的各種性能。
第三節 設備故障及處理
    一、自我保護知識和應急處理方法
    在壓機噴油、失火等突發情況下，可進行緊急停機并報告。急停操作不僅停止壓機的相關動作，而且還將停止泵站工作。因此，除非在緊急狀態下才操作急停按鈕。在一般情況下，應操作手動或自動停止按鈕停止相應的動作。
    二、主要設備常見故障的類型及處理方法
    （一）模壓設備溫度和壓力故障的類型及處理方法
    1.模壓設備溫度過高產生的原因及排除方法
    模壓設備溫度過高產生的原因及排除方法見表5.3
   

   

    2.模壓設備壓力故障產生的原因及排除方法
    模壓設備壓力故障產生的原因及排除方法見表5.4
    （二）液壓傳動系統常見的故障及排除方法
    1.噪音產生原因及消除方法
    噪音產生的原因及排除方法見表5. 5
   

 

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    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見表5.7
    （三）葉片泵常見故障及其排除方法
    葉片泵是精密的液壓元件，維修時不但要懂得其結構和工作原理，而且還要有一定的實踐經驗。
    1．流量不足及壓力提不高
    流量不足的原因及排除故障方法見表5.9
   

   

    2.油液吸不上
    葉片泵油吸不上的原因和排除故障方法見表5.10

    3.泵的噪音過大
    泵的噪音過大的原因及排除故障方法見表5. 11
    （四）油缸機構的修理
    油缸是液壓設備中的重要組成部分，它的技術性能直接影響工作質量。因液壓缸體不但技術要求高，而且是薄壁深孔零件，加工時容易變形。油缸在長期工作中，活塞桿輸出較大的推力，缸體和活塞間有強烈的摩擦，引起缸體內徑尺寸精度下降。油的質量也會引起油缸內壁表面腐蝕，由于上述原因使油缸、活塞間隙增大、內泄漏加劇、甚至使高低壓串通等。此外，活塞與缸體的密封件也會老化、折斷、損壞等，使油缸的工作效力大大下降，甚至不能使用。
    油缸常見故障及其排除方法如下。
    1．爬行或局部速度不均勻
    爬行或局部速度不均勻的原因及故障排除方法見表5.12
   

    2.推力不足
    推力不足的原因及排除故障的方法見表5.13