[01499118]塑料压力管道多角度热熔焊机的研究开发

任务来源：“塑料压力管道多角度热熔焊机的研究开发”项目(计划编号：2005C21091)是浙江省科技厅科技计划重点项目。应用领域和技术原理：所开发的设备－塑料压力管道多角度热熔焊机(简称“角度焊机”)主要用于燃气、给排水、石油化工等领域的以PE、PP为主要材质的大直径管状零件的焊接，在无需模具的情况下，以实现二个管状零件带有角度的连接(包括角度为零度的对接)。角度焊机主要由机座部件、刀盘部件、热板部件、夹具体部件、控制装置等组成。其工作原理和工作过程如下：管状零件焊接时，先按要求选择好安装在机座上的夹具体部件并调节好角度，将需要焊接的管状零件放上并夹紧；然后用双面圆盘铣刀铣削两焊件的端面，以保证两端面相互间的平行；检查并调整好两端面的错边后，再用热板加热两端面至热融状态后，快速将热板移出加热位置，通过液压系统将两热融状态下的管状零件相对运动至接触状态，在一定压力下保持合适的时间，使两焊接件紧密地结合、达到规定的连接强度。所开发的设备主要性能指标如下：(1)具有手动和自动操作功能，能熔接PE(聚乙烯)为主要材质的塑料管道。(2)可熔接管道直径范围160-315mm，能满足多角度(45°、60°、75°、90°)焊接。(3)焊接成管件端面尺寸符合GB15558.1-2003(燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统，第1部分：管材)或GB13663-2000(给水用聚乙烯(PE)管材)相应规格管材的尺寸要求。(4)设定的熔接温度在180℃-230℃范围内可调，显示的动态熔接温度在设定温度值的±5℃，电热板表面温差±10℃范围内。(5)焊接后管道的短期静压强度指标符合GB15558.1-2003(燃气用埋地聚乙烯管道系统第一部分：管材)或GB13663-2000(给水用聚乙烯(PE)管材)中相关标准要求。熔接压力在0-6.3MPa范围内连续可调。该设备及其所产的制品已通过浙江方正轻纺机械检测中心有限公司和国家化学建材质量监督检验中心的检测。所测指标都达到了省科技厅合同书要求。成果的创造性、先进性：研发的角度焊机是集计算机、机、电和液压控制于一体的高科技产品。其主要创新点为：(1)它是以工业控制机为核心与智能仪表相结合，采用基于电液比例阀的液压系统，使用界面友好、操作简便，以提高角度焊机自动化程度和质量稳定性。(2)用液压马达驱动刀盘运动，这种设计方法使刀具的转速可变化的，以满足不同管径、材料的切削速度要求。(3)在刀盘部件上采用带液压锁的独特设计，使刀盘部件在切削过程中无须其它固定便可稳定地工作，并用集成块式的液压系统设计，使其具有结构紧凑、工作可靠等特点。(4)针对热板焊的特点对加热、保温控制采用PID调节，使焊机的工作温度按所设定的工艺参数。产品具有自主的知识产权，申请了二项专利(审查完毕，已准备发证)：塑料压力管道多角度热熔焊机连接机构(专利申请号：200820084617.6)，塑料压力管道多角度热熔焊机刀盘部件液压锁(专利受理号：200820084618.0)和一项软件著作－JRH塑料管道多角度焊机控制系统(登记号：2008SR31649)，并发表相关论文二篇。根据课题组的测算，研发的角度焊机成本在5.2万元左右，而目前国产焊机的售价一般在8万以上；课题组也测算了用该焊机生产某一规格焊制管件的日毛利有1500元(详见“工作总结”)，有较大的利润空间和广阔的市场前景。课题组调研的市场情况：PE管现逐步在一些经济发达的城市与“西气东输”沿线的部分地区推广使用，并逐步发展到全国各地。随着国家“西气东输”、“俄气南供”、“近海气登陆”及“煤层气开发”等项目的实施，PE管在城市建设中的应用日益扩大，对大口径PE管件的需求也越来越大来满足施工的要求。许多PE管道生产厂在购买对焊机将自己生产的管材等焊制成各种管件，另一方面专业化安装公司也在用角度焊机焊接PE管件。从有关渠道了解，浙江省短时间内产生许多PE管材和管件的生产厂家，因此，角度焊机等塑料管道熔接设备有着广阔的市场。