连续平压热压机在异氰酸酯无醛胶合板生产中的主要故障及解决措施

连续平压热压机在异氰酸酯无醛胶合板生产中的主要故障及解决措施

张正启¹，李骜¹，陈元坤¹，常亮²，马新年¹，潘礼成¹

1. 崇左广林迪芬新材料科技有有限公司，广西  崇左  532200；2. 中国林业科学研究院木材工业研究所，北京  100091

摘要：结合实践经验总结，针对连续平压热压机在异氰酸酯无醛胶合板生产中存在的主要故障进行分析，并提出解决措施，旨在为胶合板连续平压技术的推广应用提供技术支持。

关键词：连续平压热压机；异氰酸酯无醛胶合板；故障分析；解决措施

The Main Malfunction and Solution Measures in Isocyanate Formaldehyde-free Plywood Production by Continuous Flat Press

Zhang Zhengqi¹, Li Ao¹, Chen Yuankun¹, Chang Liang², Ma Xinnian¹, Pan Licheng¹

1. Chongzuo Guanglin Difen New Material Technology Co., Chongzuo 532200, Guangxi, China;

2. Research Institute of Wood Industry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China

Abstract: The main malfunction and solution measures in the production of isocyanate-formaldehyde-free plywood by continuous flat presses were analysed and proposed.This work provides a useful reference for counterparts and a number of technical accumulations for the popularisation and application of the continuous flat pressing technology for plywood.

Key words: continuous flat presses; pMDI plywoods; malfunction analysis; solution measures

连续平压技术是人造板产业最重要的发明之一，是人造板产业先进制造力的代表^[1-2]。近几十年来，连续压机不断优化改进，其运行稳定性不断提高，设备单线产能和超产比例不断增大，连续压机已经成为人造板企业先进性的重要标志之一。人造板连续平压技术最早应用于刨花板生产，之后在纤维板和刨花板制造领域广泛应用，但在胶合板生产制造领域长时间处于空白，西方国家也仅是基于优质的单板原料基础，通过连续压机生产单板层积材^[3-4]。2022年6月8日，笔者单位筹建的全球首条连续平压异氰酸酯（pMDI）无醛胶合板、单板层积材生产线首板顺利下线，在我国首次实现了无醛胶合板连续平压生产^[5]。

连续平压pMDI无醛胶合板，是由经过pMDI雾化施胶的4＇×8＇横纹单板和4＇×8＇顺纹单板交替组成奇数层的板坯，板坯间可以连续搭接组成连续板坯带进入连续压机，也可以以<6 cm间距组成间歇式的板坯带进入连续压机热压胶合而成。基于广西人工林实际情况，4＇×8＇单板是由人工林速生小径桉木旋切的4＇×2＇单板通过整张化技术拼接而成^[6]，人工林速生小径桉木存在孔洞、节眼等天然的材质缺陷，同时，单板拼接加工会产生拼缝、裂缝，pMDI胶黏剂及拼板热熔胶在受热反应或融化发泡后不可避免地从单板的孔洞、拼缝、裂缝溢出，从而导致粘钢带、板坯跑偏、销钉报警及液压油污染等问题频出，造成连续压机频繁跳停或者压力无法稳定控制等故障，这些故障在纤维板、刨花板连续平压生产中并没有可借鉴的经验。

本文针对连续平压机pMDI胶合板生产过程主要故障进行了重点分析，并提出解决措施，为连续平压胶合板生产及连续压机的选型配置优化提供参考。

1  连续压机系统组成及工作原理

以笔者单位购置的连续压机为例，连续压机系统为德国迪芬巴赫集团上海人造板机器厂有限公司制造。压机长48 820 mm，宽1 500 mm，主要由板坯进给部分1、板坯加热加压和保压定尺部分2、成品板出板部分和运输传动部分3、被动辊4和主动辊5、钢带6、辊毯7、热压板8、带加压油缸的支架9等机构组成，见图1所示。

1. 板坯进给部分  2. 板坯加热加压和保压定尺部分  3. 成品板出板部分和运输部分  

4. 被动辊  5. 主动辊  6. 钢带  7. 辊毯  8. 热压板  9.带加压油缸的支架

图1 连续压机结构示意图

该连续压机为框架式结构，油缸安装在上压板与机架之间（见图2），油缸向下移动时向热压板传递压力，向上移动时实现热压板的提升复位；上下环形钢带与上下热压板由圆柱形辊毯间隔（见图3），热压板的压力及热量传递给辊毯，辊毯将压力及热量均匀地传递给钢带，板坯在钢带之间受热受压成型。

1. 机架上连接梁 2. 上钢带支承 3. 上热压板 4. 机架 5. 油缸 6. 上热压板隔热 7. 热压板定位及导向 8. 下热压板 9. 下热压板隔热 10. 下钢带支承 11. 机架下连接梁

图2 连续压机框架结构示意图

图3 热压板、辊毯及钢带相对位置示意图

2  连续平压pMDI胶合板生产的压机主要故障分析及解决措施

2.1 钢带粘料

2.1.1 钢带粘料造成的压机跳停分析

连续压机装有脱模剂喷涂装置、钢带长刷及钢带异物检测装置，脱模剂喷涂装置安装在压机入口处，钢带异物检测装置安装在压机出口，钢带长刷安装在钢带异物检测装置后，这些装置在纤维板及刨花板生产上已属于成熟有效的配置并正常运用，但是在胶合板生产中却不能彻底解决钢带粘料问题。连续平压pMDI胶合板生产中钢带粘料的原因不同，需要做有针对性的分析和处理。

pMDI胶合板在连续平压法生产中出现的钢带粘料，主要是pMDI及单板拼接热熔胶受热从单板的孔洞、拼缝或裂缝溢出粘在钢带上形成凸起物，该凸起物经过钢带异物检测挡板时会碰转挡板触发传感器报警跳停。

2.1.2 钢带粘料造成压机跳停的解决措施

针对pMDI及拼接热熔胶粘附的情况，笔者团队总结认为，粘附物在钢带上处于软化状态时，可以通过如下3个措施解决：一是在压机出口处增设钢带铜刮板，使用3 mm厚的黄铜片制成刮板，安装在钢带异物检测装置前，通过压簧使其保持与钢带贴合，将粘附在钢带上的凸起的pMDI及热熔胶粘异物铲脱落；二是选用适合pMDI高粘附钢带的脱模剂，经验认为，在纤维板、刨花板生产表现较好的几款脱模剂，在连续平压法生产pMDI胶合板中适应程度不高，笔者团队与某公司合作开发的脱模剂极大地改善了pMDI粘附的情况，且使用浓度由40%降至15%，喷涂量由40 g/㎡的降至15 g/㎡；三是在压机入口增设移动钢带短刷，以此解决钢带长刷（缠绕百洁布）无法紧贴钢带进行清洁的弊病。经过连续2个月生产统计表明，在上述3种措施协同下，由钢带粘料报警造成的压机跳停次数由原来每班30次降至零次，钢带粘料问题得到有效地解决。

2.2 销钉跳出报警

2.2.1 销钉跳出报警原因分析

连续压机的销钉是通过链条链板和卡簧固定在辊杆内，如图4所示，其中F为链条链板和卡簧施加给销钉的作用力，f1、f2为销钉与辊杆运行时的摩檫力，当F>f1+f2时，销钉不跳出；当F

图4 跳销分析示意图

连续压机的链条导轨是渐开型的，如图5所示，链条在由压机入口向压机出口运行的过程中，销钉逐步由辊杆内往链条方向拉开，在板坯热压过程中随着板坯成型排汽，水汽中雾化的pMDI会粘附在销钉上，时间久后会造成销钉的积碳，运行摩擦力f1、f2增大，导致连续压机发出销钉跳出报警。

图5 渐开型导轨示意图

2.2.2 销钉跳出报警的解决措施

通过连续压机上下链条销钉的检查对比发现，上链条销钉比下链条销钉更容易积碳，销钉报警多是上链条销钉导致，笔者团队总结认为，可通过如下3个措施解决：一是根据pMDI胶合板连续平压法生产特性，在热压机开始排汽阶段向压机出口方向的两侧安装负压吸风口，及时吸除板坯排汽逸出的pMDI及其汽化的反应物，降低胶黏剂挥发粘附在销钉上的机率；二是使用有效的润滑油品，做好销钉的润滑保养及定期清洁，避免销钉的异常积碳；三是在连续压机的选型上优先选择平行型的链条导轨（见图6），平行型的链条导轨销钉可在压机回程中通过拨片将辊杆推向另一侧，从而实现销钉润滑，更有效地防止销钉在逐渐打开的过程中污染。

图6 平行型导轨示意图

2.3 板坯跑偏撞击钢带跑偏量检测仪

2.3.1 板坯跑偏撞击钢带跑偏量检测仪的原因分析

钢带跑偏量检测仪安装在压机出口，测偏轮紧贴着压机钢带，在以<6 cm间距组成间歇式的板坯带进板时，板坯在离开钢带瞬间，往往会因为多方面因素斜着撞向钢带跑偏量检测仪的测偏轮，导致停机，其中常见的主要原因如下：一是板坯由于瞬间排气量大，使得板坯受钢带的反作用力发生位移偏离，如爆板状况，此时板坯的中心线与压机的中心线成一定的角度，板坯斜着离开压机；二是组坯的单板整齐度不高，板坯中的单板对齐度偏差大，导致凸出部分刮碰到钢带跑偏量检测仪的测偏轮；三是刚进压机第一张板坯有一半是不加压的，导致板坯有一半是松散状态，底部单板卡在压机出口过渡运输机辊筒之间，随后的板坯斜向撞上钢带跑偏量检测仪的测偏轮，导致故障停机。

2.3.2 板坯跑偏撞击钢带跑偏量检测仪的解决措施

钢带跑偏量检测仪损坏更换及校正一般需要2～3小时，严重影响设备的运行率，笔者团队总结认为，可以通过如下措施解决：在钢带跑偏量检测仪前面加装板坯探杆，探杆伸入到上下钢带之间，当板坯在出口处发生错位跑偏一定距离时，先触探杆发报警停机，从而避免钢带跑偏量检测仪被撞，先触发探杆报警停机，只需要操作人员到压机出口稍微校正一下板坯行进位置，即可复位开机，故障处理的时间由2～3小时缩短至2分钟，极大地提高了设备的运行率。但可以肯定的是，加强板坯单板间对齐进板，优化工艺解决爆板问题，防止钢带跑偏引起的板坯跑偏，使压机在合理的工况条件和工艺条件下运行才是最有效的解决办法。

2.4 油缸出现不规律的加不上压力

2.4.1 油缸加不上压力的原因分析

连续压机的液压阀台主要由加压阀块、提升阀块、安全阀块3部分组成，阀块均安装了数个单向阀，如图7所示：6是加压阀块的单向阀，7是提升阀块的单向阀，8是安全阀块的单向阀，加压阀块中，包含了加压阀1、卸荷阀2、阻尼3、溢流阀4和充液阀5。

1. 加压阀  2. 卸荷阀  3. 阻尼  4. 溢流阀  5. 充液阀  6. 加压阀块的单向阀  7. 提升阀块的单向阀  8. 安全阀块的单向阀

图7 连续压机加压液压原理图

油缸加不上压力属于液压系统的故障之一，液压系统的故障率80%来自液压油受到污染导致^[7]。液压油受污染后往往会使液压阀块的阻尼堵塞，单向阀、溢流阀卡住，油缸密封件磨损泄漏，从而导致油缸建立不起压力。

2.4.2 油缸加不上压力的诊断方法

笔者团队总结认为，油缸加不上压力可以按以下两种情况诊断。

一种情况是在正常生产中的状态，左右侧加压阀常亮，说明加压达不到设定压力，进而导致超时而报警。这种现象的判断方式如下：第一步先判断是阀块内漏还是油缸上下腔串油泄漏。判断阀块是否为内漏，只需要手摸加压阀块对应的回油管，若回油管温度明显比相邻的阀组回油管温度高很多，便可判断是阀块内漏。当油缸上下腔串油泄漏时，由于加压管和对应的提升管互通了，会导致管道的温度明显上升，此时现场可听到加压管路有明显的加压进油的流动声音，同时由于液压油在管道里高速流动产生摩擦导致油温升高，加压阀通电的时间越长温度就越高，此时用压力表检测油缸的下腔压力的变化，就可以判断油缸上下腔是否存在串油泄漏。

另一种情况就需要诊断阀块内部是否漏油。如果加压阀频繁得失电，压力能上来且加压速度正常，但一失电压力就下降，则主要原因有3种：一是加压阀对应的单向阀内漏；二是是卸压阀内漏，这种情况首先可进行加压阀和卸压阀互换，再开机测试，加压正常了那就是卸压阀内漏；若还是加压阀一失电，压力就下降，可能是单向阀内漏；三是溢流阀内漏，这种情况可把溢流阀压力稍微调大，观察压力是否加上，再手摸溢流阀看温度是不是高于其他液压件，若压力未加上且溢流阀的温度高于其他液压件，则判断溢流阀内漏。如果加压阀常得电，压力能加一点点，但达不到所需压力或者直接不加压，则主要原因有3种：一是加压阀的阻尼跑出来堵住了加压阀的通道，使得压力无法传递到油缸及压力传感器的通道；二是卸压阀里的阻尼出来了，卡住卸压阀阀芯，导致大流量泄压，这时候加压阀和卸荷阀的温度比较高；三是充液阀内漏，若是这种情况则因为充液阀的通径仅为25 mm，有铁削卡住，也是建立不起来压力。

2.4.3 油缸不规律加不上压力的解决措施

笔者团队总结发现，在连续压机正常生产胶合板时，有几组油缸会出现不定时不规律的加压不到位的情况。经上述诊断方法的逐一排查，有时候是阻尼跑出，有时候是卸荷阀或加压阀阀芯卡住（可手动捅阀解决），有时候是单向阀卡住造成泄漏，但最根本的原因是油缸的密封件损坏导致液压油被污染，最终出现油缸不规律的加不上压力的情况。

 通过持续观察发现，油缸密封件损坏主要是油缸的缸芯粘上了一层薄薄的pMDI粘附物，缸芯在行程上下活动摩擦中使密封件磨损，产生的细屑杂质将液压油污染。可见油缸不规律加不上压力的根本原因，乃是液压油污染。

笔者团队总结认为，可以通过如下3个措施解决：一是对整个液压系统的液压油进行过滤，并检查清理干净回油管路及液压油罐的污染物；二是对连续压机串油的油缸进行更换；三是对连续压机所有油缸缸芯安装防护罩，如图8、图9所示，彻底防止油缸缸芯被pMDI粘附。

3  结语

连续平压机生产胶合板，实现胶合板规模化、自动化、稳定化和清洁化生产，将是胶合板产业的发展趋势。笔者团队分析了连续平压机在异氰酸酯无醛胶合板生产中出现的故障问题，并提出了解决措施，旨在为同行提供借鉴。随着胶合板使用连续压机乃至整线装备技术的不断优化，将助推我国高端胶合板产业进一步转型升级。

参考文献：略

引文格式：张正启, 李骜, 陈元坤, 常亮, 马新年, 潘礼成.  连续平压热压机在异氰酸酯无醛胶合板生产中的主要故障及解决措施[J]. 中国人造板, 2024, 31(6): 18-24. DOI：10.12393/j.1673-5064.20240603