塑料分选机自制全流程指南：从原理到实践的技术解析

一、明确分选原理与技术路线

（一）常见分选技术选择

1. 密度分选：基于不同塑料密度差异实现分离，适用于初步分拣。例如，PE（聚乙烯）密度约 0.91-0.96g/cm³，PVC（聚氯乙烯）密度约 1.3-1.45g/cm³，通过水槽或盐水池作为介质，可使低密度塑料上浮，高密度塑料下沉。此方法结构简单，适合处理量大、精度要求不高的场景。
2. 静电分选：利用塑料摩擦生电特性，在高压电场中实现分离。不同材质塑料摩擦后带电性质和电量不同，如 ABS 与 PS 摩擦后，ABS 带正电，PS 带负电，在电场作用下向不同极板移动。该技术适用于分离摩擦带电差异明显的塑料组合，但对环境湿度要求高。
3. 近红外光谱分选：通过近红外光谱传感器识别塑料材质，是精度最高的分选技术。每种塑料对近红外光的吸收和反射特性不同，传感器将扫描获取的光谱与标准数据库比对，确定材质后通过气刀分离。此技术适合处理复杂混合塑料，但制作成本高，对技术要求复杂。

（二）确定设备类型与规模

• 小型实验设备：处理量 50-100kg/h，适用于家庭作坊或实验室，可采用单一密度分选或简易静电分选。
• 中型实用设备：处理量 200-500kg/h，适合小型回收站，可集成密度分选与静电分选。
• 大型工业设备：处理量 1 吨 /h 以上，需采用近红外光谱分选技术，适合规模化再生工厂。

二、材料与零部件采购

（一）核心部件选型

1. 机架与外壳：选用 Q235 碳钢或不锈钢材质。小型设备机架厚度 3-5mm，通过焊接或螺栓连接成型；大型设备需增加加强筋，确保结构稳定性。例如，制作小型密度分选机，可使用 40×40mm 方管焊接机架，表面喷涂防锈漆。
2. 分选系统：
   • 密度分选：水槽选用不锈钢板折弯焊接，尺寸根据处理量确定，如处理量 200kg/h 的水槽，长宽高可设计为 2000×800×1200mm，底部设置排泥口。
   • 静电分选：采购高压静电发生器（输出电压 10-30kV），定制平行极板（间距 50-100mm），极板材质为不锈钢或铝板。
   • 近红外光谱分选：选用工业级光谱传感器模块，搭配 PLC 控制系统，气刀选用亚德客等品牌的气动元件。
3. 传动系统：采用 “电机 + 减速机” 组合。小型设备可选 0.75-2.2kW 电机，配摆线针轮减速机；大型设备需 5.5kW 以上电机，配合齿轮减速机，确保稳定输出扭矩。

（二）辅助材料准备

• 输送带：根据处理量选择 PVC 或橡胶材质，带宽 200-800mm，长度根据设备布局确定。
• 电气元件：包括断路器、接触器、继电器等，选用正泰、施耐德等品牌，确保电气安全。
• 密封材料：水槽等部件需使用硅胶密封条，防止漏水。

三、制作流程详解

（一）机架组装

1. 按照设计图纸切割钢材，使用角磨机打磨切口毛刺。
2. 通过二氧化碳保护焊或氩弧焊焊接机架，确保焊缝均匀、牢固，焊接后进行校直处理。
3. 安装地脚螺栓或调整脚杯，保证设备水平放置，避免运行时振动。

（二）分选系统安装

1. 密度分选系统：
   • 安装水槽，在水槽底部焊接支撑腿，确保水平。
   • 安装搅拌装置，使用电机带动搅拌桨，转速控制在 30-60 转 / 分钟，防止水流过急影响分选效果。
   • 安装刮板输送机，将漂浮塑料输送至收集区域，刮板间距根据塑料尺寸调整。
2. 静电分选系统：
   • 固定平行极板，确保间距均匀，极板表面光滑无毛刺。
   • 安装高压静电发生器，连接极板时做好绝缘防护，使用绝缘子固定导线。
   • 调试电场强度，逐步升高电压至 15-20kV，测试塑料带电分离效果。
3. 近红外光谱分选系统：
   • 安装光谱传感器，确保扫描窗口与输送带垂直，距离物料表面 100-150mm。
   • 连接 PLC 控制柜，编写控制程序，设置材质识别逻辑和分选动作触发条件。
   • 安装气刀组件，调整气刀角度和喷气压力，测试分离准确性。

（三）电气与控制系统安装

1. 铺设电气线路，使用线槽或线管保护电线，避免磨损。
2. 安装 PLC 控制柜，连接电机、传感器、气阀等执行元件，编写自动化控制程序，实现设备启停、速度调节、故障报警等功能。
3. 安装触摸屏，设置操作界面，方便参数调整和运行状态监控。

四、设备调试与优化

（一）空载试运行

1. 接通电源，检查电机转向是否正确，设备运行时有无异常噪音。
2. 测试输送带运行是否平稳，调整张紧装置，避免跑偏。
3. 检查静电分选系统的电场强度和近红外光谱分选系统的识别功能，确保参数设置正常。

（二）负载测试

1. 投入少量塑料物料，观察分选效果。若密度分选出现分离不彻底，调整搅拌速度或介质密度；静电分选效果不佳时，调整电压或极板间距。
2. 测试设备处理量，逐步增加进料速度，记录设备运行状态和分选精度，找出最佳运行参数。
3. 检查设备的能耗，计算单位处理量的耗电量，评估能效比。

（三）优化改进

1. 根据测试结果，对设备进行结构优化。如增加导流板改善密度分选水流分布，调整气刀位置提高近红外分选准确性。
2. 完善控制系统，增加自动检测和调节功能，如根据物料湿度自动调整静电分选电压。
3. 加装防护装置，如输送带防护罩、电气安全锁，确保操作人员安全。