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挤出机_百度百科
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  挤出机依据机头料流方向以及螺杆中心线的夹角,可以将机头分成直角机头和斜角机头等。

  螺杆挤出机是依靠螺杆旋转产生的压力及剪切力,能使得物料可以充分进行塑化以及均匀混合,通过口模成型。

  挤出机起源于18世纪,Joseph Bramah(英格兰)于1795年所制造的用于制造无缝铅管的手动活塞式压出机就被认为是世界上的第一台挤出机。从那时起,在19世纪前50年期间,挤出机基本上只适用于铅管的生产、通心粉以及其它食品的加工、制砖及陶瓷工业。在作为一种制造方法的发展过程中,第1次有明确记载的是R.Brooman在1845年申请的用挤出机生产固特波胶电线的专利。固特波公司的H.Bewlgy随后对该挤出机进行了改进,并于1851年将它用于包覆在Dover和Calais公司之间的第1根海底电缆的铜线年英国人M.Gray取得第一个采用阿基米德螺线式螺杆挤出机专利。在此后的25年内,挤出方法逐渐重要,并且逐渐由电动操纵的挤出机迅速替代了以往的手动挤出机。1935年德国机械制造商Paul Troestar生产出用于热塑性塑料的挤出机。1939年他们把塑料挤出机发展到了一个现阶段——现代单螺杆挤出机阶段。

  在原料粉末里添加水或适当的液体,并进行不断的搅拌。将搅拌好的材料,用高挤出压力从多孔机头或金属网挤出。

  通常是把材料放入圆筒形容器以后,用螺杆挤出材料。在使用变频技术以后,可对压力进行控制,从而可以选择最合适的线性速度。

  单螺杆一般在有效长度上分为三段,按螺杆直径大小 螺距 螺深确定三段有效长度,一般按各占三分之一划分。

  料口最后一道螺纹开始叫输送段:物料在此处要求不能塑化,但要预热、受压挤实,过去老挤出理论认为此处物料是松散体,后来通过证明此处物料实际是固体塞,就是说这里物料受挤压后是一固体象塞子一样,因此只要完成输送任务就是它的功能了。

  第二段叫压缩段,此时螺槽体积由大逐渐变小,并且温度要达到物料塑化程度,此处产生压缩由输送段三,在这里压缩到一,这叫螺杆的压缩比--3﹕1,有的机器也有变化,完成塑化的物料进入到第三段。

  第三段是计量段,此处物料保持塑化温度,只是象计量泵那样准确、定量输送熔体物料,以供给机头,此时温度不能低于塑化温度,一般略高点。

  动力部分节能:大多采用变频器,节能方式是通过节约电机的余耗能,例如电机的实际功率是50Hz,而你在生产中实际上只需要30Hz就足够生产了,那些多余的能耗就白白浪费了,变频器就是改变电机的功率输出达到节能的效果。

  加热部分节能:加热部分节能大多是采用电磁加热器节能,节能率约是老式电阻圈的30%~70%。

  塑料物料从料斗进入到挤出机,在螺杆的转动带动下将其向前进行输送,物料在向前运动的过程中,接受料筒的加热、螺杆带来的剪切以及压缩作用使得物料熔融,因而实现了在玻璃态、高弹态和粘流态的三态间的变化。

  在进行加压的情况,使得处于粘流态的物料通过具有一定的形状的口模,然后根据口模而成为横截面和口模样子相仿的连续体。继而冷却定型形成玻璃态,由此得到所需加工的制件。

  在挤出机中,一般情况下,最基本和最通用的是单螺杆挤出机。其主要包括:传动、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模等六个部分。

  传动部分通常由电动机,减速箱和轴承等组成。在挤出的过程中,螺杆转速必须稳定,不能随着螺杆负荷的变化而变化,这样才能保持所得制品的质量均匀一致。但是在不同的场合下又要要求螺杆可以变速,以达到一台设备可以挤出不同塑料或不同制品的要求。因此,本部分一般采用交流整流子电动机、直流电动机等装置,以达到无级变速,一般螺杆转速为10~100转/分。

  传动系统的作用是驱动螺杆,供给螺杆在挤出过程中所需要的力矩和转速,通常由电动机、减速器和轴承等组成。而在结构基本相同的前提下,减速机的制造成本大致与其外形尺寸及重量成正比。因为减速机的外形和重量大,意味着制造时消耗的材料多,另所使用的轴承也比较大,使制造成本增加。

  同样螺杆直径的挤出机,高速高效的挤出机比常规的挤出机所消耗的能量多,电机功率加大一倍,减速机的机座号相应加大是必须的。但高的螺杆速度,意味着低的减速比。同样大小的减速机,低减速比的与大减速比的相比,齿轮模数增大,减速机承受负荷的能力也增大。因此减速机的体积重量的增大,不是与电机功率的增大成线性比例的。如果用挤出量做分母,除以减速机重量,高速高效的挤出机得数小,普通挤出机得数大。以单位产量计,高速高效挤出机的电机功率小及减速机重量小,意味着高速高效挤出机的单位产量机器制造成本比普通挤出机低。

  供料一般大多采用粒料,但也可以采用带状料或者粉料。装料设备通常都使用锥形加料斗,其容积要求至少能提供一个小时的用量。料斗底部有截断装置,以便调整和切断料流,在料斗的侧面装有视孔和标定计量的装置。有些料斗还可能带有防止原料从空气中吸收水分的减压装置或者加热装置,或者有些料筒还自带搅拌器,能为其自动上料或加料。

  料斗一般做成对称形式。在料斗的侧面开有视窗,以观察料位及上料情况,料斗的底部有开合门,以停止和调节加料量。料斗上方加盖子,防止灰尘、湿气及杂质落入。在选择料斗材料时,最好用轻便、耐腐蚀和易加工材料,一般多用铝板和不锈钢板。料斗的容积要视挤出机的规格大小和上料方式而定。一般为挤出机1~1.5h的挤出量。

  上料方式有人工上料和自动上料两种。自动上料主要有弹簧上料、鼓风上料、真空上料、运输带传送上料等形式。一般情况下,小型挤出机用人工上料,大型挤出机用自动上料。

  原理——物料依靠自身的重量进入料筒,包括人工上料、弹簧上料、鼓风上料。

  特点——结构简单,成本低。但容易造成进料不均匀,从而影响制件的质量。它只适用于小规格的挤出机。

  原理——在料斗中装上能对物料施加外压力的装置,强制物料进入挤出机料筒中。

  特点——能克服“架桥”现象,使加料均匀。加料螺旋由挤出机螺杆通过传动链驱动,使其转速与螺杆转速相适应。能在加料口堵塞时启动过载保护装置,从而避免了加料装置的损坏。

  一般为一个金属料桶,为合金钢或者内衬为合金钢的复合钢管制成。其基本特点为耐温耐压强度较高,坚固耐磨耐腐蚀。一般料筒的长度为其直径的15~30倍,其长度以使物料得到充分加热和塑化均匀为原则。料筒应该有其足够的厚度与刚度。内部应该光滑,但是有些料筒刻有各种沟槽,以增大与塑料的摩擦力。在料筒外部附有电阻、电感以及其他方式加热的电热器、温度自控装置及冷却系统。

  优点——容易保证较高的制造精度和装配精度,可以简化装配工作,料筒受热均匀,应用较多。

  缺点——由于料筒长度大,加工要求较高,对加工设备的要求也很严格。料筒内表面磨损后难以修复。

  缺点——对加工精度要求很高,由于分段多,难以保证各段的同轴度,法兰连接处破坏了料筒加热的均匀性,增加了热量损失,加热冷却系统的设置和维修也较困难

  加工方法——在一般碳素钢或铸钢的基体内部镶或铸一层合金钢材料。它既能满足料筒对材质的要求,又能节省贵重金属材料。

  ① 衬套式料筒:料筒内配上可更换的合金钢衬套。节省贵重金属,衬套可更换,提高了料筒的使用寿命。但其设计、制造和装配都较复杂。

  ② 浇铸式料筒:在料筒内壁上离心浇铸一层大约2mm厚的合金,然后用研磨法得到所需要的料筒内径尺寸。合金层与料筒的基体结合得很好,且沿料筒轴向长度上的结合较均匀,既没有剥落的倾向,又不会开裂,还有极好的滑动性能,耐磨性高,使用寿命长。

  为了提高固体输送率,由固体输送理论知,一种方法就是增加料筒表面的摩擦系数,还有一种方法就是增加加料口处的物料通过垂直于螺杆轴线的横截面的面积。在料筒加料段内壁开设纵向沟槽和将加料段靠近加料口处的一段料筒内壁做成锥形就是这两种方法的具体化。

  为了提高固体输送量,还有一种方法。就是冷却加料段料筒,目的是使被输送的物料的温度保持在软化点或熔点以下,避免熔膜出现,以保持物料的固体摩擦性质。

  采用上述方法后,输送效率由0.3提高到0.6,而且挤出量对机头压力变化的敏感性较小。

  螺杆是挤出机的心脏,是挤出机的关键部件,螺杆的性能好坏,决定了一台挤出机的生产率、塑化质量、填加物的分散性、熔体温度、动力消耗等。是挤出机最重要的部件,它可以直接影响到挤出机的应用范围和生产效率。通过螺杆的转动对塑料产生极压的作用,塑料在料筒中才可以发生移动、增压以及从摩擦中获取部分热量,塑料在料筒的中的移动过程中获得混合和塑化,黏流态的熔体在被挤压而流经口模时,获得所需的形状而成型。与料筒一样,螺杆也是用高强度、耐热和耐腐蚀的合金制备而成。

  由于塑料的种类很多,它们的性质也各不相同。因此在实际操作中,为了适应不同的塑料加工需要,所需的螺杆种类不同,结构也有各有差别。以便能最大效率的对塑料产生最大化运输、挤压、混合和塑化作用。图为几种较常见的螺杆。

  表示螺杆特征的基本参数包括以下几点:直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺杆和料筒的间隙等。

  最常见的螺杆直径D大约为45~150毫米。螺杆直径增大,挤出机的加工能力也相应提高,挤出机的生产率与螺杆直径D的平方呈正比。螺杆工作部分有效长度与直径之比(简称长径比,表示为L/D)通常为18~25。L/D大,能改善物料温度分布,有利于塑料的混合和塑化,并能减少漏流和逆流。提高挤出机的生产能力,L/D大的螺杆适应性较强,能用于多种塑料的挤出;但L/D过大时,会使塑科受热时间增长而降解,同时因螺杆自重增加,自由端挠曲下垂,容易引起料简与螺杆间擦伤,并使制造加工困难;增大了挤出机的功率消耗。过短的螺杆,容易引起混炼的塑化不良。

  料筒内径与螺杆直径差的一半称间隙δ,它能影响挤出机的生产能力,随δ的增大,生产率降低.通常控制δ在0.1一0.6毫米左右为宜。 δ 小,物料受到的剪切作用较大,有利于塑化,但δ过小,强烈的剪切作用容易引起物料出现热机械降解,同时易使螺杆被抱住或与料筒壁摩擦,而且, δ太小时,物料的漏琉和逆流几乎没有,在一定程度上影响熔体的混合。

  螺旋角Φ是螺纹与螺杆横断面的夹角,随Φ增大,挤出机的生产能力提高,但对塑料产生的剪切作用和挤压力减小,通常螺旋角介于10°到30°之间,沿螺杆长度的变化方向而改变,常采用等距螺杆,取螺距等于直径,Φ的值约为17°41′

  压缩比越大,塑料收到的挤压比也就越大。螺槽浅时,能对塑料产生较高的剪切速率,有利于料筒壁和物料间的传热,物料混合和塑化效率越高,反而生产率会降低;反之,螺槽深时。情况刚好相反。因此,热敏性材料(如聚氯乙烯)宜用深螺槽螺杆;而熔体粘度低和热稳定性较高的塑料(如聚酰胺),宜用浅螺槽螺杆。

  物料沿螺杆前移时,经历着温度、压力、粘度等的变化,这种变化在螺杆全长范围内是不相同的,根据物料的变化特征可将螺杆分为加(送)料段、压缩段和均化段。

  塑料有热固性和热塑性二大类,热固性塑料成型固化后,不能再加热熔融成型。而热塑性塑料成型后的制品可再加热熔融成型其它制品。

  热塑性塑料随着温度的改变,产生玻璃态、高弹态和粘流态三态变化,随温度重复变动,三态产生重复变化。

  玻璃态——塑料呈现为刚硬固体;热运动能小,分子间力大,形变主要由键角变形所贡献;除去外力后形变瞬时恢复,属于普弹形变。

  高弹态——塑料呈现为类橡胶物质;形变由链段取向引起大分子构象舒展作出的贡献,形变值大;除去外力后形变可恢复但有时间依赖性,属于高弹形变。

  粘流态——塑料呈现为高粘性熔体;热能进一步激化了链状分子的相对滑移运动;形变不可逆,属于塑性形变

  塑料玻璃态时可切削加工。高弹态时可拉伸加工,如拉丝纺织、挤管、吹塑和热成型等。粘流态时可涂复、滚塑和注塑等加工。

  当温度高于粘流态时,塑料就会产生热分解,当温度低于玻璃态时塑料就会产生脆化。当塑料温度高于粘流态或低于玻璃态趋向时,均使热塑性塑料趋向严重的恶化和破坏,所以在加工或使用塑料制品时要避开这二种温度区域。

  塑料在挤出机中存在三种物理状态——玻璃态、高弹态和粘流态的变化过程,每一状态对螺杆结构要求不同。

  加料段的作用是将料斗供给的料送往压缩段,塑料在移动过程中一般保持固体状态,由于受热而部分熔化。加料段的长度随塑料种类不同,可从料斗不远处起至螺杯总长75%止。

  大体说,挤出结晶聚合物最长,硬性无定形聚合物次之,软性无定形聚合物最短。由于加料段不一定要产生压缩作用,故其螺槽容积可以保持不变,螺旋角的大小对本段送科能力影响较大,实际影响着挤出机的生产率。通常粉状物料的螺旋角为30度左右,时生产率最高,方块状物料螺旋角宜选择15度左右,因球形物料宜选选择17度左右。

  压缩段(迁移段)的作用是压实物料,使物料由固体转化为熔融体,并排除物料中的空气;为适应将物料中气体推回至加料段、压实物料和物料熔化时体积减小的特点,本段螺杆应对塑料产生较大的剪切作用和压缩。为此,通常是使螺槽容积逐渐缩减,缩减的程度由塑料的压缩率(制品的比重/塑料的表观比重)决定。压缩比除与塑料的压缩率有关外还与塑料的形态有关,粉料比重小,夹带的空气多,需较大的压缩比(可达4~5),而粒料仅2.5~3。

  压缩段的长度主要和塑料的熔点等性能有关。熔化温度范围宽的塑料,如聚氯乙烯150℃以上开始熔化,压缩段最长,可达螺杆全长100%(渐变型),熔化温度范围窄的聚乙烯(低密度聚乙烯105~120℃,高密度聚乙烯125~135℃)等,压缩段为螺杆全长的45~50%;熔化温度范围很窄的大多数聚合物如聚酰胺等,压缩段甚至只有一个螺距的长度。

  压缩比ε:一般指几何压缩比,它是螺杆加料段第一个螺槽容积和均化段最后一个螺槽容积之比。

  均化段(计量段)的作用是将熔融物料,定容(定量)定压地送入机头使其在口模中成型。均化段的螺槽容积与加料段一样恒定不变。为避免物料因滞留在螺杆头端面死角处,引起分解,螺杆头部常设计成锥形或半圆形;有些螺汗的均化段是一表面完全平滑的杆体称为鱼雷头,但也有刻上凹槽或铣刻成花纹的。鱼雷头具有搅拌和节制物料、消除流动时脉动(脉冲)现象的作用,并随增大物料的压力,降低料层厚度,改善加热状况,且能进一步提高螺杆塑化效率。本段可为螺杆全长20一25%。

  d. 根据熔体输送理论,熔体在螺杆均化段的流动有四种形式,熔融物料在螺槽中的流动是这四种流动的组合:

  逆流——流动方向与正流相反,由机头、多孔板、过滤板等阻力引起的压力梯度所造成。

  横流——熔体沿着垂直于螺纹壁方向的流动,影响挤出过程中熔体的混合和热交换作用。

  ① 等距渐变螺杆:从加料段开始至均化段的最后一个螺槽的深度是逐渐变浅的螺杆。在较长的熔融段上,螺槽深度是逐渐变浅的。

  ② 等距突变螺杆:即加料段和均化段的螺槽深度不变,在熔融段处的螺槽深度突然变浅的螺杆

  等深变距螺杆是指螺槽深度不变,螺距从加料段第一个螺槽开始至均化段末端是从宽渐变窄的。

  等深变距螺杆的特点是由于螺槽等深,在加料口位置上的螺杆截面积较大,有足够的强度,有利于增加转速,从而可提高生产率。但螺杆加工较困难,熔料倒流量较大,均化作用差,较少采用

  变深变距螺杆是指螺槽深度和螺纹升角从加料段开始至均化末端都是逐渐变化的,即螺纹升程从宽逐渐变窄,螺槽深度由深逐渐变浅的螺杆。该螺杆具有前面两种螺杆的特点,但机械加工较困难,较少采用。

  螺杆是挤出机的关键部件,作为螺杆的材料必须具备耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高强度等特性,同时还应具有切削性能好、热处理后残余应力小、热变形小等特点。

  ①力学性能高。要有足够的强度,以适应高温、高压的工作条件,提高螺杆的使用寿命。

  ①熔融段同时有固体床和熔池同居一个螺槽中,熔池不断增宽,固体床逐渐变窄,从而减少了固体床于机筒壁的接触面积,减少了机筒壁直接传给固体床的热量,降低了熔融效率,致使挤出量不高;

  在压缩段增设一条副螺纹,克服了常规螺杆中固体床和熔体共存一个螺槽中所产生的缺点,将熔融物料和未熔物料尽早分离,从而促进了未熔物料的熔融。

  这种螺杆塑化效率高,塑化质量好。由于没有固体床解体,产量波动、压力波动和温度波动都比较小,并具有排气性能好、能耗低等优点,应用较广。

  在普通螺杆的某一部位设置屏障段,使未熔的固体不能通过,并促使固体熔融的一种螺杆。

  这种螺杆通过剪切作用和涡流的混合作用,将机械能转变为热能并进行热交换,使物料熔融均化,并且径向温差小,产量、质量都比常规螺杆好。

  物料流经过销钉时,销钉将固体料或未彻底熔融的料分成许多细小料流,这些料流在两排销钉间较宽位置又汇合,经过多次汇合分离,物料塑化质量得以提高。

  销钉设置在熔融区,排列形状有人字形、环形等,销钉形状有圆柱形、菱形、方形等。

  由于销钉将熔料多次分割分流,增加了对物料的混炼、均化和添加剂的分散性。另外,由于固体碎片在熔融的过程中不断从熔体中吸收热量,有可能降低熔料温度,故可获得低温挤出。

  由带加料段的螺杆本体和各种不同职能的螺杆元件如输送元件、混炼元件和剪切元件等组成。改变这些元件的种类、数量、和组合顺序,可以得到各种特性的螺杆,以适应不同物料和不同制件的加工要求,并找出最佳工作条件。

  这种螺杆适应性强,易获得最佳工作条件,在一定程度上解决了万能与专用的矛盾,因此得到越来越广泛的应用。但设计复杂,组合元件之间拆装较麻烦,在直径较小的螺杆上实现有困难。

  机头和口模通常为一整体,习惯上统称机头;但也有机头和口模各自分开的情况。机头的作用是将处于旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动,使塑料进一步塑化均匀,并使熔体均匀而平稳的导入口模,还赋予必要的成型压力,使塑料易于成型和所得制品密实。口模为具有一定截面形状的通道,塑料熔体在口模中流动时取得所需形状,并被口模外的定型装置和冷却系统冷却硬化而成型。机头与口模的组成部件包括过滤网、多孔扳、分流器(有时它与模芯结合成一个部件)、模芯、口模和机颈等部件。

  机头中的多孔板能使机头和料筒对中定位,并能支承过滤网(过滤熔体中不熔杂质)和对熔体产生反压等。机头中还有校正和调整装置(定位螺钉),能调正和校正模芯与口模的同心度、尺寸和外形。在生产管子或吹塑薄膜时,通过机颈和模芯可引入压缩空气。按照料流方向与螺杆中心线有无夹角,可以将机头分为直角机头(又称T型机头)、角式机头(直角或其它角度)。直角机头主要用于挤管、片和其它型材,角式机头多用于挤薄膜、线缆包复物及吹塑制品等.

  塑料挤出机组的辅机主要包括放线装置、校直装置、预热装置、冷却装置、牵引装置、计米器、火花试验机、收线装置。挤出机组的用途不同其选配用的辅助设备也不尽相同,如还有切断器、吹干器、印字装置等。

  塑料挤出废品类型中最常见的一种是偏心,而线芯各种型式的弯曲则是产生绝缘偏心的重要原因之一。在护套挤出中,护套表面的刮伤也往往是由缆芯的弯曲造成的。因此,各种挤塑机组中的校直装置是必不可少。校直装置的主要型式有:滚筒式(分为水平式和垂直式);滑轮式(分为单滑轮和滑轮组);绞轮式,兼起拖动、校直、稳定张力等多种作用;压轮式(分为水平式和垂直式)等。

  缆芯预热对于绝缘挤出和护套挤出都是必要的。对于绝缘层,尤其是薄层绝缘,不能允许气孔的存在,线芯在挤包前通过高温预热可以彻底清除表面的水份、油污。对于护套挤出来讲,其主要作用在于烘干缆芯,防止由于潮气(或绕包垫层的湿气)的作用使护套中出现气孔的可能。预热还可防止挤出中塑料因骤冷而残留内压力的作用。在挤塑料过程中,预热可消除冷线进入高温机头,在模口处与塑胶接触时形成的悬殊温差,避免塑胶温度的波动而导致挤出压力的波动,从而稳定挤出量,保证挤出质量。挤塑机组中均采用电加热线芯预热装置,要求有足够的容量并保证升温迅速,使线芯预热和缆芯烘干效率高。预热温度受放线速度的制约,一般与机头温度相仿即可。

  成型的塑料挤包层在离开机头后,应立即进行冷却定型,否则会在重力的作用下发生变形。冷却的方式通常采用水冷却,并根据水温不同,分为急冷和缓冷。急冷就是冷水直接冷却,急冷对塑料挤包层定型有利,但对结晶高聚物而言,因骤热冷却,易在挤包层组织内部残留内应力,导致使用过程中产生龟裂,一般PVC塑胶层采用急冷。缓冷则是为了减少制品的内应力,在冷却水槽中分段放置不同温度的水,使制品逐渐降温定型,对PE、PP的挤出就采用缓冷进行,即经过热水、温水、冷水三段冷却。

  单螺杆的机器和双螺杆的机器:一个是一根螺杆,一个是两根螺杆.都是用的一个电机带动的.功率因螺杆不同而不同。50锥双的功率约为20kW,65的约为37kW.产量与料及螺杆有关,50锥双的产量约为100-150kg/h,65锥双约为200-280kg/h。单螺杆的产量就只有一半。

  挤出机按其螺杆数量可以分为单螺杆、双螺杆和多螺杆挤出机。如今以单螺杆挤出机应用最为广泛,适宜于一般材料的挤出加工。双螺杆挤出机由于具有由摩擦产生的热量较少、物料所受到的剪切比较均匀、螺杆的输送能力较大、挤出量比较稳定、物料在机筒内停留长,混合均匀。

  SJSZ系列锥形双螺杆挤出机具有强制挤出、高质量、适应性广、寿命长、剪切速率小、物料不易分解、混炼塑化性能好、粉料直接成型等特点,温度自控,真空排气等装置。适用于管、板、异形材等制品的生产。

  单螺杆挤出机无论作为塑化造粒机械还是成型加工机械都占有重要地位,近年来,单螺杆挤出机有了很大的发展。德国生产的大型造粒用单螺杆挤出机,螺杆直径达700mm,产量为36t/h。

  单螺杆挤出机发展的主要标志在于其关键零件——螺杆的发展。近年以来,人们对螺杆进行了大量的理论和实验研究,现今已有近百种螺杆,常见的有分离型、剪切型、屏障型、分流型与波状型等。

  从单螺杆发展来看,尽管单螺杆挤出机已较为完善,但随着高分子材料和塑料制品不断的发展,还会涌现出更有特点的新型螺杆和特殊单螺杆挤出机。从总体而言,单螺杆挤出机向着高速、高效、专用化方向发展。

  双螺杆挤出机喂料特性好,适用于粉料加工,且比单螺杆挤出机有更好的混炼、排气、反应和自洁功能,特点是加工热稳定性差的塑料和共混料时更显示出其优越性。近些年来国外双螺杆挤出机已经有很大的发展,各种形式的双螺杆挤出机已系列化和商品化,生产的厂商也较多,大致分类如下:

  ⑶按两根螺杆的旋转方向,有同向和异向之分,在异向中又有向内、向外之分;□

  在双螺杆挤出机的基础上,为了更容易加工热稳定性差的共混料,有的厂家又开发出多螺杆挤出机如行星挤出机等

  制作不同塑料制品时,挤出机的操作要点是各不相同的,但也有其相同之处。下面简要介绍挤出各种制品时相同的操作步骤和应注意的挤出机的操作要点。

  ⑴用于挤出成型的塑料。原材料应达到所需要的干燥要求,必要时需作进一步干燥。并将原料过筛除去结块团粒和机械杂质。

  ⑵检查设备中水、电、气各系统是否正常,保证水、气路畅通、不漏,电器系统是否正常,加热系统、温度控制、各种仪表是否工作可靠;辅机空车低速试运转,观察设备是否运转正常;启动定型台真空泵,观察工作是否正常;在各种设备滑润部位加油润滑。如发现故障及时排除。

  ⑶装机头及定型套。根据产品的品种、尺寸,选好机头规格。按下列顺序将机头装好。

  ⑴在恒温之后即可开车,开车前应将机头和挤出机法兰螺栓再拧紧一次,以消除螺栓与机头热膨胀的差异,紧机头螺栓的顺序是对角拧紧,用力要均匀。紧机头法兰螺母时,要求四周松紧一致,否则要跑料。

  ⑵开车,先按“准备开车”钮,再接“开车”钮,然后缓慢旋转螺杆转速调节旋钮,螺杆转速慢速启动。然后再逐渐加快,同时少量加料。加料时要密切注意主机电流表及各种指示表头的指示变化情况。螺杆扭矩不能超过红标(一般为扭矩表65%~75%)。塑料型材被挤出之前,任何人均不得站于口模正前方,以防止因螺栓拉断或因原料潮湿放泡等原因而产生伤害事故。塑料从机头口模挤出后,即需将挤出物慢慢冷却并引上牵引装置和定型模,并开动这些装置。然后根据控制仪表(见下图)的指示值和对挤出制品的要求。将各部分作相应的调整,以使整个挤出操作达到正常状态。并根据需要加足料,双螺杆挤出机采用计量加料器均匀等速地加料。

  ⑶当口模出料均匀且塑化良好可进行牵引人定型套。塑化程度的判断需凭经验,一般可根据挤出物料的外观来判断,即表面有光泽、无杂质、无发泡、焦料和变色,用手将挤出料挤细到一定程度不出现毛刺、裂口,有一定弹性,此时说明物料塑化良好。若塑化不良则可适当调整螺杆转速、机筒和机头温度,直至达到要求。

  ⑷在挤出生产过程中,应按工艺要求定期检查各种工艺参数是否正常,并填写工艺记录单。按质量检验标准检查型材产品的质量,发现问题及时采取解决措施。

  ⑴停止加料,将挤出机内的塑料挤光,露出螺杆时,关闭机筒和机头电源,停止加热。

  ⑶打开机头联接法兰,拆卸机头。清理多孔板及机头的各个部件。清理时为防止损坏机头内表面,机头内的残余料应用钢律、钢片进行清理,然后用砂纸将粘附在机头内的塑料磨除,并打光,涂上机油或硅油防锈。

  ⑷螺杆、机筒的清理,拆下机头后,重新启动主机,加停车料(或破碎料),清洗螺杆、机筒,此时螺杆选用低速(sr/min左右)以减少磨损。待停车料碾成粉状完全挤出后,可用压缩空气从加料口,排气口反复吹出残留粒料和粉料,直至机筒内确实无残存料后,降螺杆转速至零,停止挤出机,关闭总电源及冷水总阀门。

  ⑸挤出机在挤出时应注意的安全项目有:电、热、机械的转动和笨重部件的装卸等。挤出机车间必须备有起吊设备,装拆机头、螺杆等笨重部件,以确保安全生产。

  ⑴日常保养是经常性的例行工作,不占设备运转工时,通常在开车期间完成。重点是清洁机器,润滑各运动件,紧固易松动的螺纹件,及时检查、调整电动机,控制仪表,各工作零部件及管路等。

  ⑵定期保养一般在挤出机连续运转2500-5000h机后停机进行,机器需要解体检查、测量、鉴定主要零部件的磨损情况,更换已达规定磨损限度的零件,修理损坏的零件。

  ⑸严防金属或其他杂物落入料斗中,以免损坏螺杆和机筒。为防止铁质杂物进入机筒,可在物料进入机筒加料口处装吸磁部件或磁力架,防止杂物落入必须把物料事先过筛。

  ⑹注意生产环境清洁,勿使垃圾杂质混入物料堵塞过滤板,影响制品产量,质量和增加机头阻力。

  ⑺当挤出机需较长时间停止使用时,应在螺杆、机筒、机头等工作表面涂上防锈润滑脂。小型螺杆应悬挂于空中或置于专用木箱内,并用木块垫平、以免螺杆变形或碰伤。

  ⑼挤出机的减速箱保养与一般标准减速器相同。主要是检查齿轮、轴承等磨损和失效情况。减速箱应使用机器说明书指定的润滑油,并按规定的油面高度加入油液,油液过少,润滑不足,降低零件使用寿命;油液过多,发热大,耗能多,油易变质,同样使润滑失效,造成损害零件的后果。减速箱漏油部位应及时更换密封垫,以确保润滑油量。

  ⑽挤出机附属的冷却水管内壁易结水垢外部易腐蚀生锈。保养时应做认真检查,水垢过多会堵塞管路,达不到冷却作用,锈蚀严重会漏水,因此保养中必须采取除垢和防腐降温措施。

  ⑾对驱动螺杆转动的直流电动机要重点检查电刷磨损及接触情况,对电动机的绝缘电阻值是否在规定值以上亦应经常测量。此外要检查连接线及其它部件是否生锈,并采用保护措施。

  ⑿指定专人负责设备维护保养。并将每次维护修理情况详细记录列入工厂设备管理档案。

  中国常规挤出机及生产线,以优异的性价比逐渐走俏国际巿场。同时,中国在先进挤出技术领域不断创新,开拓出了多种新型挤出产品。精密挤出技术适应高精加工需要

  精密挤出成型可以免去后续加工手段,更好地满足制品应用的需求,同时达到降低材料成本、提高制品质量的目的。如今,满足塑料制品精密直接挤出的需要,多种成熟的技术已经推向巿场,聚合物熔体齿轮泵就是其中一种重要手段。这一技术已经广泛应用于化纤、薄膜、型材、管材、板材、线缆、复合挤出、造粒等生产线。

  北京化工大学橡塑机械研究所经过多年对熔体齿轮泵的系统研究,已成功完成塑料熔体齿轮泵的系列开发和研制,现已能够设计制造塑料熔体齿轮泵产品如28/28(中心距/齿宽)、56/56、70/70、90/90等,最大出入口压力差可达30MPa,能够满足不同产量的要求,并已在实际中得到应用,取得良好的效果。北京化工大学橡塑机械研究所通过对一体型齿轮泵挤出机进行深入研究,设计开发了115一体型齿轮泵挤出机。

  齿轮泵对橡胶行业精密成型同样大有裨益。为了满足国内对橡胶熔体齿轮泵的需求,北京化工大学还与北京航空制造工程研究所、杭州朝阳橡胶有限公司合作,共同研制开发XCP150/100、XCP120/90两种型号橡胶熔体齿轮泵挤出机组。这一机组具有理想的工作特性,保证挤出量与齿轮泵的转速成线性关系,可以实现对产量精确控制,提高产品的尺寸精度。

  多层复合技术利用具有中高阻隔性能的材料与其他包装材料复合,综合阻隔材料的高阻隔性与其他材料的廉价或特殊的力学、热学等其他性能,实现特定的功能需要。共挤出复合薄膜的结构设计逐步要求能系统地达到集功能、技术、成本、环保、安全、二次加工于一体的理想境界,从而实现复合层数最大化的可能性成为供应商追求的技术之一。广东金明塑胶设备有限公司七层复合薄膜共挤吹塑技术可谓中国在这一领域发展的典型。

  该七层复合薄膜共挤吹塑机组采用的关键技术包括:两短一长及螺距变化的螺杆塑化挤出系统,工程分析软件对振动诱导塑化装置的优化设计,平面阀加成型模头和斜式阀加成型模头,内冷技术及双风口负压冷却技术,多组分失重式计量喂料,在线薄膜厚度精确控制系统,计算机集中自动控制系统和总线控制(CANOPEN)技术等。

  在层数增多的同时,适应特殊功能的薄膜生产技术也是巿场发展的热点之一。广东仕诚公司设计制造了一条幅宽为3150mm的PP环保木纹膜流延生产线kg/h。螺杆设计为高速的剪切、混炼,高效率塑化螺杆,客户可以直接使用高填充碳酸钙粉以及无机颜料色粉,从而节约昂贵的原材料成本。整线除了可以生产PP环保木纹膜生产外,还可以灵活地转换生产其它产品,拓宽客户产品种类。在仕诚公司试生产过程中,不但生产出了美观的PP木纹膜,还生产了CPP薄膜、PP文具薄膜及PP文具片材。

  平行同向旋转双螺杆挤出机用于配混造粒生产线余年的高速发展,技术已经相当成熟。另一方面,传统的啮合盘式与往复螺杆式挤出机适应高填充配混的需求,产业化程度不断提升。

  辉隆公司与华南理工大学共同合作的“基于混沌混炼的高性能高分子包装材料成型关键装备及技术研发”项目通过了广东省科技厅科技成果鉴定,并获得国家“2007年度科学技术进步二等奖”[证书号:2007-257],该项目“多边螺槽对流式螺杆的混沌混炼型低能耗挤出机”名义比功率为0.17 kW/(kg/h),仅为国标0.32 kW/(kg/h)的一半,节能显著,整体技术及产品达到国际先进水平。

  1)采用流变学建模的方法,并结合控制高分子材料形态演变的微观流变学模型,对高分子材料挤出加工中的流场以及共混物和纳米复合材料的形态演变进行了建模、仿真和分析,尤其是对挤出机内熔融、混炼和熔体流动等的理论研究揭示了如何提高熔融和混炼性能以及降低能耗的机理。

  型低能耗挤出机在原理上与国内外普遍采用的挤出机明显不同:后者发生的是经典的Maddock熔融过程和剪切混炼,其熔融和混炼效果较差;前者产生了分散熔融和

  ,物料所产生的剪切热小于其熔融所需的热能,可防止材料在熔融和混炼过程中产生过热而浪费能量,节能效果明显。经广东省技术监督机械产品质量监督检验站现场检验表明,该挤出机的名义比功率(即单耗)为0.17 kW/(kg/h),比国家机械行业标准JB/T 8061-96的规定值[0.32 kW/(kg/h)]低0.15 kW/(kg/h)。与代表如今国际上挤出复合最高水平的两家国外公司(美国Davis Standard公司和日本住友重机械摩登公司)的挤出机进行比较表明,本成果研制的挤出机挤出产量最高,而配备的电机功率最低。该挤出机还具有挤出熔体温度低(低10~20℃)、物料适应性强等优点。

  型低能耗挤出机,对高分子共混物(尤其是黏度比远大于1)和纳米复合材料(尤其是以聚烯烃这类非极性材料为基体)的形态演变、分散状态和宏观性能进行了系统研究,证实

  型挤出机可改善加工性能、降低加工能耗,尤其是其提供的拉伸和折叠效应有利于高度分散、薄片状、插层或剥离等形态的形成,在一定程度上解决了纳米粒子在高分子材料加工中易团聚的难题,大幅度提高了包装制品的阻隔性能和力学性能。

  型低能耗挤出机以挤出的方法生产EVA预涂膜,与常规的采用有毒溶剂溶解EVA涂覆在基材上的方法相比,消除了有毒的有机溶剂的排放及其对环境的污染和人体的损害;此外,大幅度提高了挤出膜与复合基材的粘合性能,实现了无胶粘促进剂的绿色复合工艺。

  挤出机是一种常见的塑料机械设备,在日常操作挤出机的过程中,挤出机会出现各种各样的故障,影响塑料机械正常生产,下面我们就对挤出机故障分析。

  (1)如发生在减速机内,可能是由轴承损坏或润滑不良引起的,也可能是齿轮磨损、安装调整不当或啮合不良引起的。可通过更换轴承、改善润滑、更换齿轮或调整齿轮啮合状况等方法解决。

  (2)若噪音为尖锐的刮研声,应考虑机筒位置偏斜,造成轴头与传动轴套刮研的可能性。可通过调整机筒解决。

  (3)若是机筒发出噪声,可能是螺杆弯曲扫膛或者设定温度过低造成固体颗粒过度摩擦。可通过校直螺杆或提高设定温度来处理。

  这种情况若发生在减速机处,是由于轴承与齿轮的磨损引起的,可更换轴承或齿轮解决;若发生在机筒处,则是由于物料中混入硬质异物,需检查物料清洁情况。

  螺杆挤出机螺杆和机筒的正常磨损主要发生在加料区和计量区,主要磨损原因是切片粒子与金属表面问干摩擦时引起的,当切片升温软化后磨损减小。

  螺杆与机筒的不正常磨损会在螺杆环结和异物卡死时发生,环结指螺杆被凝结的物料抱死,若螺杆挤出机缺乏良好的保护装置,强大的驱动力有可能扭断螺杆,卡死会产生异乎寻常的巨大阻力,造成螺杆表面的严重损伤和机筒的严重划伤,机筒的划伤是很难修复的。机筒从设计原则上保证使用寿命比螺杆长,对于机筒的正常磨损,一般不再修复,常常用修复螺杆螺纹的方法,恢复机筒内孑L与螺杆外径配合的径向间隙。

  螺杆螺纹的局部损伤采用堆焊特种抗磨抗蚀合金的方法修复。一般采用惰性气体保护焊和等离子氩弧焊。也可以采用金属喷涂技术进行修复。首先将磨损的螺杆外圆表面磨削,深度约为1.5 mm,然后堆焊合金层到足够尺寸,保证有充足

  这种故障主要是由于冷却水断流或流量不足所致,需检查冷却系统,调整冷却水流量和压力到规定的要求。

  (1)挤出机的自然寿命较长,其使用寿命主要取决于机简的磨损情况和减速箱的磨损情况。选用设计选材和制造精良的挤出机及减速装置,直接关

  系到使用性能,虽然设备投资增加,但是使用寿命延长,从整体经济效益考虑,比较合理。

  (2)螺杆挤出机的正常使用,可充分发挥机器的效能,保持良好的工作状态。须坚持不懈地精心保养,延长机器的使用寿命。

  (3)螺杆挤压机的主要故障是非正常磨损、异物卡死、环节堵料、传动部件磨损或损坏、润滑不良或漏油等。为了避免故障发生,须严格管理干燥、混料和加料操作以及工艺温度的设定,严格按《设备点巡检基准》要求进行日常的维护、保养和检修。

  由于挤出机为金属材质,硬度较高,在生产运行过程中受到振动冲击和其他复合作用力,导致部件形成间隙,造成磨损。传统的修复方法有堆焊、热喷涂、电刷渡等,但几种方法都存在一定弊端:堆焊会使零件表面达到很高温度,造成零件变形或产生裂纹,影响尺寸精度和正常使用,严重时还会导致断裂;电刷渡虽无热影响,但渡层厚度不能太厚,污染严重,应用也受到了极大的限制。西方国家针对上述问题多应用高分子复合材料方法。其具有的综合性能及在任何时间内可机械加工的特征,可以满足修复后的使用要求及精度,还能降低设备在运行中承受的冲击震动,延长使用寿命。因材料是“变量”关系,当外力冲击材料时,材料会变形吸收外力,并随着轴承或其它部件的胀缩而胀缩,始终和部件保持紧配合,降低磨损的几率。针对大型挤出机的磨损,也可采用“模具”或“配合部件”针对损坏的设备进行现场修复,避免设备的整体拆卸,最大限度地保证部件配合尺寸,满足设备的生产运行要求。

  当挤出机衬套材质为38CrMoAlA时,由于机加工的原因(定位键槽与配合部位不在一轴线上)导致其与侧板(材质40Cr或45)配合处出现配合间隙,在开机运行的时候,由于胶料后坐力的作用导致漏胶。温度不超过100℃。企业此前采用别的产品曾经修复过,只能使用1~2天,使用高分子材料修复可以很好的解决该问题。

  在挤出机预紧螺栓的过程中,螺栓因受到拉伸应力而产生了变形,它的恢复应力使其与它所连接的密封部位紧紧地连在一起,随时间加长,部分拉伸变形成为永久变形,恢复应力下降,导致其发生了应力松弛,扭矩降落,从而出现了螺栓松动现象,造成螺纹的滑丝磨损,严重时甚至会造成被紧固部件内螺纹的损坏。采用美嘉华高分子材料进行修复,其具有金属不具备的退让性,保证了修复后的恢复应力,确保部件的使用效果。同时材料自身的非金属性质,使其涩性远远大于金属,杜绝了因松动而造成的再次损坏,确保了企业的安全连续生产。

  ⒌换油时应清洁箱体和滤油器,更换时把本次使用的润滑油经过澄清之后,把上面干净的润滑油再次装入箱体把箱体清洁一次,然后放出,再装入新的润滑油;

  ⒍正常使用定期每月应清洁润滑油过滤器,跑合期内每周要清洁润滑油过滤器。清理方法,找到油路过滤器,将其打开,取出其中的脏物;

  螺杆挤出机常见问题及处理在机械设备的使用中,出现这样或那样的问题是在所难免的,因此能及时发现问题并找出解决方法生产中就变得非常关键。在此我们对螺旋挤出机的一些常见问题进行分析并探讨最好的处理方法。

  1.1.1 绞刀严重磨损。绞刀与泥缸内壁的间隙太大,或绞刀叶片的螺旋角不对,应该在更换绞刀时应注意保持其间隙为3~5mm,以及应按照设计的角度制作绞刀叶片。

  1.1.2 绞刀叶片的表面过于粗糙,泥料和叶片的摩擦力太大,因此在堆焊绞刀时不要成组堆焊,一次全部换完,应循序渐进,分批更换,以确保顺利出砖。

  1.1.3 泥缸壁衬套严重磨损。绞刀叶片与泥缸壁间间隙过大,导致泥料在泥缸里的旋转运动太多,泥料出不来,也进不去。这时应更换新的泥缸衬套,或在其衬套内壁装上若干根平行或倾斜于轴向的肋条,以代替被磨掉的来复槽,阻止泥料无效的回转,增加其有效的挤出。

  1..1.4 压泥刀板与绞刀的间隙过大压不下泥料,此时应调整或补焊、更新刀板,使其与绞刀叶片的间隙小于10mm。

  2.1.1 泥条向一侧弯曲。这是由于机口、芯具、泥缸及螺旋绞刀的中心线没有对正或辊床安装倾斜造成的,调整好位置即可解决。

  2.1.2 泥条出现S型弯曲。这是由于机脖子压缩长度不够,首节螺旋绞刀的主叶和副叶顶端不齐或首节绞刀的副叶严重磨损而变小,导致运转时只有主叶的那个半圆才推出泥料。此时应拆换首节绞刀,焊补副叶。

  3.1.1 泥料太干。此时应先掏出太干的泥料,最好拆下机口和机头,启动机器排净泥缸里的干料后再安装运行,并在规定的范围内适当增加成型水分。

  3.1.2 较长时间停机,泥缸里的余料变得又干又硬,这不仅会严重超载,有时会无法启动。为了预防这种情况的发生,当停机在8小时以上时,不要关死机口用水,对于双级真空挤出机还应对其上泥缸中的泥料适当供水,以保持湿润,如果停机在2天以上应尽量开空泥料后再停机。

  3.2 注意事项:超载时,电机的负荷居高不下,离合器打滑,这时切忌强制启动,以免损坏有关零件,甚至酿成挤破泥缸、机头等较大事故。

  4.1.1 “摆头”是螺旋挤出机的一个通病,这是因为绞刀轴是一根较长的悬臂轴,稳定性差,当轴承松晃、主轴弯曲、首节绞刀的副叶太小时,会加剧这一情况。如果泥缸没有装正,螺旋绞刀叶片与泥缸壁四周的间隙不一样大,以及螺旋绞刀叶片外缘严重失圆,造成主轴受力不匀而摆头,应及时予以纠正,并经常拧紧地脚螺栓和连接螺栓,防止其摆头摆尾。

  5.1.1 由于泥条受绞刀的螺旋作用,泥缸断面泥料前进速度不一致,轴心附近的泥料走得较快,边缘的泥料走得较慢,速度不一的泥流之间形成了分界面,水和空气集中在该面的空隙中,产生了分层现象。其主要原因是泥料塑性高、成型水分过大、主轴转速太高、泥缸内壁出现返泥现象等原因造成的。其处理办法如下:

  (1)不同性质的原料应充分混合均匀,尽量闷泡陈化,使水分充分渗入原料颗粒内部,减少原泥表面的水分。

  砖面上出现浅细而基本上没有分贫近似直线的裂纹,有时裂纹还延伸到条面或顶面。这大多是成型时留下的隐患,焙烧又用闸不当,裂纹扩大。为此,应适当降低原料的塑性指数,调整砖机螺旋绞刀的转速和螺旋角,采用分离式螺旋绞刀,并在泥缸上加打泥棒以减轻泥料分层;或采用热水、蒸汽搅拌、真空挤泥等措施来减少泥料中的水、气来消除分层;另外焙烧应正确用闸,均匀排潮以及分次落实门前闸等。

  当入窑砖坯的残余水分过高,预热带初期的升温速度又超过25-35℃/h时,坯体中迅速汽化了的蒸汽来不及排出,挤炸砖坯,残余水分越高,情况也越严重,甚至窑顶可听到炸裂声,尤其在蹲火后刚进入预热带升温较急,死伤水分并不太高,水汽常只挤破砖坯表层,形成蛛网般的细裂纹,对此,除应控制入窑坯的残余水分低于8%外,还应适当延长预热带,使缓慢升温均匀脱水,以及在蹲火及轮窑烧纸挡后缓提远闸,慢慢加高。

  砖面上生出一层白色粉末,这是砖体残留有硫酸镁、硫酸钠等可溶无机盐,吸水后渗出表层蒸发后的残留物。由于坯体含有一定数量的结晶水,脱水后膨胀,因此,在泛霜时还会崩裂砖的表层。为此,应控制泥料中扭送化镁的含量低于3%。强化粉碎,提高细度和适当延长焙烧及保温时间,使生成不溶于水的硅酸盐,减轻或杜绝危害。

  除因欠火造成的哑音砖外,成型时造成的隐形裂纹和因原料土中杂质太多,搅拌不匀留下的隐形分层,湿坯在预热升温太急,已被霜冻的砖坯和砖坯在预热带吸潮凝露等均会形成微裂纹,造成哑音砖,体突冷形成微裂纹等, 也可能造成哑音砖。对此,除应强化原料处理,剔除杂质,充分混匀,改善砖机的有关参数外,还应注意不烧高温坯、霜冻坯,同时应保证预热良好,有足够长的保温带。

  原因是焙烧带升温太快,表层迅速熔融烧结,堵住了孔隙, 内部还在进行的理化反应所产生的气体无路可走,在砖面鼓成气泡。因此焙烧带的升温速度应低于40-70℃/h,尤其在坯体已达到900℃以上温度时,继续升温的速度更低于20℃-30℃/h,以防砖面烧焦起泡。

  在橡胶挤出机标准GB/T 12783-91中规定,标牌上的型号标注说明如下:

  从左向右顺序:第一格塑料机械代号为S;第二格挤出机代号为J;第三格是指挤出机不同的结构形式代号。三个格组合在一起就是:塑料挤出机为SJ;塑料排气式挤出机为SJP;塑料发泡挤出机为SJF;塑料喂料挤出机为SJW;塑料鞋用挤出机为SJE;阶式塑料挤出机为SJJ;双螺杆塑料挤出机为SJS;锥形双螺杆塑料挤出机为SJSF;多螺杆塑料挤出机为SJD。第四格表示辅机,代号为F;如果是挤出机组,则代号为E。第五格参数是指螺杆直径和长径比。第六格是指产品的设计顺序,按字母A、B、C等顺序排列,第一次设计不标注设计号。

  例如:SJ-45X25,表示塑料挤出机、螺杆直径为45mm,螺杆的长径比为25:1。螺杆长径比为20:1时不标注。


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