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擠出機傳動裝置

發布時間:2023-05-04 01:46:07

① 雙螺桿擠出機有哪些類型原理

雙螺桿擠出機是在單螺桿擠出機基礎上發展起來的,由於具有良好的加料性能、混煉塑化性能、排氣性能、擠出穩定性等特點,目前已經廣泛應用於擠出製品的成型加工。
雙螺桿擠出機由傳動裝置、加料裝置、料筒和螺桿等幾個部分組成,各部件的作用與單螺桿擠出機相似。與單螺桿擠出機的區別之處在於雙螺桿擠出機中有兩根平行的螺桿置於「∞」形截面的料簡中。
用於型材擠出的雙螺桿擠出機通常是緊密嚙合且異向旋轉的,雖然少數也有使用同向旋轉式雙螺桿擠出的,一般在比較低的螺桿速度下操作,約在10r/min。高速嚙合同向旋轉式雙螺桿出機,用於配混、排氣或作為連續化學反應器,這類擠出機最大螺桿速度范圍為300-600r/min。非嚙合型擠出機用於混合、排氣和化學反應,其輸送機理與嚙合型擠出機大不相同,比較接近於單螺桿擠出機的輸送機理,雖然二者有本質上的差別。
從運動原理來看,雙螺桿擠出機中同向嚙合和異向嚙合及非嚙合型是不同的。
1、同向嚙合型雙螺桿擠出機
這類擠出機有低速和高速兩種,前者主要用於型材擠出,而後者用於特種聚合物加工操作。
(1)緊密嚙合式擠出機。低速擠出機具有緊密嚙合式螺桿幾何形狀,其中一根螺桿的螺棱外形與另一根螺桿的螺棱外形緊密配合,即共軛螺桿外形。
(2)自潔式擠出機。高速同向擠出機具有緊密匹配的螺棱外形。可將這種螺桿設計成具有相當小的螺桿間隙,使螺桿具有密閉式自潔作用,這種雙螺桿擠出機稱為緊密自潔同向旋轉式雙螺桿擠出機。
2、異向嚙合型雙螺桿擠出機
緊密嚙合異向旋轉式雙螺桿擠出機的兩螺桿螺槽之間的空隙很小(比同向嚙合型雙螺桿擠出機中的空隙小很多),因此可達到正向的輸送特性。
3、非嚙合型雙螺桿擠出機
非嚙合型雙螺桿擠出機的兩根螺桿之間的中心距大於兩螺桿半徑之和。

② 有誰知道雙螺桿擠出機是如何組成的

雙螺桿擠出機由傳動裝置、加料裝置、料筒和螺桿等幾個部分組成,各部件的效果與單螺桿擠出機相似,其結構如圖1所示。與單螺桿擠出機的區別之處在於雙螺桿擠出機中有兩根平行的螺桿置於"∞"形截面的料簡中。

用於型材擠出的雙螺桿擠出機通常是緊密嚙合且異向旋轉的,雖然少量也有運用同向旋轉式雙螺桿擠出的,一般在比較低的螺桿速度下操作,約在10r/min.高速嚙合同向旋轉式雙螺桿出機,用於配混、排氣或作為連續化學反應器。

這類擠出機大螺桿速度規劃為300-600r/min.非嚙合型擠出機用於混合、排氣和化學反應,其運送機理與嚙合型擠出機大不相同,比較接近於單螺桿擠出機的運送機理,雖然二者鬧襲有本質上的不同,日常維護、運用500小時後,減速箱中會有齒輪液搜兄磨下來的鐵屑或其它雜質,所以,應清洗齒輪同時更換減速箱潤滑油。

在用一段時間之後要對擠出機進行一次全面的查看,查看所有螺釘的松緊狀況,假如生產中忽然斷電,主傳動和加熱間斷,當康復供電時,必須將料筒各段從頭加熱到規定的溫度並保溫一段時間後方能開動擠出機,如發現表面、指針的漏差轉向滿度,應查看熱電偶等邊線的接觸是否出色。

③ 擠壓工藝制度有哪些

一:擠出機
擠出機通常由螺桿、機筒、機頭、機架、加熱套、冷卻套和傳動裝置等部分組成。
機筒是擠出機的一個工作部件。膠料通過機筒上的加料口,進入機筒和螺桿間,受到剪切和擠壓被推向機頭口型而壓出。機筒具有加熱冷卻結構棚納歷。

螺桿是擠出機的主要工作部件。螺桿由螺紋部分和傳動裝置聯接的部分組成。螺紋有單頭、雙頭和復合螺紋三種。單頭多用於濾膠,雙頭多用於擠出造型(出料均勻)。復合螺紋即加料端為單頭螺紋(便於進料),出料端為雙頭螺紋。螺距有等距和變距,螺槽深度有等深和變深,一般為等距不等深或等深不等距。所謂等距不等深,即全部螺紋間距相等,而螺紋槽深度從加料端起漸減。所謂等深不等距,即螺槽深度相等,而螺距從加料端起漸減。

螺桿螺紋部分的工作長度和螺桿外直徑之比鏈搜為長徑比。它是擠出機的重要參數之一,如長徑比大,膠料在擠出機內走的路程長,受到的剪切、擠壓和混煉作用就大,單阻力也大,消耗的功率也多。熱喂料造型擠出機的長徑比一般在4-5之間。而冷喂料擠出機的螺桿長徑比一般為8-12,甚至有達20的。

螺桿加料端一個螺槽容積和出料端一個螺槽容積的比叫壓縮比,它表示茄卜膠料在擠出機內可能受到的壓縮程度。橡膠擠出機的壓縮比一般在1。3-1。4之間;冷喂料擠出機一般為(1.6-1.8);濾膠機的壓縮比一般為1,即沒有壓縮。

機頭的主要作用是將擠出機擠出的膠料引導到口型部位。將離開擠出機螺槽之不規則、不穩定的流動膠料,引導過度為穩定流動的膠料,使之擠出口型時成為斷面形狀穩定的膠條。機頭結構隨擠出機用途不同而有多種。直向機頭擠出膠料的方向與螺桿的軸向相同,其中錐形機頭可用於擠出純膠管、內胎胎筒等;喇叭形機頭可用於擠出輪胎胎面、膠片等扁平膠條。T型和Y型機頭(膠料擠出方向與螺桿軸向成90o角稱T型,成60o角稱Y型)適用於擠出電線電纜的包皮、鋼絲和膠管的包膠等。此外,還有復合機頭等各種專門機頭。

機頭前安裝口型。口型是決定擠出半成品形狀和規格的模具。口型一般可分為兩類:一類是擠出中空半成品用的,由外口型、芯型及支架組成,芯型有噴射隔離劑的孔道;另一類是擠出實心半成品或片狀成品用的,為有一定形狀的孔板。

④ 擠出機 基本結構

最主要的結構是螺桿,然後就是機頭,機筒,機架,電機,扭矩分配器,料斗,加料系統,加熱系統,冷卻系統

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他說的前頭基本沒有問題,但是說長徑比的時候常見的20--25沒有錯,最大的是30倍?太開玩樂了吧...我碩士階段做的國家項目長徑比就做到了46,而且還是直徑318的超大型擠出機,現在我們公司幾個分公司車間里生產用螺桿每一個長徑比都是55+,你打個電話問問科倍隆的銷售,現在隨隨便便做長徑比60的,無論是反應擠出還是凍膠紡絲都需要用50+的長徑比。。。。長徑比最大30倍,這個太開玩笑了吧...

⑤ 螺桿塑料擠出機的傳動裝置

擠出機的傳統陵高裝置通常由電機、減速器、軸承等部件組成。它的主要作用是驅動螺桿,為螺桿提供擠出過程中所需的扭矩和速度。傳動裝置一般結構緊湊,運行平穩,承載能力強。
擠出機的結構由螺桿、機筒、加熱製冷系統、傳動裝置和控制裝置組成。在擠出機中,螺桿是一個重要的部件,具有輸送原料、搗固、熔融、均尺前尺質、加壓和泵出的功能。擠出機的傳動裝置主要為螺桿提供能量,起到傳遞和轉悔毀換能量或改變能量運行方式的作用。

⑥ 擠塑機由哪些部件組成

擠塑機由擠壓系統、傳動系統和加熱冷卻系統組成。
1.擠出機擠壓系統。
擠出機的擠壓系統包括螺桿、機筒、料斗、機頭、和模具,塑料通過擠壓系統而塑化成均勻的熔體,並在這一過程中所建立壓力下,被螺桿連續的擠出機頭。
(1) 螺桿:是擠塑機的最主要部件,它直接關繫到擠塑機的應用范圍和生產率,由高強度耐腐蝕的合金鋼製成。
(2) 機筒:是一金屬圓筒,一般用耐熱、耐壓強度較高、堅固耐磨、耐腐蝕的合金鋼或內襯合金鋼的復合鋼管製成。機筒與螺桿配合,實現對塑料的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實,並向成型系統連續均勻輸送膠料。一般機筒的長度為其直徑的15~30倍,以使塑料得到充分加熱和充分塑化為原則。
(3) 料斗:料斗底部裝有截斷裝置,以便調整和切斷料流,料斗的側面裝有視孔和標定計量裝置。
(4) 機頭和模具:機頭由合金鋼內套和碳素鋼外套構成,機頭內裝有成型模具,機頭的作用是將旋轉運動的塑料熔體轉變為平行直線運動,均勻平穩的導入模套中,並賦予塑料以必要的成型壓力。塑料在擠出機的機筒內塑化壓實,經多孔濾板沿一定的流道通過機頭脖頸流入機頭成型模具,模芯模套適當配合,形成截面不斷減小的環形空隙,使塑料熔體在芯線的周圍形成連續密實的管狀包覆層。為保證機頭內塑料流道合理,消除積存塑料的死角,往往安置有分流套筒,為消除塑料擠出時壓力波動,也有設置均壓環的。擠出機的機頭上還裝有模具校正和調整的裝置,便於調整和校正模芯和模套的同心度。
擠出機的主機按照機頭料流方向和螺桿中心線的夾角,將機頭分成斜角機頭(夾角120o)和直角機頭。機頭的外殼是用螺栓固定在機身上,機頭內的模具有模芯坐,並用螺帽固定在機頭進線埠,模芯座的前面裝有模芯,模芯及模芯座的中心有孔,用於通過芯線,在機頭前部裝有均壓環,用於均衡壓力,擠包成型部分由模套座和模套組成,模套的位置可由螺栓通過支撐來調節,以調整模套對模芯的相對位置,便於調節擠包層厚度的均勻性,機頭外部裝有加熱裝置和測溫裝置。
2.擠出機的傳動系統
擠出機的傳動系統作用是驅動螺桿,供給螺桿在擠出過程中所需要的力矩和轉速,通常由電動機、減速器和軸承等組成。
3.擠出機加熱冷卻裝置
加熱與冷卻是塑料擠出機造作過程能夠進行的必要條件,它包括了兩個方面:
(1) 現在擠出機的主機通常用的是電加熱,分為電阻加熱和感應加熱,加熱片裝於機身、機脖、機頭各部分。加熱裝置由外部加熱筒內的塑料,使之升溫,以達到工藝操作所需要的溫度。
(2) 冷卻裝置是為了保證塑料處於工藝要求的溫度范圍而設置的。具體說是為了排除螺桿旋轉的剪切摩擦產生的多餘熱量,以避免溫度過高使塑料分解、焦燒或定型困難。機筒冷卻分為水冷與風冷兩種,一般中小型擠塑機採用 風冷比較合適,大型則多採用水冷或兩種形式結合冷卻;螺桿冷卻主要採用中心水冷,目的是增加物料固體輸送率,穩定出膠量,同時提高產品質量;但在料斗處的冷卻,一是為了加強對固體物料的輸送作用,防止因升溫使塑料粒發粘堵塞料口,二是保證傳動部分正常工作。

⑦ 擠出生產線由哪幾個部分組成

擠出生產線通常由主機、輔機和控制系統組成。
(1)主機。塑料擠出成型的主要設備是內擠出機,即容主機。它主要包括擠出和加料系統、傳動系統、加熱冷卻系統、控制系統。
①擠出和加料系統。主要由料斗、螺桿和機筒組成,是擠出機的關鍵部件。其作用是使塑料塑化成均勻的熔體,並在此過程中產生壓力,再被螺桿連續、定壓、定溫、定量地擠出機頭。
②傳動系統。主要由電動機、調節裝置和傳動裝置組成。其作用是驅動螺桿,並供給螺桿在工作過程中所需的扭矩和轉速。
③加熱冷卻系統。它由溫控設備組成,其作用是通過對機筒進行加熱和冷卻,保證擠出系統的成型在工藝要求的范圍內進行。
④控制系統。主要由電器、儀表和執行機構組成。其作用是調節控制螺桿轉速、機筒溫度、機頭壓力等。

⑧ 單螺桿擠出機原理是什麼

普通單螺桿擠出機由三大系統組成;傳動系統,擠壓系統和加熱冷卻系統。
(一)傳動系統
該系統室給擠出機傳動動力的,一般由電動機和減速機組成
(二)擠壓系統沖滲
1加料裝置包括料斗和自動上料裝置
2料筒也叫機筒由於塑料在料筒內承受高溫高壓所以製造料筒用的材料必須強度高堅固耐磨耐腐蝕的合金剛
3螺桿是擠出機的心臟輸送固體塑料塑化塑料合輸送融體的重要部件分為三段既加料段壓縮段合計量段 加料段是壓實塑料並輸送固體塑料壓縮段室融化國體塑料前判姿的計量段是使融體進一步塑化均勻並使料流定量定壓地從機頭流道均勻擠出的
(三)加熱系統
加熱是由加熱圈組成的加溫留由-50度的空間慧絕因為料筒合物料有摩擦升溫的

⑨ 擠出、壓延、吹塑、壓制、吸塑(真空成型)和滾塑成型是什麼

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⑩ 擠出機都有哪些部分構成

在擠出機中,一般情況下,最基本和最通用的是單螺桿擠出機。其主要包括:傳動、加料裝置、料筒、螺桿、機頭和口模等六個部分。
一、傳動部分
傳動部分通常由電動機,減速箱和軸承等組成。在擠出的過程中,螺桿轉速必須穩定,不能隨著螺桿負荷的變化而變化,這樣才能保持所得製品的質量均勻一致。但是在不同的場合下又要要求螺桿可以變速,以達到一台設備可以擠出不同塑料或不同製品的要求。因此,本部分一般採用交流整流子電動機、直流電動機等裝置,以達到無級變速,一般螺桿轉速為10~100轉/分。
傳動系統的作用是驅動螺桿,供給螺桿在擠出過程中所需要的力矩和轉速,通常由電動機、減速器和軸承等組成。而在結構基本相同的前提下,減速機的製造成本大致與其外形尺寸及重量成正比。因為減速機的外形和重量大,意味著製造時消耗的材料多,另所使用的軸承也比較大,使製造成本增加。
同樣螺桿直徑的擠出機,高速高效的擠出機比常規的擠出機所消耗的能量多,電機功率加大一倍,減速機的機座號相應加大是必須的。但高的螺桿速度,意味著低的減速比。同樣大小的減速機,低減速比的與大減速比的相比,齒輪模數增大,減速機承受負荷的能力也增大。因此減速機的體積重量的增大,不是與電機功率的增大成線性比例的。如果用擠出量做分母,除以減速機重量,高速高效的擠出機得數小,普通擠出機得數大。以單位產量計,高速高效擠出機的電機功率小及減速機重量小,意味著高速高效擠出機的單位產量機器製造成本比普通擠出機低。
二、加料裝置
供料一般大多採用粒料,但也可以採用帶狀料或者粉料。裝料設備通常都使用錐形加料斗,其容積要求至少能提供一個小時的用量。料斗底部有截斷裝置,以便調整和切斷料流,在料斗的側面裝有視孔和標定計量的裝置。有些料斗還可能帶有防止原料從空氣中吸收水分的減壓裝置或者加熱裝置,或者有些料筒還自帶攪拌器,能為其自動上料或加料。
1、料斗
料斗一般做成對稱形式。在料斗的側面開有視窗,以觀察料位及上料情況,料斗的底部有開合門,以停止和調節加料量。料鬥上方加蓋子,防止灰塵、濕氣及雜質落入。在選擇料斗材料時,最好用輕便、耐腐蝕和易加工材料,一般多用鋁板和不銹鋼板。料斗的容積要視擠出機的規格大小和上料方式而定。一般為擠出機1~1.5h的擠出量。
2、上料
上料方式有人工上料和自動上料兩種。自動上料主要有彈簧上料、鼓風上料、真空上料、運輸帶傳送上料等形式。一般情況下,小型擠出機用人工上料,大型擠出機用自動上料。
3、加料方式分類
①重力加料:
原理——物料依靠自身的重量進入料筒,包括人工上料、彈簧上料、鼓風上料。
特點——結構簡單,成本低。但容易造成進料不均勻,從而影響製件的質量。它只適用於小規格的擠出機。
②強制加料:
原理——在料斗中裝上能對物料施加外壓力的裝置,強制物料進入擠出機料筒中。
特點——能克服「架橋」現象,使加料均勻。加料螺旋由擠出機螺桿通過傳動鏈驅動,使其轉速與螺桿轉速相適應。能在加料口堵塞時啟動過載保護裝置,從而避免了加料裝置的損壞。
三、料筒
一般為一個金屬料桶,為合金鋼或者內襯為合金鋼的復合鋼管製成。其基本特點為耐溫耐壓強度較高,堅固耐磨耐腐蝕。一般料筒的長度為其直徑的15~30倍,其長度以使物料得到充分加熱和塑化均勻為原則。料筒應該有其足夠的厚度與剛度。內部應該光滑,但是有些料筒刻有各種溝槽,以增大與塑料的摩擦力。在料筒外部附有電阻、電感以及其他方式加熱的電熱器、溫度自控裝置及冷卻系統。
1、料筒在結構上存在著三種形式:
(1)整體式料筒
加工方法——在整體材料上加工出來。
優點——容易保證較高的製造精度和裝配精度,可以簡化裝配工作,料筒受熱均勻,應用較多。
缺點——由於料筒長度大,加工要求較高,對加工設備的要求也很嚴格。料筒內表面磨損後難以修復。
(2)組合料簡
加工方法——將料筒分幾段加工,然後各段用法蘭或其他形式連接起來。
優點——加工簡單,便於改變長徑比,多用於需要改變螺桿長徑比的情況。
缺點——對加工精度要求很高,由於分段多,難以保證各段的同軸度,法蘭連接處破壞了料筒加熱的均勻性,增加了熱量損失,加熱冷卻系統的設置和維修也較困難。
(3)雙金屬料筒
加工方法——在一般碳素鋼或鑄鋼的基體內部鑲或鑄一層合金鋼材料。它既能滿足料筒對材質的要求,又能節省貴重金屬材料。
①襯套式料筒:料筒內配上可更換的合金鋼襯套。節省貴重金屬,襯套可更換,提高了料筒的使用壽命。但其設計、製造和裝配都較復雜。
②澆鑄式料筒:在料筒內壁上離心澆鑄一層大約2mm厚的合金,然後用研磨法得到所需要的料筒內徑尺寸。合金層與料筒的基體結合得很好,且沿料筒軸向長度上的結合較均勻,既沒有剝落的傾向,又不會開裂,還有極好的滑動性能,耐磨性高,使用壽命長。
(4)IKV料筒
1)料筒加料段內壁開設縱向溝槽
為了提高固體輸送率,由固體輸送理論知,一種方法就是增加料筒表面的摩擦系數,還有一種方法就是增加加料口處的物料通過垂直於螺桿軸線的橫截面的面積。在料筒加料段內壁開設縱向溝槽和將加料段靠近加料口處的一段料筒內壁做成錐形就是這兩種方法的具體化。
2)強製冷卻加料段料筒
為了提高固體輸送量,還有一種方法。就是冷卻加料段料筒,目的是使被輸送的物料的溫度保持在軟化點或熔點以下,避免熔膜出現,以保持物料的固體摩擦性質。
採用上述方法後,輸送效率由0.3提高到0.6,而且擠出量對機頭壓力變化的敏感性較小。
四、螺桿
螺桿是擠出機的心臟,是擠出機的關鍵部件,螺桿的性能好壞,決定了一台擠出機的生產率、塑化質量、填加物的分散性、熔體溫度、動力消耗等。是擠出機最重要的部件,它可以直接影響到擠出機的應用范圍和生產效率。通過螺桿的轉動對塑料產生極壓的作用,塑料在料筒中才可以發生移動、增壓以及從摩擦中獲取部分熱量,塑料在料筒的中的移動過程中獲得混合和塑化,黏流態的熔體在被擠壓而流經口模時,獲得所需的形狀而成型。與料筒一樣,螺桿也是用高強度、耐熱和耐腐蝕的合金制備而成。
由於塑料的種類很多,它們的性質也各不相同。因此在實際操作中,為了適應不同的塑料加工需要,所需的螺桿種類不同,結構也有各有差別。以便能最大效率的對塑料產生最大化運輸、擠壓、混合和塑化作用。圖為幾種較常見的螺桿。
表示螺桿特徵的基本參數包括以下幾點:直徑、長徑比、壓縮比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺桿和料筒的間隙等。
最常見的螺桿直徑D大約為45~150毫米。螺桿直徑增大,擠出機的加工能力也相應提高,擠出機的生產率與螺桿直徑D的平方呈正比。螺桿工作部分有效長度與直徑之比(簡稱長徑比,表示為L/D)通常為18~25。L/D大,能改善物料溫度分布,有利於塑料的混合和塑化,並能減少漏流和逆流。提高擠出機的生產能力,L/D大的螺桿適應性較強,能用於多種塑料的擠出;但L/D過大時,會使塑科受熱時間增長而降解,同時因螺桿自重增加,自由端撓曲下垂,容易引起料簡與螺桿間擦傷,並使製造加工困難;增大了擠出機的功率消耗。過短的螺桿,容易引起混煉的塑化不良。
料筒內徑與螺桿直徑差的一半稱間隙δ,它能影響擠出機的生產能力,隨δ的增大,生產率降低.通常控制δ在0.1一0.6毫米左右為宜。δ小,物料受到的剪切作用較大,有利於塑化,但δ過小,強烈的剪切作用容易引起物料出現熱機械降解,同時易使螺桿被抱住或與料筒壁摩擦,而且,δ太小時,物料的漏琉和逆流幾乎沒有,在一定程度上影響熔體的混合。
螺旋角Φ是螺紋與螺桿橫斷面的夾角,隨Φ增大,擠出機的生產能力提高,但對塑料產生的剪切作用和擠壓力減小,通常螺旋角介於10°到30°之間,沿螺桿長度的變化方向而改變,常採用等距螺桿,取螺距等於直徑,Φ的值約為17°41′
壓縮比越大,塑料收到的擠壓比也就越大。螺槽淺時,能對塑料產生較高的剪切速率,有利於料筒壁和物料間的傳熱,物料混合和塑化效率越高,反而生產率會降低;反之,螺槽深時。情況剛好相反。因此,熱敏性材料(如聚氯乙烯)宜用深螺槽螺桿;而熔體粘度低和熱穩定性較高的塑料(如聚醯胺),宜用淺螺槽螺桿。
1、螺桿的分段
物料沿螺桿前移時,經歷著溫度、壓力、粘度等的變化,這種變化在螺桿全長范圍內是不相同的,根據物料的變化特徵可將螺桿分為加(送)料段、壓縮段和均化段。
①、塑料及塑料三態
塑料有熱固性和熱塑性二大類,熱固性塑料成型固化後,不能再加熱熔融成型。而熱塑性塑料成型後的製品可再加熱熔融成型其它製品。
熱塑性塑料隨著溫度的改變,產生玻璃態、高彈態和粘流態三態變化,隨溫度重復變動,三態產生重復變化。
a、三態中聚合物熔體不同的特徵:
玻璃態——塑料呈現為剛硬固體;熱運動能小,分子間力大,形變主要由鍵角變形所貢獻;除去外力後形變瞬時恢復,屬於普彈形變。
高彈態——塑料呈現為類橡膠物質;形變由鏈段取向引起大分子構象舒展作出的貢獻,形變值大;除去外力後形變可恢復但有時間依賴性,屬於高彈形變。
粘流態——塑料呈現為高粘性熔體;熱能進一步激化了鏈狀分子的相對滑移運動;形變不可逆,屬於塑性形變。
b、塑料加工與塑料三態:
塑料玻璃態時可切削加工。高彈態時可拉伸加工,如拉絲紡織、擠管、吹塑和熱成型等。粘流態時可塗復、滾塑和注塑等加工。
當溫度高於粘流態時,塑料就會產生熱分解,當溫度低於玻璃態時塑料就會產生脆化。當塑料溫度高於粘流態或低於玻璃態趨向時,均使熱塑性塑料趨向嚴重的惡化和破壞,所以在加工或使用塑料製品時要避開這二種溫度區域。
②、三段式螺桿
塑料在擠出機中存在三種物理狀態——玻璃態、高彈態和粘流態的變化過程,每一狀態對螺桿結構要求不同。
c、為適應不同狀態的要求,通常將擠出機的螺桿分成三段:
加料段L1(又稱固體輸送段)
熔融段L2(稱壓縮段)
均化段L3(稱計量段)
這就是通常所說的三段式螺桿。塑料在這三段中的擠出過程是不同的。
加料段的作用是將料斗供給的料送往壓縮段,塑料在移動過程中一般保持固體狀態,由於受熱而部分熔化。加料段的長度隨塑料種類不同,可從料斗不遠處起至螺杯總長75%止。
大體說,擠出結晶聚合物最長,硬性無定形聚合物次之,軟性無定形聚合物最短。由於加料段不一定要產生壓縮作用,故其螺槽容積可以保持不變,螺旋角的大小對本段送科能力影響較大,實際影響著擠出機的生產率。通常粉狀物料的螺旋角為30度左右,時生產率最高,方塊狀物料螺旋角宜選擇15度左右,因球形物料宜選選擇17度左右。
加料段螺桿的主要參數:
螺旋升角ψ一般取17°~20°。
螺槽深度H1,是在確定均化段螺槽深度後,再由螺桿的幾何壓縮比ε來計算。
加料段長度L1由經驗公式確定:
對非結晶型高聚物L1=(10%~20%)L
對於結晶型高聚物L1=(60%~65%)L
壓縮段(遷移段)的作用是壓實物料,使物料由固體轉化為熔融體,並排除物料中的空氣;為適應將物料中氣體推回至加料段、壓實物料和物料熔化時體積減小的特點,本段螺桿應對塑料產生較大的剪切作用和壓縮。為此,通常是使螺槽容積逐漸縮減,縮減的程度由塑料的壓縮率(製品的比重/塑料的表觀比重)決定。壓縮比除與塑料的壓縮率有關外還與塑料的形態有關,粉料比重小,夾帶的空氣多,需較大的壓縮比(可達4~5),而粒料僅2.5~3。
壓縮段的長度主要和塑料的熔點等性能有關。熔化溫度范圍寬的塑料,如聚氯乙烯150℃以上開始熔化,壓縮段最長,可達螺桿全長100%(漸變型),熔化溫度范圍窄的聚乙烯(低密度聚乙烯105~120℃,高密度聚乙烯125~135℃)等,壓縮段為螺桿全長的45~50%;熔化溫度范圍很窄的大多數聚合物如聚醯胺等,壓縮段甚至只有一個螺距的長度。
熔融段螺桿的主要參數:
壓縮比ε:一般指幾何壓縮比,它是螺桿加料段第一個螺槽容積和均化段最後一個螺槽容積之比。
ε=(Ds-H1)H1/(Ds-H3)≈H1/H3
式中,H1——加料段第一個螺槽的深度
H3——均化段最後一個螺槽的深度
熔融段長度L2由經驗公式確定:
對非結晶型高聚物L2=55%~65%L
對於結晶型高聚物L2=(1~4)Ds
均化段(計量段)的作用是將熔融物料,定容(定量)定壓地送入機頭使其在口模中成型。均化段的螺槽容積與加料段一樣恆定不變。為避免物料因滯留在螺桿頭端面死角處,引起分解,螺桿頭部常設計成錐形或半圓形;有些螺汗的均化段是一表面完全平滑的桿體稱為魚雷頭,但也有刻上凹槽或銑刻成花紋的。魚雷頭具有攪拌和節制物料、消除流動時脈動(脈沖)現象的作用,並隨增大物料的壓力,降低料層厚度,改善加熱狀況,且能進一步提高螺桿塑化效率。本段可為螺桿全長20一25%。
均化段螺桿的重要參數:
螺槽深度H3由經驗公式確定H3=(0.02~0.06)Ds
長度L3由下式確定L3=(20%~25%)L
d、根據熔體輸送理論,熔體在螺桿均化段的流動有四種形式,熔融物料在螺槽中的流動是這四種流動的組合:
正流——塑料熔體在料筒和螺桿間沿著螺槽方向朝機頭方向的流動。
逆流——流動方向與正流相反,由機頭、多孔板、過濾板等阻力引起的壓力梯度所造成。
橫流——熔體沿著垂直於螺紋壁方向的流動,影響擠出過程中熔體的混合和熱交換作用。
漏流——由於壓力梯度在螺桿與料筒間隙處形成的倒流,沿螺桿軸向方向。
2、普通螺桿的結構
常規全螺紋三段螺桿按其螺紋升程和螺槽深度的變化,可分為三種形式:
(1)等距變深螺桿
等距變深螺桿從螺槽深度變化的快慢可分為兩種形式:
①等距漸變螺桿:從加料段開始至均化段的最後一個螺槽的深度是逐漸變淺的螺桿。在較長的熔融段上,螺槽深度是逐漸變淺的。
②等距突變螺桿:即加料段和均化段的螺槽深度不變,在熔融段處的螺槽深度突然變淺的螺桿。
(2)等深變距螺桿
等深變距螺桿是指螺槽深度不變,螺距從加料段第一個螺槽開始至均化段末端是從寬漸變窄的。
等深變距螺桿的特點是由於螺槽等深,在加料口位置上的螺桿截面積較大,有足夠的強度,有利於增加轉速,從而可提高生產率。但螺桿加工較困難,熔料倒流量較大,均化作用差,較少採用。
(3)變深變距螺桿
變深變距螺桿是指螺槽深度和螺紋升角從加料段開始至均化末端都是逐漸變化的,即螺紋升程從寬逐漸變窄,螺槽深度由深逐漸變淺的螺桿。該螺桿具有前面兩種螺桿的特點,但機械加工較困難,較少採用。
3、螺桿材料
螺桿是擠出機的關鍵部件,作為螺桿的材料必須具備耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高強度等特性,同時還應具有切削性能好、熱處理後殘余應力小、熱變形小等特點。
對於擠出機螺桿的材料,具體有如下幾點要求:
①力學性能高。要有足夠的強度,以適應高溫、高壓的工作條件,提高螺桿的使用壽命。
②機械加工性能好。要有較好的切削加工性能和熱處理性能。
③耐腐蝕和抗磨性能好。
④取材容易。
4、新型螺桿
常規全螺棱三段式螺桿存在的問題:
①熔融段同時有固體床和熔池同居一個螺槽中,熔池不斷增寬,固體床逐漸變窄,從而減少了固體床於機筒壁的接觸面積,減少了機筒壁直接傳給固體床的熱量,降低了熔融效率,致使擠出量不高;
②壓力波動、溫度波動和產量波動大;
③不能很好適應一些特殊塑料的加工進行混煉、著色等工藝。
對此類問題常用的處理方法:
加大長徑比;提高螺桿轉速;加大均化段的螺槽深度;
為了克服常規螺桿存在的缺點,人們創造了一些新型螺桿,主要包括:
①分離型螺桿
在壓縮段增設一條副螺紋,克服了常規螺桿中固體床和熔體共存一個螺槽中所產生的缺點,將熔融物料和未熔物料盡早分離,從而促進了未熔物料的熔融。
這種螺桿塑化效率高,塑化質量好。由於沒有固體床解體,產量波動、壓力波動和溫度波動都比較小,並具有排氣性能好、能耗低等優點,應用較廣。
②屏障型螺桿
在普通螺桿的某一部位設置屏障段,使未熔的固體不能通過,並促使固體熔融的一種螺桿。
這種螺桿通過剪切作用和渦流的混合作用,將機械能轉變為熱能並進行熱交換,使物料熔融均化,並且徑向溫差小,產量、質量都比常規螺桿好。
③銷釘螺桿
物料流經過銷釘時,銷釘將固體料或未徹底熔融的料分成許多細小料流,這些料流在兩排銷釘間較寬位置又匯合,經過多次匯合分離,物料塑化質量得以提高。
銷釘設置在熔融區,排列形狀有人字形、環形等,銷釘形狀有圓柱形、菱形、方形等。
由於銷釘將熔料多次分割分流,增加了對物料的混煉、均化和添加劑的分散性。另外,由於固體碎片在熔融的過程中不斷從熔體中吸收熱量,有可能降低熔料溫度,故可獲得低溫擠出。
④組合螺桿
由帶加料段的螺桿本體和各種不同職能的螺桿元件如輸送元件、混煉元件和剪切元件等組成。改變這些元件的種類、數量、和組合順序,可以得到各種特性的螺桿,以適應不同物料和不同製件的加工要求,並找出最佳工作條件。
這種螺桿適應性強,易獲得最佳工作條件,在一定程度上解決了萬能與專用的矛盾,因此得到越來越廣泛的應用。但設計復雜,組合元件之間拆裝較麻煩,在直徑較小的螺桿上實現有困難。
五、機頭和口模
機頭和口模通常為一整體,習慣上統稱機頭;但也有機頭和口模各自分開的情況。機頭的作用是將處於旋轉運動的塑料熔體轉變為平行直線運動,使塑料進一步塑化均勻,並使熔體均勻而平穩的導入口模,還賦予必要的成型壓力,使塑料易於成型和所得製品密實。口模為具有一定截面形狀的通道,塑料熔體在口模中流動時取得所需形狀,並被口模外的定型裝置和冷卻系統冷卻硬化而成型。機頭與口模的組成部件包括過濾網、多孔扳、分流器(有時它與模芯結合成一個部件)、模芯、口模和機頸等部件。
機頭中的多孔板能使機頭和料筒對中定位,並能支承過濾網(過濾熔體中不熔雜質)和對熔體產生反壓等。機頭中還有校正和調整裝置(定位螺釘),能調正和校正模芯與口模的同心度、尺寸和外形。在生產管子或吹塑薄膜時,通過機頸和模芯可引入壓縮空氣。按照料流方向與螺桿中心線有無夾角,可以將機頭分為直角機頭(又稱T型機頭)、角式機頭(直角或其它角度)。直角機頭主要用於擠管、片和其它型材,角式機頭多用於擠薄膜、線纜包復物及吹塑製品等。

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