A. 塑料挤出机的挤出原理是怎么样的
佛山市南海远锦塑料机械厂为你提供讲解:塑料挤出机的基础原理螺旋进料、出料的原理挤出机出机的功能是采用加热、加压和剪切等方式,将固态塑料转变成均匀一致的熔体,并将熔体送到下一个工艺。熔体的生产涉及到混合色母料等添加剂、掺混树脂以及再粉碎等过程。成品熔体在浓度和温度上必须是均匀的。加压必须足够大,以将粘性的聚合物挤出。 挤出机通过一个带有一个螺杆和螺旋道的机筒完成以上所有的过程。塑料粒料通过机筒一端的料斗进入机筒,然后通过螺杆传送到机筒的另一端。为了有足够的压力,螺杆上螺纹的深度随着到料斗的距离的增加而下降。外部的加热以及在塑料和螺杆由于摩擦而产生的内热,使塑料变软和熔化。是一个简化挤出机。不同的聚合物及不同的应用,对挤出机的设计要求常常也是不同的。许多选项涉及到排出口、多个上料口,沿着螺杆特殊的混合装置,熔体的冷却及加热,或无外部热源(绝热挤出机),螺杆和机筒之间的间隙变化相对大小,以及螺杆的数目等。例如,双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比,能使熔体得到更加充分的混合。串联挤压是用第一个挤出机挤出的熔体,作为原料供给第二个挤出机,通常用来生产挤出聚乙烯泡沫
中国塑料挤出技术市场正表现出三个显着的特点:其一,业界对高效、节能技术的关注度日渐高涨,节能高效、高产挤出机成为技术创新的一个重要方向;其二,食品、饮料,以及新能源等工业领域对高性能软包装薄膜的需求持续高涨,推动塑料薄膜多层共挤技术不断推陈出新;其三,中国挤出技术开始在各种配套零部件与辅助设备领域加大研发力度,新技术应用与拓展的步伐加快,推动整体技术水平的迅速提升。
虽然受国际金融危机及欧债危机造成的外需不足的影响,去年以来中国塑机的出口总体出现下滑,但由于前年年底接单情况良好,这部分单在去年上半年放量,使得公司去年外销比例有所增长,大约占比在20%到30%左右。纵观2013年中国塑机外贸市场可以看出,重点进口市场占据中国塑机进口的绝对份额,而印度尼西亚、泰国及越南等国家则领先出口市场。
近两年来,我国塑料挤出机市场有了不小的前进与突破,在我国塑料机械市场中,挤出机作为重要加工设备,发展前景非常乐观,我国塑料机械企业近年来加大了对挤出机新兴市场的开拓,品牌知名度进一步扩大,市场竞争力进一步提高,对新兴国家出口比重也将大为提升。
1.挤压系统
挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头、和模具,塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体,并在这一过程中所建立压力下,被螺杆连续的挤出机头。
(1)螺杆:是挤塑机的最主要部件,它直接关系到挤塑机的应用范围和生产率,由高强度耐腐蚀的合金钢制成。
(2)机筒:是一金属圆筒,一般用耐热、耐压强度较高、坚固耐磨、耐腐蚀的合金钢或内衬合金钢的复合钢管制成。机筒与螺杆配合,实现对塑料的粉碎、软化、熔融、塑化、排气和压实,并向成型系统连续均匀输送胶料。一般机筒的长度为其直径的15~30倍,以使塑料得到充分加热和充分塑化为原则。
(3)料斗:料斗底部装有截断装置,以便调整和切断料流,料斗的侧面装有视孔和标定计量装置。
(4)机头和模具:机头由合金钢内套和碳素钢外套构成,机头内装有成型模具。
机头的作用是将旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动,均匀平稳的导入模套中,并赋予塑料以必要的成型压力。塑料在机筒内塑化压实,经多孔滤板沿一定的流道通过机头脖颈流入机头成型模具,模芯模套适当配合,形成截面不断减小的环形空隙,使塑料熔体在芯线的周围形成连续密实的管状包覆层。为保证机头内塑料流道合理,消除积存塑料的死角,往往安置有分流套筒,为消除塑料挤出时压力波动,也有设置均压环的。机头上还装有模具校正和调整的装置,便于调整和校正模芯和模套的同心度。
挤塑机按照机头料流方向和螺杆中心线的夹角,将机头分成斜角机头(夹角120o)和直角机头。机头的外壳是用螺栓固定在机身上,机头内的模具有模芯坐,并用螺帽固定在机头进线端口,模芯座的前面装有模芯,模芯及模芯座的中心有孔,用于通过芯线;在机头前部装有均压环,用于均衡压力;挤包成型部分由模套座和模套组成,模套的位置可由螺栓通过支撑来调节,以调整模套对模芯的相对位置,便于调节挤包层厚度的均匀性。机头外部装有加热装置和测温装置。
2.传动系统
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。
3.加热冷却装置
加热与冷却是塑料挤出过程能够进行的必要条件。
(1) 现在挤塑机通常用的是电加热,分为电阻加热和感应加热,加热片装于机身、机脖、机头各部分。加热装置由外部加热筒内的塑料,使之升温,以达到工艺操作所需要的温度。
(2) 冷却装置是为了保证塑料处于工艺要求的温度范围而设置的。具体说是为了排除螺杆旋转的剪切摩擦产生的多余热量,以避免温度过高使塑料分解、焦烧或定型困难。机筒冷却分为水冷与风冷两种,一般中小型挤塑机采用 风冷比较合适,大型则多采用水冷或两种形式结合冷却;螺杆冷却主要采用中心水冷,目的是增加物料固体输送率,稳定出胶量,同时提高产品质量;但在料斗处的冷却,一是为了加强对固体物料的输送作用,防止因升温使塑料粒发粘堵塞料口,二是保证传动部分正常工作。
B. 树脂管有可能不用模具直接挤出成型吗有采用这种技术生产的产品吗
市面上本来就有很多类型的挤出成型设备,事实上挤出机的成型部分其实也是简单的模具,只是不需做的和胶管一样长而已
C. 挤出机都有哪些部分构成
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。
一、传动部分
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。
二、加料装置
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。
1、料斗
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。
2、上料
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。
3、加料方式分类
①重力加料:
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。
②强制加料:
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。
三、料筒
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。
1、料筒在结构上存在着三种形式:
(1)整体式料筒
加工方法——在整体材料上加工出来。
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。
(2)组合料简
加工方法——将料筒分几段加工,然后各段用法兰或其他形式连接起来。
优点——加工简单,便于改变长径比,多用于需要改变螺杆长径比的情况。
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。
(3)双金属料筒
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。
(4)IKV料筒
1)料筒加料段内壁开设纵向沟槽
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。
2)强制冷却加料段料筒
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。
四、螺杆
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。
1、螺杆的分段
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。
①、塑料及塑料三态
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。
a、三态中聚合物熔体不同的特征:
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。
b、塑料加工与塑料三态:
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。
②、三段式螺杆
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。
c、为适应不同状态的要求,通常将挤出机的螺杆分成三段:
加料段L1(又称固体输送段)
熔融段L2(称压缩段)
均化段L3(称计量段)
这就是通常所说的三段式螺杆。塑料在这三段中的挤出过程是不同的。
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。
加料段螺杆的主要参数:
螺旋升角ψ一般取17°~20°。
螺槽深度H1,是在确定均化段螺槽深度后,再由螺杆的几何压缩比ε来计算。
加料段长度L1由经验公式确定:
对非结晶型高聚物L1=(10%~20%)L
对于结晶型高聚物L1=(60%~65%)L
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。
熔融段螺杆的主要参数:
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。
ε=(Ds-H1)H1/(Ds-H3)≈H1/H3
式中,H1——加料段第一个螺槽的深度
H3——均化段最后一个螺槽的深度
熔融段长度L2由经验公式确定:
对非结晶型高聚物L2=55%~65%L
对于结晶型高聚物L2=(1~4)Ds
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%。
均化段螺杆的重要参数:
螺槽深度H3由经验公式确定H3=(0.02~0.06)Ds
长度L3由下式确定L3=(20%~25%)L
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:
正流——塑料熔体在料筒和螺杆间沿着螺槽方向朝机头方向的流动。
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。
漏流——由于压力梯度在螺杆与料筒间隙处形成的倒流,沿螺杆轴向方向。
2、普通螺杆的结构
常规全螺纹三段螺杆按其螺纹升程和螺槽深度的变化,可分为三种形式:
(1)等距变深螺杆
等距变深螺杆从螺槽深度变化的快慢可分为两种形式:
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。
(2)等深变距螺杆
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。
(3)变深变距螺杆
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。
3、螺杆材料
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。
对于挤出机螺杆的材料,具体有如下几点要求:
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。
②机械加工性能好。要有较好的切削加工性能和热处理性能。
③耐腐蚀和抗磨性能好。
④取材容易。
4、新型螺杆
常规全螺棱三段式螺杆存在的问题:
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;
②压力波动、温度波动和产量波动大;
③不能很好适应一些特殊塑料的加工进行混炼、着色等工艺。
对此类问题常用的处理方法:
加大长径比;提高螺杆转速;加大均化段的螺槽深度;
为了克服常规螺杆存在的缺点,人们创造了一些新型螺杆,主要包括:
①分离型螺杆
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。
②屏障型螺杆
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。
③销钉螺杆
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。
④组合螺杆
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。
五、机头和口模
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。
D. PVC加工设备有哪些
PVC是个很大的概念,如果你要问PVC粉是如何生产的,那就是石油裂解后聚合而成,这是一种,称为乙烯法。
另一种是采用电石法生产。
如果你是问生产PVC制品有哪些设备,那就多了。
有单螺杆挤出机,双螺杆挤出机,双阶式挤出机,注塑机,涂塑、滚塑、搪塑、浸塑、喷塑、压延机、吹塑机等等。
E. 挤出机换网器
换网器是一个包括一个或多个滤网的手动或自动切换装置,用于在塑化聚合物熔体流过滤网时把外来颗粒和杂质过滤掉,是与挤出机配套使用的。
单柱换网器
换网器的种类:网带式连续换网器、单板双工位快速换网器、双板双工位快速换网器、单柱式双工位换网器、双柱式双工位换网器、手动式换网器、双柱反冲洗式换网器。
F. 挤出成型的设备
1、主机
挤出系统:由螺杆与料筒组成,是挤出机关键部分。其作用是塑化物料,定量、定压、定温挤出熔体
传动系统:驱动螺杆,提供所需的扭矩和转矩
加热和冷却系统:保证塑料和挤出系统在成型过程中温度达工艺要求
2、辅机
由机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、卷取装置、切割组成
3、控制系统
由电器、仪表和执行机构组成
作用:控制主、辅机电动机、以满足所需转速和功率;控制主辅机温度、压力、流量,保证制品质量;实现挤出机组的自动控制,保证主、辅机协调运行。
G. 挤出成型的挤出成型过程及设备简介
挤出成型可加工的聚合物种类很多,制品更是多种多样,成型过程也有许多差异,但基本过程大致相同,比较常见的是以固体状态加料挤出制品的过程。这一挤出成形过程是:将颗粒状或粉状的固体物料加入到挤出机的料斗中,挤出机的料筒外面有加热器,通过热传导将加热器产生的热量传给料简内的物料,温度上升,达到熔融温度。机器运转,料筒内的螺杆转动,将物料向前输送,物料在运动过程中与料简、螺杆以及物料与物料之间相互摩擦、剪切,产生大量的热,与热传导共同作用使加入的物料不断熔融,熔融的物料被连续、稳定地输送到具有一定形状的机头(或称口模)中。通过口模后,处于流动状态的物料取近似口型的形状,再进入冷却定型装置,使物料一面固化,一面保持既定的形状,在牵引装置的作用下,使制品连续地前进,并获得最终的制品尺寸。最后用切割的方法截断制品,以便储存和运输。
比较有代表性的挤出成型的工艺过程为:聚合物熔融、成型、定型、冷却、牵引、切割、堆放。
其他的挤出成型产品,随物料特性,制品大小和产量要求,挤出机的结构、类型和规格可以是不同的;机头结构、形状、尺寸按具体制品而设计制造;冷却定型方式依制品品种和材料性能而定;其余的辅机也会有很多不同点。然而,以上的各工艺环节是基本相同的。 完成一种挤出产品的生产线通常由主机、辅机组成,这些组成部分统称为挤出机组。
1、主机:一台主机有以下三部分组成。
①挤压系统。它是挤出机的关键部分,主要由螺杆和机筒组成。对于一般热塑性塑料,通过挤压系统,物料被塑化成均匀的熔体:对于熔体喂料和带有化学反应的挤出成型,则主要是使物料均匀混合成流体。在螺杆推力作用下,这些均质流体从挤出机前端的口模被连续地挤出。
②传动系统。其作用是驱动螺杆,保证螺杆在工作过程中所需要的扭矩和转速。
③加热冷却系统。它保证物料和挤压系统在成型加工中的温度控制要求。
2.辅机
挤出机组辅机的组成根据制品的种类而定,下列几部分组成。
①机头(口模)。它是制品成型的主要部件,当机头口模的出料截面形状不同时,便可得到不同的制品。
②定型装置。它的作用是将从口模挤出的物料的形状和尺寸进行精整,并将它们固定下来,从而得到具有更为精确的截而形状、表面光亮的制品。
③冷却装置。从定型装置出来的制品,在冷却装置中充分地冷却固化,从而得到最后的形状。
④牵引装置。它用来均匀地引出制品,使挤出过程稳定地进行。牵引速度的快慢,在一定程度上,能调节制品的截面尺寸,对挤出机生产率也有一定的影响。
⑤切割装置。它的作用是将连续挤出的制品按照要求截成一定的长度。
⑥堆放或卷取装置。用来将切成放一定长度的硬制品整齐地堆放,或将软制品卷绕成卷。
3.控制系统
挤出机的控制系统主要由电器仪表和执行机构组成,其主要作用是:控制主、辅机的驱动电机,使其按操作要求的转速和功率运转,并保证主、辅机协调运行;控制主、辅机的湿度、压力、流量和制品的质量;实现全机组的自动控制。 挤出操作中,主要的工艺控制因素如下
1.螺杆转速
螺杆的转速在挤出生产线主机控制装置中调节。螺杆转速的大小直接影响挤出机输出的物料量,也决定由摩擦产生的热量,影响熔体物料的流动件。螺杆转速的调节随螺杆结构和所加工的材料而异,视制品形状、产量和辅机中的冷却速度而不同。
2.螺杆背压
挤出机前的多孔板、滤网和机头上的可调节阻力元件对熔体流动的节制作用可产生不同的螺杆背压。背压的调节使物料得到不同的混合程度和剪切,改变塑化质量和供料的平稳性。
3.机筒、螺杆和机头温度
热塑性聚合物固体在一定的温度条件下发生熔融,转化为熔体。熔体粘度与温度有反比关系.因此,挤出机的挤出量会因物料温度的变化而受到影响。当物料被加入到挤出机料简内时,受到由外部加热装置提供的热量以及由于做功所产生的摩擦热的综合作用。物料在机头中时,机头外部的加热装置提供热量。
假如操作中挤出物料的温度不足以把固体物料熔融线流动性很差,产品的质量不会达到要求;假如温度过高,会使聚合物过热或发生分解。温度的控制是挤出操作中非常重要的控制因素。
螺杆的温度控制涉及物料的输送率,物料的塑化、熔融质量,许多挤出机将螺杆制造成可控制温度的结构。料筒各段的温度根据物料状态变化的需要设定。比较大的机头也将加热装置分成各个部位。挤出机的温度是螺杆,料筒各段,机头各段分别设定并控制的。
4.定型装置、冷却装置的温度。
挤出不同的产品,采用的定型方式和冷却方式是不同的,相关的设备各种各样.但共同的都需要控制温度.冷却介质可以是空气、水或其他液体,温度关系冷却适度、生产效率、制品内应力,若为结晶型聚合物,还关系到与制品的结晶度、晶粒尺寸相关的一些物理性能。冷却介质的温度和流量是操作中可调节的。
5.牵引速度
挤出机连续挤出物料,进入机头,从机头流出的物料被牵出,进入定型装置、冷却装置,牵出速度应与挤出速度相匹配。牵引速度还决定制品截面尺寸,冷却效果。牵引作用产生对制品纵向的拉伸,影响制品的力学性能和纵向尺寸的稳定性等,有时一些工艺中靠牵引速度的调节获得所需性能。牵引速度在挤出操作中的调节很重要。
H. 挤出机PET树脂不出料,全新的机器,螺杆打滑,温度设定第一段进料段160 第二段245 第三段260 。
温控区段只有三段吗?前两区温差过大,料筒下料口有没有冷却水?是否拉槽?螺杆的压缩比可能太小
I. 哪家的挤出机设备做得比较好的
零点一度是一家专业从事高分子材料加工成型挤出机设备设计、开发、生产、销售及服务于一体的综合性高新科技企业。零点一度制造的每一台挤出机设备都能实现高标准性能要求,是专业的挤出机设备厂,对每一台设备的制造工艺和非标准设备项目进展都实行严格质量把控。设备采用的零配件均经过严格审核,外购件都是由国际大品牌商家供应,他们的供应商有西门子、施耐德、诺德等等。对每一台设备每一个部件实行全检;从设计、采购到生产,注重每一个细节,我们生产的设备均能达到客户的验收标准。
J. 挤出成型的挤出成型
找寻挤出成型技术的产生年代.可能会朔及比较久远的通心粉和其他食品,制砖和陶瓷制品的挤出法加工。而对于最早将挤出法用于聚合物加工的说法.比较一致地认为:始于1845年,专利申请人R.Brooman的关于挤出法成型以古塔波胶为包覆层的电线的专利申请。
当时的挤出机是柱塞式的,操作方式由手动到机械式到液压式,不断进步,但这一时期中无论哪种形式,只反映操作的难易程度和人工劳动强度的差异,而生产过程的本质:间歇式,是那一时期挤出机共同的特点。
到了1879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,同年另一英国人F.Shaw也研制出螺杆式挤出机,而且在两年之后,他将自己研制的螺杆式挤出机转化为产品出售。1880年,美国人J.Royle也开发了一种螺杆式挤出机。在比较接近的几年中,涌现出几种不同类型的挤出机。
最早成批量生产和出售螺杆式挤出机的是德国的机械制造商Paul.Troester。从L892年一1912年的20年里,他生产销售了500多台螺杆式挤出机。也是这一制造商,于1935年研制生产了用于热塑性塑料的挤出机。在此之前,挤出机螺杆长径比约为3—5,显然.挤出橡胶不成问题,但对于热塑性塑料则不可能满足塑化的要求。这家公司除增大了挤出机螺杆的长径比,还在加热方式、加料装置和传动装置方面也做了许多改进;到了1939年,他们把塑料挤出机发展到了一个新阶段,或许可称为“现代单螺杆挤出机阶段”。这一阶段的特征是挤出机采用直接电加热,空气冷却、自动控温装置、内衬式料筒和螺杆表面渗氮处理,螺杆长径比为10,无级变速的传动装置等。
自现代单螺杆挤出机出现至今的几十年里,可加工的聚合物种类,制品的结构、形式不断扩大,使得包括挤出成型工艺,成型设备,研究开发新产品、新工艺的手段等全面推进。 挤出成型技术作为聚合物加工技术之一,是伴随聚合物加工工业技术的发展而成长的。
20世纪50年代,石油化工的发展使得高分子工业迅速成熟;60年代,塑料、橡胶、化纤三大合成材料的生产向规模化转变;70年代,世界合成高分子材料在总体积上已超过了金属材料。聚合物只有通过成型加工才能成为有使用价值的制品。成型加工是高分子材料不可缺少的生产环节。
挤出成型作为聚合物加工工业中的一项重要技术,是在聚合物树脂应用工程技术、挤出生产设备研制技术两方面互相促进,又互相依存而发展起来的。形形色色的挤出产品:早些年的硬PVC管,包覆电线,聚苯乙烯、聚丙烯和ABS片材与板材,聚乙烯吹塑薄膜和涂覆薄膜等,如今的PVC型材,交联聚乙烯、铝塑复合、PPR管材,双向拉伸聚丙烯薄膜,多层共挤复合膜,具有高阻隔性、透气性、自粘性、热收缩性、自消性等特殊性能的薄膜,功能母粒与色母粒,发泡制品;运用挤出加工手段制备改性聚合物材料;共混增强、增韧技术,辐射改性技术,纳米复合技术,以及其他一些新型改性技术;各种结构与功能的挤出机及生产线;混炼型螺杆,排气式挤出机,双螺杆、多螺杆式挤出机,反应式挤出机,组合式挤出机,适应高分子材料物理与化学特性而建立的成型装置,具备各种制品所需要的专门功能,能够实施成型步骤的挤出生产线辅机,以追求操作简便、控制精确、节能高效,清洁生产的目标而不断改进的新型设备。
目前,许多产品的挤出成型技术已发展成为包括生产工艺和生产线设备在内的专门化成套技术。制品能够达到高质量,生产中可获得良好的经济效益。虽然挤出成型新的加工方法和理论快速发展的时期已经过去,现在处于一个较过去水平高得多而在发展上趋于平缓的时期,但在对这些技术的运用中仍可以不断创新,开发新产品.制造新材料,形成新技术。 与聚合物其他的成型方法相比,挤出成型有许多突出的优点。
(1)生产连续化 可以根据需要生产任意长度的管材、板材、棒材、异型材、薄膜、电缆及单丝等。
(2)生产效率高 挤出机的单机产量较高,如一台直径65mm的挤出机组,生产聚氯乙烯薄膜,年产量可达450t以上。
(3)应用范围广 这种加工方法在橡胶、塑料、纤维的加工中都广为采用,尤其是塑料制品,几乎是绝大多数热塑性塑料和一些热固性塑料都可以用此法加工。除直接成型制品外.还可用挤出法进行混合、塑化、造粒、着色、坯料成型等,如挤出机与压延机配合,可生产压延薄膜;与压机配合,可生产各种压制成型件;与吹塑机配合,可生产中空制品。在橡胶制品生产工艺中,将挤出法用于制造胎面、内胎、胶管以及各种复杂断面形状制品及空心、实心、包胶等半成品,还可作滤胶、生胶的连续混炼、塑炼及造粒等用途。在石油化工厂中,生产树脂过程中,可用挤出机挤压脱除树脂中的水分,用挤出机完成各种牌号树脂中助剂、改性剂的混合,完成树脂的成粒工艺。
(4)一机多用 一台挤出机,能够加工多种物料和多种制品。只要根据物料性能特点和产品的形状、尺寸更换不同的螺杆和机头,就可以生产不同的产品。
(5)设备简单,投资少 与注塑、压延相比,挤出设备比较简单,制造较容易,设备费用较低,安装调试较方便。设备占地面积较小,对厂房及配套设施要求相对简单。
以上的优点决定了挤出成型在聚合物加工中的重要地位。完全使用或在工艺中含有挤出过程的塑料制品的生产,约占热塑性塑料制品总量的一半。用这种方法成型的产品在农业、建筑业、石油化工、机械制造、医疗器械、汽车、电子、航空航天等工业部门都有应用。