擠出機(jī)的主要零部件

  一、螺桿

  1、評(píng)價(jià)螺桿性能的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)螺桿應(yīng)考慮的因素

  1）評(píng)價(jià)螺桿性能標(biāo)準(zhǔn)

  ①塑化質(zhì)量：必須滿足質(zhì)量要求。制品質(zhì)量與機(jī)頭、輔機(jī)有關(guān)，但與螺桿的塑化質(zhì)量關(guān)系更大，如溫度不均、軸向壓力波動(dòng)、徑向溫度大、染色等分散不均勻，這都直接影響制品質(zhì)量。

  ②產(chǎn)量：在保證質(zhì)量前提下，通過(guò)機(jī)頭擠出量。好的螺桿，應(yīng)具有高的塑化能力

  ③名義比功率單耗：每擠1Kg塑料消耗的產(chǎn)量即P/Q（功率/產(chǎn)量），保證質(zhì)量下，單耗越少越好。

  ④適應(yīng)性：對(duì)加工不同塑料、匹配不同機(jī)頭和不同制品的適應(yīng)能力。但一般適應(yīng)性強(qiáng)，往往塑化效率低。

  ⑤制造難易：必須易制造、成本低

  2）設(shè)計(jì)螺桿應(yīng)考慮

  ①物料特性及加工時(shí)的幾何形狀、尺寸、溫度狀況。由于不同物料物理特性不同，因此加工性能不同，對(duì)螺桿結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)有不同要求。

  ②口模的幾何形式和機(jī)頭阻力特性。螺桿形狀要與他們相匹配。

  料筒的結(jié)構(gòu)形式和加熱冷卻情況。如在加料段料筒內(nèi)壁加工出錐度和縱向溝槽并冷卻，則提高固體輸送效率，螺桿在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮提高熔融速率、均化能力，使之與加料段輸送相匹配。

  ③螺桿轉(zhuǎn)速

  ④擠出機(jī)用途：作混煉、造粒和喂料等作用，螺桿結(jié)構(gòu)有所不同

  2、常規(guī)全螺紋三段螺桿設(shè)計(jì)

  指螺桿由加料段、壓縮段、均化段三段螺紋組成，其擠出過(guò)程依靠螺紋的形式來(lái)完成的一種螺桿。

  1）螺桿類型確定

  按螺槽深度從加料段較深向均化段較淺的過(guò)渡情況分：

  ①漸變型：螺槽深度變化在較長(zhǎng)距離逐漸變淺。用于無(wú)定型、熱敏性塑料加工、也可用結(jié)晶型。

  ②突變型：用于熔點(diǎn)突變、粘度低的塑料。如PA、PE、PP，不適于PVC等熱敏性塑料

  2）螺桿直徑

  已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其大小一般根據(jù)所加工制品的斷面尺寸、加工塑料種類、所需擠出量確定

  3）螺桿長(zhǎng)徑比L/Db

  長(zhǎng)徑比越大，則塑料在料筒中停留時(shí)間越長(zhǎng)，塑化更充分、均勻，以保證制品質(zhì)

單螺桿擠出機(jī)技術(shù)參數(shù)和型號(hào)

  1、單螺桿擠出機(jī)技術(shù)參數(shù)

  螺桿直徑Db：指大徑，系列標(biāo)準(zhǔn)20、30、45、65、90、120、150、165、200、250、300

  螺桿長(zhǎng)徑比L/Db：螺桿工作部分長(zhǎng)度與螺桿直徑比值

螺桿轉(zhuǎn)速范圍：nmin-nmax r/min

  驅(qū)動(dòng)螺桿電機(jī)功率P：KW
  擠出機(jī)生產(chǎn)能力Q：每小時(shí)擠出的塑料量
  比流量每小時(shí)每轉(zhuǎn)一周擠出機(jī)生產(chǎn)能力
  名義比功率 每小時(shí)加工kg塑料所需電機(jī)功率
  2、型號(hào)
  SL-150表示螺桿直徑為150mm，長(zhǎng)徑比為20：1塑料擠出
擠出工藝參數(shù)
  1、溫度
  擠出成型溫度有料筒溫度、塑料溫度、螺桿溫度，一般我們測(cè)料筒溫度。溫度由加熱冷卻系統(tǒng)控制，由于螺桿結(jié)構(gòu)、加熱冷卻系統(tǒng)不穩(wěn)定、螺桿轉(zhuǎn)速變化等原因使擠出物料溫度在徑向和軸向都存在波動(dòng)，從而影響制品質(zhì)量，制品各點(diǎn)強(qiáng)度不一樣，產(chǎn)生殘余應(yīng)力，表面灰暗無(wú)光澤。為保證制品質(zhì)量，溫度應(yīng)穩(wěn)定。
  2、壓力
  由于螺桿和料筒結(jié)構(gòu)，機(jī)頭、過(guò)濾網(wǎng)、過(guò)濾板的阻力，使塑料內(nèi)部存在壓力。壓力變化如圖，壓力同樣存在波動(dòng)。
  3、擠出速率
  單位時(shí)間內(nèi)由擠出機(jī)口模擠出的塑料質(zhì)量或長(zhǎng)度。影響擠出速率因素：機(jī)頭阻力、螺桿與料筒結(jié)構(gòu)、螺桿轉(zhuǎn)速、加熱、冷卻系統(tǒng)、塑料特性。但當(dāng)產(chǎn)品已定，擠出速率僅與螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)。擠出速率也存在波動(dòng)，影響制品幾何形狀和尺寸。
  溫度、壓力、擠出速率都存在波動(dòng)現(xiàn)象，為了保證制品質(zhì)量，應(yīng)正確設(shè)計(jì)螺桿、控制好加熱冷卻系統(tǒng)和螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性，以減少參數(shù)波動(dòng)。
擠出成型工藝
  一般根據(jù)所加工聚合物的類型和制品或半成品的形狀，選定擠出機(jī)、機(jī)頭和口模，以及定型和牽引等相應(yīng)的輔助裝置，然后確定擠出工藝條件如螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)頭壓力、物料溫度，以及定型溫度、牽引速度等。在擠出過(guò)程中，物料一般都要經(jīng)過(guò)塑煉，但定型方法則有所不同。例如，擠出的塑料常需冷卻定型，使其固化，而擠出橡膠的半成品，則尚需進(jìn)一步硫化。采用不同的擠出設(shè)備和工藝，可得到不同的制品。
  粒料
  聚合物與各種添加劑混合后，送入擠出機(jī)中熔化，并進(jìn)一步混合均勻。通過(guò)多孔口模，形成多根條料，再切斷成粒料。切斷有熱切粒和冷切粒之分。前者條料離口模后，一邊用空氣或水冷卻，一邊立即用旋轉(zhuǎn)刀切斷。后者是將條料全部冷卻后，再送入切粒機(jī)切粒。
  片材和薄膜
  凡厚度在0.25mm以上，長(zhǎng)度比寬度大很多的扁平制品稱片材；厚度小于0.25mm者稱薄膜。如將扁平口模出來(lái)的膜狀物，通過(guò)一表面十分光潔的冷卻轉(zhuǎn)鼓冷卻定型,即可制得平膜,此法也稱擠出流延法。這是制造聚丙烯薄膜常用方法。如果將所得平膜送入拉幅機(jī)，在縱向及橫向同時(shí)拉伸 4～10倍（也可先縱向拉伸，再橫向拉伸）,則可制得雙軸定向薄膜。由于拉伸時(shí),大分子取向，因此薄膜強(qiáng)度很高，但透水、透氣性有所降低。常用于制造聚丙烯和聚酯薄膜。如物料內(nèi)加發(fā)泡劑，并采用特殊螺桿和口模，也可制得低發(fā)泡沫塑料板材。
  包覆線
  當(dāng)金屬裸線通過(guò)一個(gè) T形口模時(shí)，熔融塑料即圍繞裸線而形成包覆層（圖3[包覆線用機(jī)頭]）,包覆線被冷卻卷繞后，即得各種電線電纜制品。
管材擠出工藝
  設(shè)備：擠出機(jī)、機(jī)頭、定型裝置、冷卻槽、牽引設(shè)備和切割設(shè)備
  1、成型
  由擠出模具實(shí)現(xiàn)。熔體經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)和過(guò)濾板，分流區(qū)、壓縮區(qū)、成型區(qū)而成為管狀物。
  2、定型
  方法：內(nèi)徑定徑與外徑定徑（內(nèi)壓法與真空法）
  3、管材擠出工藝條件控制
  溫度：料筒、機(jī)頭和口模溫度，是影響塑化和制品質(zhì)量的主要因素。擠出管材溫度一般較低，粘度高，有利于定型。
  擠出速率：影響產(chǎn)量和質(zhì)量，其值決定于螺桿轉(zhuǎn)速
  牽引速度：影響管材壁厚和直徑的的精 確性，要與擠出速度相適應(yīng)。
  壓縮空氣壓力：內(nèi)壓法壓力0.02~0.05MPa
吹塑薄膜法成型工藝
  1、擠出與吹脹
  設(shè)備：擠出機(jī)及機(jī)頭、冷卻裝置、夾板、牽引輥、導(dǎo)向輥、卷取裝置。
  2、吹塑薄膜擠出工藝條件
  溫度：料筒、機(jī)頭和機(jī)頸溫度。溫度過(guò)高，薄膜發(fā)脆，抗拉強(qiáng)度下降；過(guò)高，抗拉強(qiáng)度低、表面光澤差、透明度下降、有熔接痕。
  吹脹比與牽伸比：吹脹比—管膜直徑與口模之比（2-3）；牽伸比—薄膜伸長(zhǎng)倍數(shù)（4-6）。
  冷卻速度：由冷卻裝置調(diào)節(jié)。冷凍線—吹脹管膜上已冷卻定型的線；冷凍線越遠(yuǎn)，冷卻速度越慢，薄膜橫向易撕裂。
擠出成型工藝應(yīng)用
  采用幾臺(tái)擠出機(jī),同時(shí)供應(yīng)幾種塑料,再通過(guò)共用機(jī)頭擠出，形成一個(gè)整體的復(fù)合制品。例如用A、B、C三種塑料共擠出，可生產(chǎn)各種復(fù)合薄膜、復(fù)合片材、板材、型材和管材。
  膠料過(guò)濾
  在制造薄壁橡膠制品時(shí)，為了防止制品發(fā)生漏氣、漏水，膠料不能含有雜質(zhì)，一般在加入硫化劑前用擠出機(jī)過(guò)濾膠料，即在機(jī)頭處放置一層或多層濾網(wǎng)，以濾去塑化物料中雜質(zhì)。
  輪胎胎面和內(nèi)胎制造 胎面分整體擠出和分層擠出。整體擠出可用一臺(tái)擠出機(jī)將一種膠料經(jīng)扁平口模擠出；也可用兩種膠料（胎冠料和胎側(cè)料）兩臺(tái)擠出機(jī)共擠出，在共擠出機(jī)頭內(nèi)結(jié)合成一個(gè)整體胎面。分層擠出則用兩臺(tái)擠出機(jī)分別將兩種膠料擠成胎冠和胎側(cè)，再在運(yùn)輸帶上進(jìn)行熱貼合，并經(jīng)多圓盤(pán)活絡(luò)輥壓為整體。內(nèi)胎擠出和管子擠出相似，胎筒擠成后，經(jīng)切斷，再接頭成型。
  熔體紡絲
  一些粘度大的樹(shù)脂在熔體紡絲時(shí)，常用擠出機(jī)來(lái)熔融物料。熔好的物料直接經(jīng)過(guò)過(guò)濾器進(jìn)入噴絲頭，或用噴絲泵打入噴絲頭