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帶你詳細了解:塑料擠出機

發布時間:2020-05-20 | 信息來源:

塑料擠出機是什麽?它有什麽特點和作用呢?今天杭州YOPLAY機械科技就來為大家講講。

塑料擠出機屬於塑料機械的種類之一,擠出機依據機頭料流方向以及螺杆中心線的夾角,可以將機頭分成直角機頭和斜角機頭等。塑料擠出機可以基本分類為雙螺杆擠出機,單螺杆擠出機以及不多見的多螺杆擠出機以及無螺杆擠出機。螺杆擠出機是依靠螺杆旋轉產生的壓力及剪切力,能使得物料可以充分進行塑化以及均勻混合,通過口模成型。

單螺杆一般在有效長度上分為三段,按螺杆直徑大小 螺距 螺深確定三段有效長度,一般按各占三分之一劃分。

料口最後一道螺紋開始叫輸送段:物料在此處要求不能塑化,但要預熱、受壓擠實,過去老擠出理論認為此處物料是鬆散體,後來通過證明此處物料實際是固體塞,就是說這裏物料受擠壓後是一固體象塞子一樣,因此隻要完成輸送任務就是它的功能了。

第二段叫壓縮段,此時螺槽體積由大逐漸變小,並且溫度要達到物料塑化程度,此處產生壓縮由輸送段三,在這裏壓縮到一,這叫螺杆的壓縮比31,有的機器也有變化,完成塑化的物料進入到第三段。

第三段是計量段,此處物料保持塑化溫度,隻是象計量泵那樣準確、定量輸送熔體物料,以供給機頭,此時溫度不能低於塑化溫度,一般略高點。

擠出機的節能上可分為兩個部分:一個是動力部分,一個是加熱部分。

動力部分節能:大多采用變頻器,節能方式是通過節約電機的餘耗能,例如電機的實際功率是50Hz,而你在生產中實際上隻需要30Hz就足夠生產了,那些多餘的能耗就白白浪費了,變頻器就是改變電機的功率輸出達到節能的效果。

加熱部分節能:加熱部分節能大多是采用電磁加熱器節能,節能率約是老式電阻圈的30%~70%。

它是如何工作的呢?

塑料物料從料鬥進入到擠出機,在螺杆的轉動帶動下將其向前進行輸送,物料在向前運動的過程中,接受料筒的加熱、螺杆帶來的剪切以及壓縮作用使得物料熔融,因而實現了在玻璃態、高彈態和粘流態的三態間的變化。

在進行加壓的情況,使得處於粘流態的物料通過具有一定的形狀的口模,然後根據口模而成為橫截麵和口模樣子相仿的連續體。繼而冷卻定型形成玻璃態,由此得到所需加工的製件。

在擠出機中,一般情況下,最基本和最通用的是單螺杆擠出機。其主要包括:傳動、加料裝置、料筒、螺杆、機頭和口模等六個部分。

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,螺杆轉速必須穩定,不能隨著螺杆負荷的變化而變化,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杆可以變速,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,本部分一般采用交流整流子電動機、直流電動機等裝置,以達到無級變速,一般螺杆轉速為10~100轉/分。

傳動係統的作用是驅動螺杆,供給螺杆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。

同樣螺杆直徑的擠出機,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。但高的螺杆速度,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。

螺杆是擠出機的心髒,是擠出機的關鍵部件,螺杆的性能好壞,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範圍和生產效率。通過螺杆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,螺杆也是用高強度、耐熱和耐腐蝕的合金製備而成。

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,所需的螺杆種類不同,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杆。

表示螺杆特征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、螺杆和料筒的間隙等。

最常見的螺杆直徑D大約為45~150毫米。螺杆直徑增大,擠出機的加工能力也相應提高,擠出機的生產率與螺杆直徑D的平方呈正比。螺杆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大的螺杆適應性較強,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,同時因螺杆自重增加,自由端撓曲下垂,容易引起料簡與螺杆間擦傷,並使製造加工困難;增大了擠出機的功率消耗。過短的螺杆,容易引起混煉的塑化不良。

料筒內徑與螺杆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.通常控製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,同時易使螺杆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是螺紋與螺杆橫斷麵的夾角,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,沿螺杆長度的變化方向而改變,常采用等距螺杆,取螺距等於直徑,Φ的值約為17°41′

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。口模為具有一定截麵形狀的通道,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係統冷卻硬化而成型。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。按照料流方向與螺杆中心線有無夾角,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、線纜包複物及吹塑製品等.

塑料擠出機組的輔機主要包括放線裝置、校直裝置、預熱裝置、冷卻裝置、牽引裝置、計米器、火花試驗機、收線裝置。擠出機組的用途不同其選配用的輔助設備也不盡相同,如還有切斷器、吹幹器、印字裝置等。

塑料擠出廢品類型中最常見的一種是偏心,而線芯各種型式的彎曲則是產生絕緣偏心的重要原因之一。在護套擠出中,護套表麵的刮傷也往往是由纜芯的彎曲造成的。因此,各種擠塑機組中的校直裝置是必不可少。校直裝置的主要型式有:滾筒式(分為水平式和垂直式);滑輪式(分為單滑輪和滑輪組);絞輪式,兼起拖動、校直、穩定張力等多種作用;壓輪式(分為水平式和垂直式)等。

纜芯預熱對於絕緣擠出和護套擠出都是必要的。對於絕緣層,尤其是薄層絕緣,不能允許氣孔的存在,線芯在擠包前通過高溫預熱可以徹底清除表麵的水份、油汙。對於護套擠出來講,其主要作用在於烘幹纜芯,防止由於潮氣(或繞包墊層的濕氣)的作用使護套中出現氣孔的可能。預熱還可防止擠出中塑料因驟冷而殘留內壓力的作用。在擠塑料過程中,預熱可消除冷線進入高溫機頭,在模口處與塑膠接觸時形成的懸殊溫差,避免塑膠溫度的波動而導致擠出壓力的波動,從而穩定擠出量,保證擠出質量。擠塑機組中均采用電加熱線芯預熱裝置,要求有足夠的容量並保證升溫迅速,使線芯預熱和纜芯烘幹效率高。預熱溫度受放線速度的製約,一般與機頭溫度相仿即可。

成型的塑料擠包層在離開機頭後,應立即進行冷卻定型,否則會在重力的作用下發生變形。冷卻的方式通常采用水冷卻,並根據水溫不同,分為急冷和緩冷。急冷就是冷水直接冷卻,急冷對塑料擠包層定型有利,但對結晶高聚物而言,因驟熱冷卻,易在擠包層組織內部殘留內應力,導致使用過程中產生龜裂,一般PVC塑膠層采用急冷。緩冷則是為了減少製品的內應力,在冷卻水槽中分段放置不同溫度的水,使製品逐漸降溫定型,對PE、PP的擠出就采用緩冷進行,即經過熱水、溫水、冷水三段冷卻。

雙螺杆擠出機和單螺杆擠出機的區別有哪些呢?

單螺杆的機器和雙螺杆的機器:一個是一根螺杆,一個是兩根螺杆.都是用的一個電機帶動的.功率因螺杆不同而不同。50錐雙的功率約為20kW,65的約為37kW.產量與料及螺杆有關,50錐雙的產量約為100-150kg/h,65錐雙約為200-280kg/h。單螺杆的產量就隻有一半。

擠出機按其螺杆數量可以分為單螺杆、雙螺杆和多螺杆擠出機。如今以單螺杆擠出機應用最為廣泛,適宜於一般材料的擠出加工。雙螺杆擠出機具有由摩擦產生的熱量較少、物料所受到的剪切比較均勻、螺杆的輸送能力較大、擠出量比較穩定、物料在機筒內停留長,混合均勻等特點。

SJSZ係列錐形雙螺杆擠出機具有強製擠出、高質量、適應性廣、壽命長、剪切速率小、物料不易分解、混煉塑化性能好、粉料直接成型等特點,溫度自控,真空排氣等裝置。適用於管、板、異形材等製品的生產。

單螺杆擠出機無論作為塑化造粒機械還是成型加工機械都占有重要地位,近年來,單螺杆擠出機有了很大的發展。德國生產的大型造粒用單螺杆擠出機,螺杆直徑達700mm,產量為36t/h。

單螺杆擠出機發展的主要標誌在於其關鍵零件——螺杆的發展。近年以來,人們對螺杆進行了大量的理論和實驗研究,現今已有近百種螺杆,常見的有分離型、剪切型、屏障型、分流型與波狀型等。

從單螺杆發展來看,盡管單螺杆擠出機已較為完善,但隨著高分子材料和塑料製品不斷的發展,還會湧現出更有特點的新型螺杆和特殊單螺杆擠出機。從總體而言,單螺杆擠出機向著高速、高效、專用化方向發展。

最後來說說塑料擠出機常見問題及處理方法

1. 不吃料 即出現“漏料”及螺杆發熱現象。

1.1 原因及辦法

1.1.1 絞刀嚴重磨損。絞刀與泥缸內壁的間隙太大,或絞刀葉片的螺旋角不對,應該在更換絞刀時應注意保持其間隙為3~5mm,以及應按照設計的角度製作絞刀葉片。

1.1.2 絞刀葉片的表麵過於粗糙,泥料和葉片的摩擦力太大,因此在堆焊絞刀時不要成組堆焊,一次全部換完,應循序漸進,分批更換,以確保順利出磚。

1.1.3 泥缸壁襯套嚴重磨損。絞刀葉片與泥缸壁間間隙過大,導致泥料在泥缸裏的旋轉運動太多,泥料出不來,也進不去。這時應更換新的泥缸襯套,或在其襯套內壁裝上若幹根平行或傾斜於軸向的肋條,以代替被磨掉的來複槽,阻止泥料無效的回轉,增加其有效的擠出。

1..1.4 壓泥刀板與絞刀的間隙過大壓不下泥料,此時應調整或補焊、更新刀板,使其與絞刀葉片的間隙小於10mm。

2.泥條運動彎曲

2.1 原因及辦法

2.1.1 泥條向一側彎曲。這是由於機口、芯具、泥缸及螺旋絞刀的中心線沒有對正或輥床安裝傾斜造成的,調整好位置即可解決。

2.1.2 泥條出現S型彎曲。這是由於機脖子壓縮長度不夠,首節螺旋絞刀的主葉和副葉頂端不齊或首節絞刀的副葉嚴重磨損而變小,導致運轉時隻有主葉的那個半圓才推出泥料。此時應拆換首節絞刀,焊補副葉。

3.超載

3.1原因及辦法

3.1.1 泥料太幹。此時應先掏出太幹的泥料,最好拆下機口和機頭,啟動機器排淨泥缸裏的幹料後再安裝運行,並在規定的範圍內適當增加成型水分。

3.1.2 較長時間停機,泥缸裏的餘料變得又幹又硬,這不僅會嚴重超載,有時會無法啟動。為了預防這種情況的發生,當停機在8小時以上時,不要關死機口用水,對於雙級真空擠出機還應對其上泥缸中的泥料適當供水,以保持濕潤,如果停機在2天以上應盡量開空泥料後再停機。

3.2 注意事項:超載時,電機的負荷居高不下,離合器打滑,這時切忌強製啟動,以免損壞有關零件,甚至釀成擠破泥缸、機頭等較大事故。

4. 機器“擺頭”

4.1 原因及辦法

4.1.1 “擺頭”是螺旋擠出機的一個通病,這是因為絞刀軸是一根較長的懸臂軸,穩定性差,當軸承鬆晃、主軸彎曲、首節絞刀的副葉太小時,會加劇這一情況。如果泥缸沒有裝正,螺旋絞刀葉片與泥缸壁四周的間隙不一樣大,以及螺旋絞刀葉片外緣嚴重失圓,造成主軸受力不勻而擺頭,應及時予以糾正,並經常擰緊地腳螺栓和連接螺栓,防止其擺頭擺尾。

5. 泥條擠出後出現螺旋紋

5.1 原因及辦法

5.1.1 由於泥條受絞刀的螺旋作用,泥缸斷麵泥料前進速度不一致,軸心附近的泥料走得較快,邊緣的泥料走得較慢,速度不一的泥流之間形成了分界麵,水和空氣集中在該麵的空隙中,產生了分層現象。其主要原因是泥料塑性高、成型水分過大、主軸轉速太高、泥缸內壁出現返泥現象等原因造成的。其處理辦法如下:

1)不同性質的原料應充分混合均勻,盡量悶泡陳化,使水分充分滲入原料顆粒內部,減少原泥表麵的水分。

2)適當降低成型水分來增加泥層之間的摩擦力。 [1]

二、成品磚常見問題及處理辦法

1. 發狀裂紋

磚麵上出現淺細而基本上沒有分貧近似直線的裂紋,有時裂紋還延伸到條麵或頂麵。這大多是成型時留下的隱患,焙燒又用閘不當,裂紋擴大。為此,應適當降低原料的塑性指數,調整磚機螺旋絞刀的轉速和螺旋角,采用分離式螺旋絞刀,並在泥缸上加打泥棒以減輕泥料分層;或采用熱水、蒸汽攪拌、真空擠泥等措施來減少泥料中的水、氣來消除分層;另外焙燒應正確用閘,均勻排潮以及分次落實門前閘等。

2. 爆裂

當入窯磚坯的殘餘水分過高,預熱帶初期的升溫速度又超過25-35℃/h時,坯體中迅速汽化了的蒸汽來不及排出,擠炸磚坯,殘餘水分越高,情況也越嚴重,甚至窯頂可聽到炸裂聲,尤其在蹲火後剛進入預熱帶升溫較急,死傷水分並不太高,水汽常隻擠破磚坯表層,形成蛛網般的細裂紋,對此,除應控製入窯坯的殘餘水分低於8%外,還應適當延長預熱帶,使緩慢升溫均勻脫水,以及在蹲火及輪窯燒紙擋後緩提遠閘,慢慢加高。

3. 泛霜

磚麵上生出一層白色粉末,這是磚體殘留有硫酸鎂、硫酸鈉等可溶無機鹽,吸水後滲出表層蒸發後的殘留物。由於坯體含有一定數量的結晶水,脫水後膨脹,因此,在泛霜時還會崩裂磚的表層。為此,應控製泥料中扭送化鎂的含量低於3%。強化粉碎,提高細度和適當延長焙燒及保溫時間,使生成不溶於水的矽酸鹽,減輕或杜絕危害。

4.啞音磚

除因欠火造成的啞音磚外,成型時造成的隱形裂紋和因原料土中雜質太多,攪拌不勻留下的隱形分層,濕坯在預熱升溫太急,已被霜凍的磚坯和磚坯在預熱帶吸潮凝露等均會形成微裂紋,造成啞音磚,體突冷形成微裂紋等, 也可能造成啞音磚。對此,除應強化原料處理,剔除雜質,充分混勻,改善磚機的有關參數外,還應注意不燒高溫坯、霜凍坯,同時應保證預熱良好,有足夠長的保溫帶。

5.磚麵燒焦起泡

原因是焙燒帶升溫太快,表層迅速熔融燒結,堵住了孔隙, 內部還在進行的理化反應所產生的氣體無路可走,在磚麵鼓成氣泡。因此焙燒帶的升溫速度應低於40-70℃/h,尤其在坯體已達到900℃以上溫度時,繼續升溫的速度更低於20℃-30℃/h,以防磚麵燒焦起泡。

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