2塑料擠出成型設(shè)備的組成
一套完整的擠出設(shè)備由主機(jī)、輔機(jī)及控制系統(tǒng)組成。
擠出機(jī)是塑料擠出成型的主要設(shè)備,即主機(jī)。由擠壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)及加熱冷卻系統(tǒng)和主機(jī)控制系統(tǒng)組成。
(1) 擠壓系統(tǒng) 由機(jī)筒、螺桿和料斗組成,是擠出機(jī)的核心工作部分。
(2) 傳動(dòng)系統(tǒng) 由電機(jī)、調(diào)速裝置和傳動(dòng)裝置組成。作用是給螺桿提供所需轉(zhuǎn)速和扭矩。
(3) 加熱冷卻系統(tǒng) 由溫控設(shè)備組成。作用是通過對(duì)機(jī)筒進(jìn)行加熱和冷卻,以保證擠出系統(tǒng)成型在工藝要求的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
(4) 控制系統(tǒng) 主要由儀表、電器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。作用是調(diào)節(jié)控制機(jī)筒溫度、機(jī)頭壓力和螺桿轉(zhuǎn)速。
擠出機(jī)需配置相應(yīng)的輔助機(jī)械設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)擠出成型。根據(jù)制品的種類確定輔助設(shè)備的組成。通常包括:機(jī)頭、冷卻系統(tǒng)、定量給料系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、真空排氣系統(tǒng)等。
控制系統(tǒng)由各種電器、儀表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)自動(dòng)化水平的高低,可控制擠出機(jī)、輔機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)及其他各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)按所需的速度、功率和軌跡運(yùn)行監(jiān)控主輔機(jī)的流量、溫度及壓力,終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)擠出成型設(shè)備的自動(dòng)控制和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制。
1.3 擠出機(jī)的分類
1.3.1 分類方法
隨著擠出機(jī)的廣泛應(yīng)用和不斷的發(fā)展,出現(xiàn)了各種類型的擠出機(jī),其分類方法各異,主要有以下幾種:
按裝置位置分為立式擠出機(jī)和臥式擠出機(jī)。
按可否排氣分為排氣擠出機(jī)和非排氣擠出機(jī)。
按螺桿轉(zhuǎn)速分為普通擠出機(jī)、高速擠出機(jī)和超高速擠出機(jī)
按螺桿數(shù)目的多少和結(jié)構(gòu)分為無螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、多螺桿擠出機(jī)。
按用途可分為配混造粒擠出機(jī)和生產(chǎn)制品用擠出機(jī)。
1.3.2 各擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及用途
(1)單螺桿擠出機(jī)
單螺桿擠出機(jī),造價(jià)低、易操作,但塑料混合、分散和均化效果差,滯留時(shí)間長(zhǎng)且分布廣,物料溫差較大(指同一斷面處)和難以吃粉料。因此,它只適用于一般性造粒和塑料制品的加工。
(2)同向雙螺桿擠出機(jī)
雙螺桿擠出機(jī)的特征是兩根相互平行的組合式螺桿裝在具有8字形孔的機(jī)筒內(nèi)。如果兩根螺桿旋轉(zhuǎn)方向相同,稱為同向型雙螺桿擠出機(jī)。根據(jù)兩根螺桿的嚙合型式不同,可分為嚙合型和非嚙合型兩種,常用的為嚙合型。
選用雙螺桿擠出機(jī)的優(yōu)越性:
① 生產(chǎn)能力大,根據(jù)理論計(jì)算,在同螺桿直徑下,雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)量能達(dá)到單螺桿擠出機(jī)的4倍(實(shí)測(cè)為2~4倍)。
② 能耗低,雙螺桿擠出機(jī)的單位能耗僅約為單螺桿擠出機(jī)的1/3~1/2左右。
③ 產(chǎn)品質(zhì)量好,由于雙螺桿擠出機(jī)的塑化、混煉性能好,在保證產(chǎn)品強(qiáng)度的條件下,原材料的消耗量下降約1/4~1/5。
雙螺桿擠出機(jī)在歐美國(guó)家中應(yīng)用的比例:
管材 板材 90% 造粒 異型材 80% 平膜片材 90% 發(fā)泡材 60%~70%
同向雙螺桿擠出機(jī)的顯著特點(diǎn)是高效能和多功能。高效能集中于高混煉、高扭矩、低能耗,特別適合工程塑料的共混改性、填充、增韌、增強(qiáng)。多功能表現(xiàn)為螺桿的多種功能的組合,組成不同功能的螺桿形式,以適應(yīng)不同塑料、樹脂的擠出,特別是高性能對(duì)樹脂和塑料合金的加工。
(3)異向雙螺桿擠出機(jī)
異向雙螺桿擠出機(jī)的顯著特點(diǎn)是:物料的輸送能力和擠出能力比同向雙螺桿擠出機(jī)的強(qiáng),在同螺桿直徑下,擠出量比同向擠出機(jī)一般高1倍左右,物料在機(jī)筒內(nèi)的滯留時(shí)間比同向機(jī)要短,并且剪切發(fā)熱小,溫差小,物料溫度分布十分均勻,物料分散充分。
(4) 錐形雙螺桿擠出機(jī) 雙螺桿是異向嚙合。
(5)多螺桿擠出機(jī) 我國(guó)已開發(fā)出四螺桿反應(yīng)混煉機(jī)。它綜合了捏合機(jī)、螺桿擠出機(jī)、縮聚反應(yīng)器、混煉機(jī)、研磨機(jī)的特點(diǎn)。
1.4 設(shè)計(jì)類型的確定
現(xiàn)在在工業(yè)生產(chǎn)中復(fù)合塑料的應(yīng)用范圍很廣,本次設(shè)計(jì)的擠出機(jī)要可以對(duì)塑料混合、改性,主要用于生產(chǎn)以聚氯乙烯(PVC)為主料的復(fù)合塑料。
由于同向雙螺桿擠出機(jī)具有分布混合及分散混合良好、自潔作用較強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)、產(chǎn)量高等特點(diǎn),特別適用于聚合物的改性,如共混、填料、增強(qiáng)及反應(yīng)擠出。并且本次設(shè)計(jì)的擠出機(jī)主要用于復(fù)合塑料擠出,因此應(yīng)設(shè)計(jì)同向嚙合雙螺桿擠出機(jī)。