加料裝置
擠出成型的供料一般采用粒狀料。加料裝置是保證向擠出機(jī)料筒連續(xù)供料的裝置,形狀如漏斗,有圓錐形和方錐形,亦稱(chēng)料斗。其底部與料筒連接處是加料孔,該處有截?cái)嘌b置,可以調(diào)整和截?cái)嗔狭鳌T诩恿峡椎闹車(chē)欣鋮s夾套,用以防止料筒高溫向料斗傳熱,避免料斗內(nèi)塑料升溫發(fā)粘,引起加料不均和料流受阻情況發(fā)生。料斗的側(cè)面有玻璃視孔及標(biāo)定計(jì)量裝置。有些料斗還有防止塑料從空氣中吸收水分的預(yù)熱干燥真空減壓裝置,以及帶有能克服粉狀塑料產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象的攪拌器和能夠定時(shí)定量自動(dòng)加料的裝置。
料筒
料筒又叫機(jī)筒,是一個(gè)受熱受壓的金屬圓筒。物料的塑化和壓縮都是在料筒中進(jìn)行的。擠出成型時(shí)的工作溫度一般在180~290℃,料筒內(nèi)壓可達(dá)60MPa。在料筒的外面設(shè)有加熱和冷卻裝置。加熱一般分三至四段,常用電阻或電感加熱器,也有采用遠(yuǎn)紅外線加熱的。冷卻的目的是防止塑料的過(guò)熱或停車(chē)時(shí)須對(duì)塑料快速冷卻以免塑料的降解。冷卻一般用風(fēng)冷或水冷。料筒須承受高壓,要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度,內(nèi)壁光滑。料筒一般用耐磨、耐腐塑料摩擦使塑料過(guò)熱,同時(shí)讓螺桿表面溫度略低于料筒,防止物料粘附其上,利于物料的輸送。
螺桿用止推軸承懸支在料筒的*,與料筒中心線吻合,不應(yīng)有明顯的偏差。螺桿與料筒的間隙很小,使塑料受到強(qiáng)大的剪切作用而塑化并推動(dòng)向前。
螺桿由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng),轉(zhuǎn)速一般為10~120r/min,要求是無(wú)級(jí)變速。
(1)螺桿的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)
螺桿的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)有直徑、長(zhǎng)徑比、壓縮比、螺槽深度、螺旋角、螺桿與料筒的間隙等(見(jiàn)圖4)其中長(zhǎng)徑比(L/Ds)對(duì)螺桿的工作特性有重大的影響。一般擠出機(jī)長(zhǎng)徑比為15~25,但近年來(lái)發(fā)展的擠出機(jī)有達(dá)40的,甚至更大。L/Ds大,能改善塑料的溫度分布,能使混合更均勻,還可減少擠出時(shí)的逆流和漏流,提高擠出機(jī)的生產(chǎn)能力。L/Ds過(guò)小,對(duì)塑料的混合和塑化都不利。因此,對(duì)于硬塑料、粉狀塑料要求塑化時(shí)間長(zhǎng),應(yīng)選較大的。 L/Ds大的螺桿適應(yīng)性強(qiáng),可用于多種塑料的擠出。但L/Ds太大,熱敏性塑料會(huì)因受熱時(shí)間太長(zhǎng)而出現(xiàn)分解,同時(shí)增加螺桿的自重,使制造和安裝都困難,也會(huì)增大擠出機(jī)的功率消耗。目前,L/Ds以25居多。
螺桿的壓縮比ε
螺桿的壓縮比ε是指螺桿加料段*個(gè)螺槽的容積與均化段后一個(gè)螺槽的容積之比,它表示塑料通過(guò)螺桿的全過(guò)程被壓縮的程度。ε越大,塑料受到擠壓的作用也就越大,排除物料中空氣的能力就大。但ε太大,螺桿本身的機(jī)械強(qiáng)度下降。一般壓縮比ε在2~5之間。壓縮比ε的大小取決于擠出塑料的種類(lèi)和形態(tài),如粉狀塑料的相對(duì)密度小,夾帶空氣多,其壓縮比應(yīng)大于粒狀塑料。另外擠出薄壁狀制品時(shí),壓縮比ε應(yīng)比擠出厚壁制品的大。
螺槽深度H
螺槽深度影響塑料的塑化及擠出效率,H較小時(shí),對(duì)塑料可產(chǎn)生較高的剪切速率,有利于傳熱和塑化,但擠出生產(chǎn)率降低。因此,熱敏性塑料宜用。H大的深槽螺桿宜用熔體粘度低和熱穩(wěn)定性較高的塑料。在實(shí)際生產(chǎn)中,根據(jù)工藝需要,螺槽深度往往是變化的,根據(jù)螺桿各段的功能不同,螺槽的深度不同,較通用的是漸變螺桿,如:加料段的螺槽深度Hl是個(gè)定值,一般H1>0.1Ds;壓縮段的螺槽深H2是漸變的,是一個(gè)變化值;均化段的螺槽深 H3是個(gè)定值,按經(jīng)驗(yàn) H3=0.02~0.06 Ds。螺旋角θ是螺紋與螺桿橫截面之間的夾角,隨著θ的增大,擠出機(jī)的生產(chǎn)能力提高,但螺桿對(duì)塑料的擠壓剪切作用減少。出于機(jī)械加工的方便,取Ds=Ls,則θ為17.26。為較常用的螺桿。
螺桿與料筒的間隙δ
螺桿與料筒的間隙δ,其大小影響擠出機(jī)的生產(chǎn)能力和物料的塑化。δ值大,熱傳導(dǎo)差,剪切速率低,不利于物料的熔融和混合,生產(chǎn)效率也不會(huì)高。但δ小時(shí),熱傳導(dǎo)和剪切率都相應(yīng)提高。但δ過(guò)于小,就易引起物料降解。
JSH-K75南京棉亞平行雙螺桿擠出機(jī)*
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