吹膜機(jī)螺桿料筒
【簡(jiǎn)單介紹】
【詳細(xì)說(shuō)明】
機(jī)械原則
擠出的基本機(jī)理很簡(jiǎn)單——一個(gè)螺桿在筒體中轉(zhuǎn)動(dòng)并把塑料向前推動(dòng)。螺桿實(shí)際上是一個(gè)斜面或者斜坡,纏繞在中心層上。其目的是增加壓力以便克服較大的阻力。就一臺(tái)擠出機(jī)而言,有3種阻力需要克服:固體顆粒(進(jìn)料)對(duì)筒壁的摩擦力和螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)前幾圈時(shí)(進(jìn)料區(qū))它們之間的相互摩擦力;熔體在筒壁上的附著力;熔體被向前推動(dòng)時(shí)其內(nèi)部的物流阻力。
牛頓曾解釋說(shuō),如果一個(gè)物體沒(méi)有向一個(gè)給定的方向運(yùn)動(dòng),那么這個(gè)物體上的力就在這個(gè)方向中平衡。螺桿不是以軸向運(yùn)動(dòng)的,雖然在圓周附近它可能橫向快速轉(zhuǎn)動(dòng)。因此,螺桿上的軸向力被平衡了,而且如果它給塑料熔體施加了一個(gè)很大的向前推力那么它也同時(shí)給某物體施加了一個(gè)相同向后推力。在這里,它施加的推力是作用在進(jìn)料口后面的軸承——止推軸承上。
多數(shù)單螺桿是右旋螺紋,像木工和機(jī)器中使用的螺桿和螺栓。如果從后面看,它們是反向轉(zhuǎn)動(dòng),因?yàn)樗鼈円M力向后旋出筒體。在一些雙螺桿擠出機(jī)中,兩個(gè)螺桿在兩個(gè)筒體中反向轉(zhuǎn)動(dòng)并相互交叉,因此一個(gè)必須是右向的,另一個(gè)必須是左向的。在其它咬合雙螺桿中,兩個(gè)螺桿以相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)因而必須有相同的取向。然而,不管是哪種情況都有吸收向后力的止推軸承,牛頓的原理依然適用。
2.熱原則
可擠出的塑料是熱塑料——它們?cè)诩訜釙r(shí)熔化并在冷卻時(shí)再次凝固。熔化塑料的熱量從何而來(lái)?進(jìn)料預(yù)熱和筒體/模具加熱器可能起作用而且在啟動(dòng)時(shí)非常重要,但是,電機(jī)輸入能量——電機(jī)克服粘稠熔體的阻力轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿時(shí)生成于筒體內(nèi)的摩擦熱量——是所有塑料zui重要的熱源,小系統(tǒng)、低速螺桿、高熔體溫度塑料和擠出涂層應(yīng)用除外。
對(duì)于所有其他操作,認(rèn)識(shí)到筒體加熱器不是操作中的主要熱源是很重要的,因而對(duì)擠出的作用比我們預(yù)計(jì)的可能要小(見(jiàn)第11條原則)。后筒體溫度可能依然重要,因?yàn)樗绊扆X合或者進(jìn)料中的固體物輸送速度。模頭和模具溫度通常應(yīng)該是想要的熔體溫度或者接近于這一溫度,除非它們用于某具體目的像上光、流體分配或者壓力控制。
3.減速原則
在多數(shù)擠出機(jī)中,螺桿速度的變化通過(guò)調(diào)整電機(jī)速度實(shí)現(xiàn)。電機(jī)通常以大約1750rpm的全速轉(zhuǎn)動(dòng),但是這對(duì)一個(gè)擠出機(jī)螺桿來(lái)說(shuō)太快了。如果以如此快的速度轉(zhuǎn)動(dòng),就會(huì)產(chǎn)生太多的摩擦熱量而且塑料的滯留時(shí)間也太短而不能制備均勻的、很好攪拌的熔體。典型的減速比率在10:1到20:1之間。*階段既可以用齒輪也可以滑輪組,但是第二階段都用齒輪而且螺桿定位在zui后一個(gè)大齒輪中心。
在一些慢速運(yùn)行的機(jī)器中(比如用于UPVC的雙螺桿),可能有3個(gè)減速階段并且zui大速度可能會(huì)低到30rpm或更低(比率達(dá)60:1)。另一個(gè)是,一些用于攪拌的很長(zhǎng)的雙螺桿可以以600rpm或更快的速度運(yùn)行,因此需要一個(gè)非常低的減速率以及很多深冷卻。
有時(shí)減速率與任務(wù)匹配有誤——會(huì)有太多的能量不能使用——而且有可能在電機(jī)和改變zui大速度的*個(gè)減速階段之間增加一個(gè)滑輪組。
這要么使螺桿速度增加到超過(guò)先前極限或者降低zui大速度允許該系統(tǒng)以zui大速度更大的百分比運(yùn)行。這將增加可獲得能量、減少安培數(shù)并避免電機(jī)問(wèn)題。在兩種情況中,根據(jù)材料和其冷卻需要,輸出可能會(huì)增加。
4.進(jìn)料擔(dān)當(dāng)冷卻劑
擠出是把電機(jī)的能量——有時(shí)是加熱器的——傳送到冷塑料上,從而把它從固體轉(zhuǎn)換成熔體。輸入進(jìn)料比給料區(qū)中的筒體和螺桿表面溫度低。然而,給料區(qū)中的筒體表面幾乎總是在塑料熔化范圍之上。它通過(guò)與進(jìn)料顆粒接觸而冷卻,但熱量由熱前端向后傳遞的熱量以及可控制加熱而保持。甚至當(dāng)前端熱量由粘性摩擦保持并且不需要筒體熱量輸入時(shí),可能需要開后加熱器。zui重要的例外是槽型進(jìn)料筒,幾乎于HDPE。
螺桿根表面也被進(jìn)料冷卻并被塑料進(jìn)料顆粒(及顆粒之間的空氣)從筒壁上絕熱。如果螺桿突然停止,進(jìn)料也停止,并且因?yàn)闊崃繌母鼰岬那岸讼蚝笠苿?dòng),螺桿表面在進(jìn)料區(qū)變得更熱。這可能引起顆粒在根部的粘附或搭橋。
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