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挤出成型设备介绍

⒊管材机头
⑴直通式管机头
这种机头最显著的特征是有某种形式的分 流器支架支撑着分流器。熔料从挤出机挤出后 经多孔板、过滤网、分流器支架分成若干股料 流,然后再汇合,最后进入由芯棒和口模形成
的环形通道,经一定长度的定型套连续地挤出
管材。
这种机头的结构简单,制造容易,但物料 经过分流器支架时形成的分流
这几种流动使物料经受强烈的反混剪切作用。
但这种非啮合型双螺杆没有自洁作用,故一
般仅用于混料。
三、挤出机头
⒈机头的作用与分类
⑴机头的作用
机头是挤出机的主要成型部件,它包括机 头体、分流器、分流器支架、芯棒、口模、 调节螺丝等。其主要作用是:
①使物料由机筒螺杆间的螺旋运动变为 直线运动。
②形成必要的成型压力,保证制品密实。
1-机头 2-定型 3-冷却 4-牵引 5-切割 6-卷曲(或堆放)
1-机头 2-定型 3-冷却 4-牵引 5-切割 6-卷曲(或堆放)
1-机头 2-定型 3-冷却 4-牵引 5-切割 6-卷曲(或堆放)
1-机头 2-定型 3-冷却 4-牵引 5-切割 6-卷曲(或堆放)
⒉挤出成型设备的分类
③按机头内压力大小可分为:低压机头 (料流压力小于4MPa)、中压机头(料流 压力为4~10MPa)和高压机头(料流压力 在10MPa以上)
⒉吹塑薄膜机头
吹塑薄膜机头即吹膜机头。生产厚度为 0.005~0.100㎜的薄膜可用挤出法、压延 法和拉伸法等成型。而挤出法加工简单、 成本低廉、生产率高。因此半数以上薄膜 用此法生产。尤其是聚乙烯、聚丙烯、聚 苯乙烯、含增塑剂的聚氯乙烯、醋酸纤维 素等热塑性塑料薄膜,更多用此法生产。 * ⑴侧进料芯棒式机头
塑料制品的40~50%。其特点是:生产过 程连续化,生产效率高,设备成本低,产 品质量均匀。
一、挤出成型设备的组成及分类
Brabender转矩流变仪(兼挤出造粒机)
⒈挤出成型设备的组成
⑴主机
又称挤出机,与化纤机械中螺杆挤出机 的结构基本相同,由挤压系统、传动系统、 加热冷却系统和控制系统组成。
工作原理:
ⅰ物料自料斗经定量加料器加入机筒后, 按照旋转方向,可从一根螺杆的螺槽经啮合 区的间隙流入另一根螺杆的螺槽,形成螺旋 的”∞”形向前运动,于是从加料口至机头 存在着通道。
ⅱ在啮合处,螺纹和螺槽的速度相反,物料相 对速度很大,承受很大的剪切,有利于混合,且能
刮去料槽内的积料,故具有较好的混炼和自洁作用。
其不可能有压力回流。而单螺杆挤出机则
很难加入除粒状物料以外的其它种类物料。
②物料停留时间短:仅为约单螺杆挤 出机的一半,故特别适合于热敏性物料。
③排气性能优异:由于双螺杆挤出机 啮合部分的有效混合,使物料的表面更新 能力较强,故易于设置排气口使物料中的 气体排除。
④优异的塑化和混合:由于双螺杆的互相 啮合,物料在挤出过程中进行着较单螺杆挤 出机中更为复杂的运动,物料因此可获得良
)和超高速挤出机(900~1500r/min)。
按上述挤出机的结构及分类特点,可将其 中部分挤出机的功能简述如下:
①卧式挤出机。螺杆轴线为水平布置,其
特点是重心低、稳定性好和便于操作维修,
不足是占地面积较大。
②立式挤出机。螺杆轴线为垂直布置,其 重心较高,不易配置辅机,操作维修较困难, 但占地面积较小。
⒋板材、片材挤出机头
一般挤出成型可生产板厚为0.25~20㎜, 宽度为1~1.5m(最宽可达4m)的板材或
片材。通常将厚度为0.25~1㎜的称为片材, 厚度大于1㎜的叫板材。
板、片材成型机头常见的有以下四种:
⑴鱼尾机头
其型腔呈鱼尾状,熔体从机头中部进入
发明的利用电磁动态作用进行塑化的挤出 机,特点是结构紧凑和节省电能。
⑧可视化挤出机。是近年开发的在机
筒上开设若干透明视窗的挤出机,主要用 于研究不同螺杆结构或工艺条件下物料的 塑化混炼过程。
二、双螺杆挤出机
⒈概述
据称,第一台双螺杆挤出机是1869年 在英格兰由Follows和Batts为制造香肠开 发的。用于聚合物加工的第一台双螺杆挤 出机是在二战之前在意大利由Roberto Colombo和Carlo Pasquetti研制的。
③使物料进一步塑化均匀。
④成型制品。
⑵机头的分类
①按用途可分为:吹膜机头、挤管机头、 挤板机头、挤异型材机头、造粒机头、吹 塑中空制品机头、抽丝机头、电缆机头、 织网机头、多色制品机头及螺旋耐压管挤 出机头等。
②按制品挤出方向可分为:直通式机头
和直角式机头。前者机头内料流方向与挤 出机螺杆轴向一致,后者机头内料流方向 与挤出机螺杆轴向呈一定角度,通常为 90°,也有呈45 °和30 °的。
⑵辅机
①机头
俗称口模,是挤出成型的模具,是制品 成型的主要部件。熔料通过它获得一定的 几何截面和尺寸。
②定型装置
稳定从机头挤出的制品的形状,并对其
进行精整,从而得到尺寸更为精确的截面 形状及更为光亮的制品表面。定型过程通
常采用冷却和加压的方法来实现。
③冷却装置
对经定型后的制品实施进一步冷却,以 获得最终制品的形状和尺寸。
小,料流较稳定,
出料较均匀,生产率高,成型
质量好。但结构复杂,制造困
难,生产占地面积大。适用于
成型聚乙烯、聚丙烯等管材。
⑶旁侧式机头
综合了直通式和直角式机头的优点。在 这种机头中,物料经过二次改变方向,消 除直角机头一次变向所产生的不均衡现象。 挤出方向与螺杆轴方向一致,故占地面积 比直角式小。但这种机头结构更复杂,挤 出成型时料流阻力较大。
⑴按螺杆数目分:无螺杆挤出机、单螺 杆挤出机、双螺杆挤出和多螺杆挤出机。
⑵按结构形式分:立式、卧式和阶式。
⑶按可否排气分:排气式挤出机和非排 气式(常规式)挤出机。
⑷按用途分:制品成型挤出机、混炼造 粒挤出机和压延机喂料挤出机。
⑸按螺杆转速分:常规挤出机(100~ 300r/min)、高速挤出机(300~900r/min
ⅲ由于啮合处两根螺杆的速度方向相反,因此 能在上下啮合区形成平衡的压力,螺杆的轴承及机 筒承载均匀,故可在高达300r/min的转速下工作。
ⅳ由于两根螺杆互相啮 合,对物料输送有强制的 推力,故螺杆内的物料可 以不充满螺槽地向前输送。
ⅴ螺杆啮合处对物料的剪切过程使物料的
表层得到不断的更新,具有很好的脱挥排气
第一章 挤出成型设备
挤出成型又称挤压成型,它是将物料加
热熔融成粘流态,借助螺杆的挤压作用, 推动粘流态的物料,使其通过口模而成为 截面与口模形状相仿的连续体的一种成型
方法,为此而使用的设备称为挤出机。
挤出成型是塑料成型的重要方法之一,
此法可成型几乎全部热塑性塑料和部分热 固性塑料。生产的产品有管、棒、丝、薄 膜、板、电线电缆的包覆材、异型材和中 空制品等。目前挤出成型产品约占热塑性
④牵引装置
均匀地牵引制品,并对制品的截面尺寸 进行拉伸控制,使挤出过程平稳地进行。
⑤切割装置
将连续挤出的硬制品按要求的长度及 宽度进行裁切。
⑥卷曲(或堆放)装置
将连续挤出的软制品(薄膜、软管或
单丝)卷绕成卷(或对硬制品进行堆放)。
1-机头 2-定型 3-冷却 4-牵引 5-切割 6-卷曲(或堆放)
好的塑化和混炼。
⑤低的比功率消耗:约为单螺杆的一半。
⑥螺杆特性硬:流率对机头压力变化不敏 感。
当然,双螺杆挤出机的制造费用较单螺杆 挤出机要高许多分类
⑴结构
主要由双螺杆、机筒(其上开设有主加料 口、侧加料口及至少一个排气口)、排气装 置(通常可有1~3个)、定量加料器(包括 料斗、加料螺杆及机筒、加料器传动系统)、 加热器、机头连接体(包括多孔板及自动换 网器)、主机传动装置(包括电机、减速分 配箱和安全销等)、机座以及电控仪表等组 成。
来自挤出机的熔融物料经过设置在挤出机机 筒与机头连接处的多孔板后,经机颈到达芯棒轴。 在芯棒轴的阻挡下,熔融物料被分为两股沿芯棒 分流线流动,在芯棒尖处又重新汇合。汇合后的 物料沿机头环形缝隙挤出成管坯。芯棒内通入压 缩空气,将管坯吹胀。
这种机头的优点是: 机头内存料少,不易过 热分解;结构简单,易
⑵分类
①按螺杆旋转方向
可分为同向旋转和异向旋转两大类。而异
向旋转的双螺杆挤出机又可分为内翻式和外
翻式两种。需要特别注意的是同向旋转双螺 杆和异向旋转双螺杆的工作机理和用途各不 相同,购买及使用时要注意区分,否则难以 达到最佳效能。
②按两根螺杆啮合与否
分为啮合型与非啮合型两类。其中啮
合型按啮合程度又可分为部分啮合型与全 啮合型两种。
料从机头中心进入,之后按螺纹流道的数目 而分成多股料流,最后料流从环形间隙中挤 出而形成膜管。
优点:可避免芯棒偏中现象,且料流呈螺 旋形分散,使混合程度大大提高,消除了薄膜 的合缝线,且其厚度均匀性得以改善。
缺点:物料在芯棒中停留时间较长,不适 于加工热稳定性差的物料。且体积较大,不适 合吹制大规格口径的薄膜。
③按两根螺杆轴线的相对位置划分
可分为平行双螺杆挤出机和锥形双螺 杆挤出机。
④按螺杆为整体或组合划分
目前,在生产实践中使用的同向旋转 的双螺杆挤出机的螺杆大都为组合式。其 可通过改变螺杆元件的组合,实现能加工 不同种类聚合物材料的特点。
⑶双螺杆挤出机工作原理
①啮合型同向旋转双螺杆挤出机
该种机在塑料工业中应用十分广泛。
20世纪60年代以后,出现了在混炼、 脱水、造粒、粉料直接成型和其他填料方 面具有专门功能的双螺杆挤出机。70年代
后,又出现了组合式的双螺杆挤出机,使
其适用性得到了极大的增强,使用范围不 断扩大,制造成本也不断降低。
双螺杆挤出机的优点:
①加料容易:可加入带状、粉状、糊 状、粒状及玻璃纤维等物料,这是由于双 螺杆挤出机是靠正位移原理输送物料的,
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