螺杆设计
设计理念
◎低温塑化的设计理念,保证高质量制品的 挤出。 ◎高扭力输出,大推力轴承。 ◎材质为38CrMoAL/A氮化处理,耐磨。 ◎严格的温控精度,风冷水冷相结合冷却。
挤出机组成部分
主要由以下三部分组成: • ① 挤压系统 它主要由螺杆和机筒组成,是 挤出机的关键部分。 • ② 传动系统 其主要作用是驱动螺杆,保证 螺杆工作过程中、所需的扭距和转速。 • ③ 加热冷却系统 它保证塑料和挤压系统 在成型加工中的温度要求。
设置分流板和过滤网的作用
位置:在口模和螺杆头之间的过渡区 作用:使料流由螺旋运动变为直线运动,阻止未熔 融的粒子进入口模,滤去金属等杂质。还可以提 高熔体压力,使制品比较密实,当物料通过孔眼 时,得以进一步均匀塑化,以控制塑化质量。但 在挤出HPVC等粘度大而热稳定性差的塑料时, 一般不用过滤网,甚至也不用分流板。
分离型螺杆
特点:是熔融段上除了有原来的一条螺丝 纹(称为主螺杆)外,还附加了一条螺纹(称 为附加螺纹),其外径略小于主螺纹外径, 主副纹的导程不同,副螺纹自加料段末端 开始(并在此与加料段相联),经过几个 螺纹后,逐渐与均化段的主螺纹相交。 用途:分离型螺杆的熔体温度、压力和流 率波动小,挤出量大。适用于聚氯乙烯和 聚甲醛等热敏性的塑料加工。
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螺杆转速
• 挤出机螺杆转速是挤出机的重要参数, 影响转速的因素。 影响转速的因素 • 生产率与转速的关系 从生产率Q的计算公式中可知,随 着转速n的增加, • 生产率Q也上升。但转速过高,生产率提高不多,而且胶 料容易焦烧。 • 功率与转速的关系 随着转速的增加,功率也随着增加, 但功率随转速增加的速率是逐渐下降的。 • 机头压力与转速的关系 随着转速n的增加,机头压力P略 有增加。较大的机头压力可以提高半成品的致密度。但n 增加时,P的增加不大,所以转速对提高致密度的效果并 不显著
整体式机筒
特点; 特点 长度大、加工要求比较高;在加工精度和装配精度上 容易得到保证(特别式螺杆和机筒的同心度要求),也可 简化装配工作;在机筒上设置外加热器不易受到限制,机 筒受热均匀。但是机筒的加工设备要求较高,技术加工要 求也较高;机筒内表面磨损不易修复。
整体式机筒
料筒冷却
装置: 包括料筒,其特征在于:所述还包括至少一个 进水装置和至少两个水冷却机构,各个水冷却机 构沿着料筒的轴向依次分布,进水装置与对应的 水冷却机构连接。 效果: 对挤出机料筒的不同部分分别进行精确的温度 控制,当加工一些对温度比较敏感的物料时,可 以有效的消除挤出时产生的剪切热量,适用于对 温度比较敏感(PVC)的物料。
挤出机结构图
评价螺杆的标准
(一)塑化质量 指生产的制品应当合乎以下几个方面的要求: 1 )具有合乎要求的螺杆的塑化质量: 2 )螺杆所挤出的熔体温度是否均匀,轴向波动、径向温 差多大。 3 )是否有得以成型的最低的熔体温度。 4 )挤出的熔体是否有压力波动。 (二)产量 所谓产量是指在保证塑化质量的前提下,通过给定机头的 产量或挤出量。一般用公斤/小时或公斤/转来表示。
(三)单耗: 指每挤出一公斤塑料所消耗的能量,用 N来表示。其中 N为功率(千瓦),Q为产量(公斤/小时)。 这个数值越大,表示塑化同样重量的塑料所需要的能量越 多,即意味着所耗费的加热功率越多,电机所做的机械功 通过剪切和摩擦热的形式进入物料越多。反之亦然。 一根好的螺杆,在保证塑化质量的前提下,单耗应尽可能 低。 (四)适应性: 指螺杆对加工不同塑料、匹配不同机头和不同制品的适 应能力。一般说来,适应性越强,往往伴随着塑化效率的 降低。 因此我们总希望一套根好的螺杆机筒,其适应性和高的塑 化效率都应兼备。 (五)制造的难易: 一套根好的螺杆机筒还必须易于加工制造,的主要指标之一。不同规格的螺杆的指标不一样。同一 种规格的螺杆由于结构和几何的差异或者由于螺杆的差异,因此,必须有一 个衡量生产能力的标准。其中的一个标准就是生产能力Q和螺杆n的转速之比, 称为比流量Q/n。 熔料在螺杆中流动时,在不考虑漏流的影响下,对单头螺纹其生产率简化公 式为: 其中: — 螺杆直径(厘米) n — 螺杆转速(转/秒) π D nh sin θ cos θ Q= 2 Q — 生产能力() -— 第一计量段螺槽深度(厘米) — 第一计量段螺杆的螺旋升角 把=9cm,n=75r/min=1.25r/s,=1cm,=代如到以上公式可得
2 2 s 1 1 1
• • • • • •
Q=
π2 ×92 ×1.25×1×sin17o ×cos17o
2 π2 ×92 ×1.25×1×0.29×0.96 = 2 =138cm2 / s
料筒
简介: 简介: 料筒的结构就是一根中间开了下料口的圆管。 工作原理: 工作原理: 在塑料的塑化过程中,其前进和混合的动力都是来源 于螺杆和料筒的相对旋转。根据塑料在螺杆螺槽中的不同 形态,一般把螺杆分为三段:固体输送段(也叫加料段)、 熔融段(也叫压缩段)、均化段(也称计量段)。
螺杆结构:等距不等深渐变型 定义: 定义:加料段较深螺槽向均化段教浅螺槽的过渡。 是再一个较长的螺杆轴向距离内完成的。 用途: 大多用于无定形塑料的加工,它对大多数 物料能够提供较好的热传导,对你物料的剪切作 用较小,而且可以控制,使用于热敏性塑料。
螺杆类型
渐变型螺杆塑化时升温缓和,压缩段比较长,适 渐变型螺杆 合PVC等热稳定性差且熔融温范围宽的塑料。
分流板
形式: 目前使用较多的是结构简单、制造方便的平板式分流板。 但在挤出RPVC粘度大而热稳定定性差的塑料一般不用过滤 网甚至也不用过滤网
位置:
分流板至螺杆头的距离不宜过大,否则易造成物料积存,使 热敏性塑料分解;距离太小,则料流不稳定,对制品质量不 利,一般为0.1D(D为螺杆直径)。
单螺杆挤出机生产电缆料图片
真空料斗
装备了微型计算机,控制为无接点方式, 使用寿命长久. 计量是经计量设定后自动实行演算的比率控制方式。 计量检查简便易行
分流板、 分流板、过滤网
在螺杆头部和口模之间有一个过渡区,物料流过这一区 域时,其流动形式要发生变化。为适应这一变化,该过渡 区应当有一个决定于螺杆头形状和尺寸、口模形状和尺寸 以及物料粘度的形状,该形状应当使熔体易于向口模流动。 通常这一段是圆柱形或圆锥形,对于高粘度的材料,锥角 一般小于30。对于低粘度的材料,锥角一般大于45,
单螺杆挤出机生产电缆料
单螺杆挤出机原理
料口最后一道螺杆叫输送段 ,物料在此处不能塑化,但 要预热、受压挤实。 第二段叫压缩段 ,螺槽体积由大逐渐变小,并且温度要 达到物料塑化程度,此处产生压缩由输送段三,在这里压 缩到一,这叫螺杆的压缩比--3:1,完成塑化的物料进 入到第三段。 第三段是计量段, 此处物料保持塑化温度,要象计量泵 那样准确、定量输送熔体物料,以供给机头,此时温度不 能低于塑化温度,一般略高点。
• •
螺杆的参数
螺槽深度
• 特点:螺槽截面可以恒定,但前两段都小 • 判定标:挤出量最大,制品质量最好。 • 计量段的螺槽深度称为它的特征深度,一般用=K来表示。 式中是螺杆直径(厘米),K是系数。 • 第一计量段的螺槽深度影响着生产能力,在螺杆直径已确 定情况下,根据生产能力的要求,来确定第一计量段的螺 槽深度的大小。 • 对于系数K来说,在直径相同的情况下,长径比较大的则 对应着较大的K值。 • 根据介绍,0.03-0.05左右,对一般挤出机来说,可取 K0.033
螺杆的直径及长径比
挤出机的型号都是根据螺杆的直径(D)及长径比(L/D) 命名的。 长径比( L/D)为(18~25):1
螺杆长径比
• 螺杆的有效工作长度L与螺杆的直径的比值 即为排气螺杆的长径比(L/D)。 • 目前国内部分排气挤出机的长径比
螺杆各段长度
• • • • • • • • • ① 第一阶螺杆的长度 螺杆在第一阶的长度应保证物料在进入已基本塑化。在一般情况下,长度约 为螺杆全长的53-58%,最长亦不超过全长的2/3。 ② 第一加料段的长度 第一加料段长度可取第一阶螺杆长度的60-65%。 ③ 第一、二压缩段长度 因物料在第二压缩段中已熔融,故第二压缩段长度一般不大于2。 ④ 第一、二计量段长度 第一计量段长度可取为第一阶螺杆全长的25-30%。根据资料介绍,第一计量 段长度不少于3。 在可能的情况下,为保证挤出过程的稳定,适当的增加第二计量段的长度是 可行的。一般认为,它可取整体排气螺杆长度的15-25%。对于长径比较大的 螺杆,这一百分比还可取得大些。第二计量段与第一计量段的长度比可为 1.8-0.8。 ⑤ 减压段长度 减压段长度一般不大于1
螺杆、料筒的材质
耐磨损,寿命长 耐腐蚀,物料具有腐蚀性; 高强度,可承受大扭矩,高转速; 具有良好的刀削加工性能;热处理后残余应力小,热变形小。
料筒规格: 料筒规格: Φ50-Φ360 螺杆规格: 螺杆规格: Φ15-Φ360 长径比:L/D=15-45
螺杆基本的要点
定义:外表面切有螺旋槽的圆柱或者切有锥面螺旋槽的圆锥。 螺杆生产步骤: 螺杆生产步骤 调质——下料——粗加工——精加工——氮化或喷焊双合 金粉未——质量检测——成品 螺杆和料筒的材料 钢材选用优质的38CrMoAl,氮化处理,表面硬度: HRC55°-58 选用38CrMoAl材料的原因: 38CrMoAl综合性能比较优异,耐磨。应用比较广泛。