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第五章螺杆挤出机


定长 装置
冷却 装置
定型 装置
机头
切割 装置
牵引 装置 挤出机 主机
螺杆挤出机的主机一般是通用的,同 一挤出机安装不同的机头就可以挤出 不同的制品,而辅机是专用的,不同 的制品(因此有不同的机头)用不同 的辅机。
控制系统:
控制挤出机组的主机、辅机的拖动电动机,驱动液 压泵、液压缸(或汽缸)和其他各种执行机构,使 其满足工艺所要求的转速和功率,并保证主辅机能 协调的运行,检测、控制主辅机的温度、压力、流 量和制件的质量,实现整个挤出机组的自动控制。
4.销钉冷喂料挤出机 在对挤出技术的不断探索中, 美国的 E n i r o ya l 公司作出了一大 贡献, 即 2 0世纪 6 0年代后期和9 0年代初开始了销钉技术的研究, 将 销钉从机筒圆周方向径向插入螺杆螺纹槽中, 将流动的胶料迚行剪切和 搅拌。胶料变成熔体以低剪切速率在螺杆螺纹中流动, 逐渐形成连续的 粘流体, 这样便破坏了胶料在挤出过程中的层流和结块现象, 打破了胶 块, 达到了胶料塑化好、 胶温低和节能的效果 , 简化了生产工艺。1 9 7 9年该项技术在美国获得了专利。 销钉式冷喂料挤出机的出现, 使冷喂 料挤出机技术得到了很大的发展和提高。这种挤出机不仅在螺杆结构上 有了较大改迚, 而且由于在机筒上增加了销钉, 使其对胶料的塑化性能、 挤出制品的致密性、 挤出量都有很大的提高, 幵且排胶温度较低, 可满 足多种生产工艺的挤出要求,同时由于改迚了螺杆结构, 使其驱动功率 下降,单位能耗明显降低。由于其具有塑化性能好、 排胶温度低、 挤出 量大的特点, 在橡胶工业生产中得到了越来越广泛的应用。
挤出机要求调整挤出速度,同时要求速度的变化要 平稳。为什么? 挤出机有时候可以代替开炼机和压延机。试举例? 举出挤出机连续生产的例子?
3.直流电动机无级调速
调速范围一般在1:10以上,是目前国内外采用最广泛的变速电动机,也是 挤出机采用最多的电动机。 4.电磁调速交流异步电动机(滑差电机)
调速比:1:5和1:10两种,要配备稳压装置,否则,由于受外电网干扰, 准确性差。
5.液压马达无级调速 传动特性软,可起过载保护作用;体积小。但制造精度要求很高,这在一 定程度上限制了它在挤出机上的应用。
3.冷喂料排气挤出机 冷喂料 排 气 挤 出机 的 出 现 源 于 1 9 5 6年B e r n h a t d t 提出的 抽真 空挤 出机螺杆 的设 计。它使用的螺杆按胶料窄压缩段螺槽中的流动 状态可分普通型冷排螺杆和强力剪切型冷排螺杆。冷喂料排气挤出机的螺 杆分为喂料段、 压缩段、节流段、 排气段和挤出段。节流段采用了浅槽 等距等深螺纹, 可使胶料获得较高的剪切和稳定的输送过程, 同时也提 高了排气效果。
1.结构组成
主机 辅机
控制系统
主机:
① 挤出系统:主要由螺杆和料筒组成,是挤出机的关 键部分。橡胶通过挤出系统而塑化成均匀的熔体, 并在这一过程中所建立的压力下,被螺杆连续地定 量定压定温地挤出机头。 ② 传动系统:驱动螺杆,使螺杆获得在工作过程中所 需要的扭矩和转速,由各种大小齿轮、传动轴、轴 承及电动机组成。 ③ 加热冷却系统:对料筒(或螺杆)进行加热和冷却, 以保证成型过程在工艺要求的温度范围内完成。
可以分为橡胶螺杆挤出机和塑料螺杆挤出机。
塑料挤出机
橡胶螺杆挤出机
每种用途可分为一种类型。
可以分为热喂料挤出机和冷喂料挤出机。
热喂料挤出机
冷喂料挤出机
可分为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺 杆挤出机。
双螺杆挤出机
单螺杆挤出机
图5-7 聚合物动态三螺杆挤出机

卧式单螺杆挤出机结构图
1、机头连接法兰 2、过滤板 3、冷却水管 4、加热器 5、螺杆 6、料筒 7、液压泵 8、测速电动机 9、推力轴承 10、料斗 11、减速箱 12、螺杆冷却装置
传动系统 机头 挤压系统
加热冷却 系统机头源自挤压系统传动系统辅机:
① 机头(口模):它是制件成型的主要部件,熔融塑料通过 它获得一定的几何截面和尺寸。 ② 定型装置:它的作用是将从机头中挤出的塑料的既定形状 稳定下来,对其进行精整,从而得到更为精确的截面形状、 尺寸和光亮的表面。 ③ 冷却装置:由定型装置出来的塑料在此得到充分的冷却, 获得最终的形状和尺寸。 ④ 牵引装置:其作用为均匀地牵引制件,并对制件的截面尺 寸进行控制,使挤出过程稳定地进行。 ⑤ 切割装置:其作用是将连续挤出的制件切成一定的长度或 宽度。 ⑥ 卷取装置:其作用是将软制件(薄膜、软管、单丝)卷绕 成卷。
2.结构形式
① 分开式挤出机
② 整体式挤出机——结构紧凑,需机械加工 的零件数目少,占地面积小,是普遍通用 的结构类型。
① 应用范围广。 ② 生产过程连续。 ③ 生产效率高。 ④ 投资少、收效快。
1.作用及要求
作用:传动系统的作用是用来传递动力使螺杆克服阻力而转动,最后 完成挤出作业。 要求:传动系统中需要有相应的调速机构;传动系统中必须有相应的 减速装置。
1.规格表示
挤出机的规格是以螺杆的外直径D来表示,其单位为m m。国际上用于工业生产挤出机规格为Φ60、Φ90、Φ120、
Φ150、Φ200、Φ250、Φ300,用于过滤胶挤出机规格为Φ150、
Φ200、Φ250、Φ300、Φ400,用于实验室挤出机规格为Φ30、 Φ40、Φ45. 国产挤出机的规格为Φ30、Φ40、Φ60、Φ65、Φ85、Φ90、 Φ115、Φ120、Φ150、Φ200、Φ250、Φ300等。
2.普通冷喂料挤出机 冷喂料挤出机出现于 2 0世纪4 0年代, 6 0年 代开始得 到推广和普及 , 8 0年代成为发展主流。 至9 0年代初期, 欧美等发达国家用冷喂料挤出 机生产的 产品 已经 占到生产总量的 9 5 % 。目前有分离型螺杆挤 出机、 挡板螺杆挤 出 机、 空穴式螺杆挤出机、 传递式混炼挤出机、 销钉螺杆挤出机和多流道传递 混合螺杆( MC T ) 挤出机等。从设备结构来看 , 冷喂料挤 出机与热喂料挤出机 相比, 一般有较长的机身, 长径比( L / D) 为 8~2 0, 螺纹沟较浅。由于机身 长、 功能多, 迚料温度低, 其功率比热喂料挤出机大得多, 约相当于同规格 热喂料挤 出机的 2— 4倍。如德国贝尔斯托夫公司生产 的直径 为 2 5 0 r a m的 冷喂料挤 出机 的功率为5 0 0 k w, 而同规格的热喂料挤出机仅为1 0 5 k w, 但生产能力却比热喂料挤出机低。冷喂料挤 出机的出现简化 了生产工艺 , 所 喂胶料不再需要热炼, 胶料在室温下喂入挤出机,即可得到各种形状的制品胶 胚。它完全可以替代热喂料挤出机, 幵可省去胶料热炼工序, 简化了生产工艺, 幵可使机头建立较高压力, 对提高挤出制品质量有一定效果, 因此在某些制品 的生产中得到了较为广泛的应用。但是为使胶料得到较好的塑化效果而设计的 主副螺纹结构的螺杆, 使挤出产量受到影响, 而且需要较大的驱动功率, 在 一些生产工艺中的使用受到了限制。 1.1.4 主副螺纹冷喂料挤出机 主副螺纹冷 喂料挤 出机 出现于 1 9 7 0年 , 它的主螺纹与普通型螺杆的螺纹相 同, 主要 结构是在主螺纹槽中设置了具有一定高低差的副螺纹,而副螺纹则在螺距和螺 棱高度上有所变化 , 只允许通过窄缝向前输送胶料, 从而有效地消除了普通 螺杆螺槽中胶料的“ 死区”. 强化了塑化和混炼的效果, 但它对胶料的混炼 质量不均匀, 消耗的能量较大。
2.组成与分类
挤出机的传动装置主要由电机、减速机和变速机构所组成。 挤出机的传动方式颇多,基本有以下几种。
1.感应电动机-机械变速(主要用于橡胶挤出机)
电动机不能变速,由机械变速装置实现变速。 齿轮减速箱(有级,橡胶挤出机常用) 机械变速装置 无级变速器 (较少采用)
2.交流整流子电动机无级变速
常用调速范围为1:3
2、螺杆挤出机的型号 挤出机的型号按类、组、型分类编制,分 别用类、组、型别名称中有代表性的汉字拼音 字头字母表示。型号由基本型号和辅助型号两 部分组成。表示方法如下:
型号示例:
(1)XJ-150
表示:螺杆外直径为150mm的橡胶挤 出机。 X ——橡胶 (类别) J ——挤出机(组别)
(2)SJ-FM1700 螺杆直径150mm,长径比为20∶1 的塑料挤出机。 S ——塑料(类别) J ——挤出机(组别) FM ——上吹法塑料吹塑薄膜 1700——滚筒工作长度为1700mm。
第五章 螺杆挤出机
一.挤出机用途和分类。 二.挤出机规格表示与技术特征。 三.挤出机基本结构。 四.挤出机使用特点。 五.挤出机传动要求、种类及方式。 六.挤出机喂料类型及特点比较。
1.用途 螺杆挤出机简称挤出机(又名压出机),它是橡胶制品、塑 料制品加工过程中主要设备之一,具有较广泛的用途。挤出机主 要用于热塑性塑料的成型,也可用于某些热固性塑料。挤出的制 品都是连续的型材,如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层 等。此外,还可用于塑料的混合、塑化造粒、着色、掺合等。 2.分类 按物料品种分类 按工艺用途分类 按喂料方式分类 按螺杆数目分类
3.传动方式及特点(P117)
1.螺杆型热喂料挤出机 1 8 7 0年出现的橡胶挤 出机是热喂料挤 出机。它喂入的胶料要求 必须经过热炼, 且供料均匀、 稳定、 等速, 料温保持在5 0~ 7 0 ℃。 其螺杆短, 螺纹沟深 , 均 化效 果 不 理想。从 2 0世纪 7 0年代起 。 一度出现长径 比变小的现象。由于热喂料挤出机可连续挤出、 操作简 单、 生产效率高、 挤 出成品形状稳定 , 目前 在很多制 品的生产工艺 中 , 仍然采用热喂料挤 出机。在轮胎生产中用于各种胎 面、 各种型 胶的挤 出以及在胶管、 电缆及其它橡胶制品的生产中用于包胶及胶坯 的挤出。

双螺杆挤出机
1、机头连接器 2、分流板 3、料筒 4、加热器 5、螺杆 6、加料器 7、料 斗 8、加料器传动机构 9、推力轴承 10、减速器 11、电动机
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