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4 3雙螺桿擠出機(jī) 4 3 1概述4 3 2雙螺桿擠出過(guò)程參量4 3 3雙螺桿擠出機(jī)主要參數(shù)4 4 4雙螺桿擠出機(jī)主要零部件 1 4 3 1概述 1單螺桿擠出機(jī)的局限性加料性能差排氣效果差物料停留時(shí)間長(zhǎng)2雙螺桿擠出機(jī)的優(yōu)點(diǎn)容易加入帶狀料 粉料及玻璃纖維等物料物料停留時(shí)間短塑化 混合效果佳排氣 自潔性能優(yōu)良比功率低螺桿特性硬 2 4 3 1概述 3基本結(jié)構(gòu)擠壓系統(tǒng)雙螺桿機(jī)筒傳動(dòng)系統(tǒng)加熱冷卻系統(tǒng)控制系統(tǒng)加料裝置機(jī)座 3 是在一個(gè) 字形機(jī)筒內(nèi) 由兩根互相嚙合的螺桿組成 螺桿可以是整體或組裝 同向旋轉(zhuǎn)或異向旋轉(zhuǎn) 平行或錐形的 雙螺桿擠出機(jī)擠壓系統(tǒng) 2020年2月12日星期三 4 雙螺桿擠出機(jī)和單螺桿擠出機(jī)工作原理比較 物料在單螺桿擠出機(jī)中的輸送是依靠物料與機(jī)筒的摩擦力而雙螺桿擠出機(jī)則為 正向輸送 有強(qiáng)制將物料向前輸送的作用 另外 雙螺桿擠出機(jī)在兩根螺桿的嚙合處還對(duì)物料產(chǎn)生剪切作用 2020年2月12日星期三 5 4類(lèi)型 按相對(duì)位置 按旋轉(zhuǎn)方向 同向旋轉(zhuǎn) 向內(nèi)異向旋轉(zhuǎn) 向外異向旋轉(zhuǎn) 平行雙螺桿 錐形雙螺桿 按螺桿軸線是否平行 嚙合型 非嚙合型 完全嚙合型 部分嚙合型 6 5工作原理 雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)盡管與單螺桿擠出機(jī)很相似 但是其工作原理與單螺桿擠出機(jī)很不相同 在雙螺桿擠出機(jī)中 原材料由加料裝置 一般為定量加料 通過(guò)加料口加入 且有些添加料 如玻璃纖維等 還需通過(guò)機(jī)筒中間的加料口加入 物料經(jīng)受雙螺桿熔融 混煉 輸送等作用到達(dá)擠出機(jī)頭口模 在這一過(guò)程中 物料的運(yùn)動(dòng)情況因螺桿的嚙合方式 旋轉(zhuǎn)方向的不同而不同 嚙合型同向雙螺桿擠出機(jī) 7 5工作原理 物料自料斗經(jīng)定量裝料器加入機(jī)筒后 按照旋轉(zhuǎn)方向 可從一根螺桿的螺槽經(jīng)嚙合區(qū)的間隙流入另一根螺桿的螺槽 形成旋轉(zhuǎn)的倒 8 形向前運(yùn)動(dòng) 于是 從加料口至機(jī)頭存在著通道 在嚙合處 螺紋和螺槽的速度相反 物料相對(duì)速度很大 承受很大的剪切 有利于混合 且能刮去螺槽內(nèi)的積料 故具有較好的混煉和自潔作用 由于嚙合處兩根螺桿的速度方向相反 因此能在上下嚙合區(qū)形成平衡的壓力 螺桿的軸承及機(jī)筒承載均勻 故可在高轉(zhuǎn)速下工作 嚙合型同向雙螺桿擠出機(jī) 8 5工作原理 由于兩根螺桿相互嚙合 對(duì)物料輸送有強(qiáng)制的推力 故螺槽內(nèi)的物料可以不充滿螺槽地向前輸送 螺桿嚙合處對(duì)物料的剪切過(guò)程使物料的表層不斷的更新 具有很好的脫揮排氣性能 近年來(lái) 為了強(qiáng)化同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)的混煉能力 在螺桿元件中采用了各種結(jié)構(gòu)的混合與剪切元件 使其混煉能力得到了更大的增強(qiáng) 因此嚙合型同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)被廣泛用于物料的混煉 嚙合型同向雙螺桿擠出機(jī) 9 5工作原理 由于兩根螺桿的旋轉(zhuǎn)方向不同 一根螺桿中物料螺旋前進(jìn)的道路被另一根螺桿堵死 故不能形成 8 運(yùn)動(dòng) 嚙合型異向雙螺桿擠出機(jī) 在嚙合處 一根螺桿的螺紋插入另一根螺桿的螺槽中 使連續(xù)的螺槽被分割成相互隔離的C形小室 螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí) 隨著嚙合部分的軸向移動(dòng) 小室也沿著軸向前移 螺桿每轉(zhuǎn)一圈 小室就前移一個(gè)導(dǎo)程的距離 故自機(jī)筒加料口到機(jī)頭不存在物料的連續(xù)通道 10 5工作原理 少量物料被拉入兩螺桿之間的徑向間隙 受到螺棱和螺槽間的研磨和滾壓作用 此作用與壓延機(jī)上物料的滾壓作用相似 稱(chēng)為 壓延效應(yīng) 嚙合型異向雙螺桿擠出機(jī) 由于壓延效應(yīng) 使機(jī)筒壁和軸承受力不均勻而局部受壓磨損 故異向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿只能在較低的轉(zhuǎn)速下工作 異向嚙合型雙螺桿混煉剪切作用較弱 故適用于熱敏料和需要受熱時(shí)間短的物料的成型 11 5工作原理 軸向漏流1 由于兩螺桿不嚙合 它們之間的徑向間隙很大 所以存在較大的軸向漏流 非嚙合型雙螺桿擠出機(jī) 環(huán)形漏流2 由于兩螺桿的螺棱的相對(duì)位置是錯(cuò)開(kāi)的 即一根螺桿的推力面的物料壓力大于另一根螺桿拖曳面的物料壓力 從而產(chǎn)生了流動(dòng)2 物料從壓力較高的螺桿推力面向另一螺桿壓力較低的拖曳面流動(dòng) 12 5工作原理 拖曳流3 同時(shí)隨著螺桿的旋轉(zhuǎn) 在兩螺桿的間隙處物料不斷受到攪動(dòng)并被不斷帶走而更新 不論兩螺桿的轉(zhuǎn)向如何 產(chǎn)生流動(dòng)3 非嚙合型雙螺桿擠出機(jī) 拖曳環(huán)流4 特別是在異向旋轉(zhuǎn)過(guò)程中 物料在A處受到阻礙 產(chǎn)生了流動(dòng)4 而所有這些流動(dòng)形式都增加了對(duì)物料的混煉和剪切作用 由于這種嚙合形式的雙螺桿沒(méi)有自清潔作用 所以一般僅用于混料 13 5工作原理 嚙合型錐形異向雙螺桿擠出機(jī) 計(jì)量段末的螺桿橫斷面積減小 因此在同等的機(jī)頭壓力下 它具有較小的軸向壓力 減輕了止推軸承的負(fù)載 兩個(gè)螺桿的軸線尾部分開(kāi) 有利于安裝較大的承載軸承 故可承受較大扭矩 且壽命長(zhǎng) 加料段直徑大 螺桿強(qiáng)度高 物料受熱面積大 有利于塑化 而在計(jì)量段螺桿直徑小 受熱較小 有利于實(shí)現(xiàn)低溫?cái)D出 由于錐形雙螺桿比平行雙螺桿有上述優(yōu)點(diǎn) 現(xiàn)已逐步取代了平行異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī) 14 描寫(xiě)雙螺桿擠出這一過(guò)程的參量有溫度 充滿度 壓力和能量 4 3 2雙螺桿擠出過(guò)程參變量 15 溫度是擠出過(guò)程得以進(jìn)行的重要條件之一 如前所述 物料從加入料斗到最后成型為制品是經(jīng)歷了一個(gè)復(fù)雜的溫度過(guò)程的 1 溫度 16 熱量來(lái)源溫度是雙螺桿擠出過(guò)程得以進(jìn)行的重要條件之一 物料由固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài) 需要熱量 擠出過(guò)程熱量的來(lái)源有兩個(gè) a 機(jī)筒外部加熱器通過(guò)機(jī)筒傳給物料的熱量 b 物料與物料之間 物料與螺桿 物料與機(jī)筒之間的摩擦熱和物料受剪切而生成的熱量 1 溫度 17 溫度的調(diào)節(jié) 加料口 為保證物料順利加入 必須保持固體的摩擦性質(zhì) 故此段機(jī)筒不但不要加熱 還需要冷卻 在加料口下游 機(jī)筒溫度則需升高 以便將物料加熱 促使其熔融 熔融后 機(jī)筒溫度要保持低溫 使物料保持較高的粘度 這有利于混合 防止物料過(guò)熱分散 實(shí)現(xiàn)低溫?cái)D出 螺桿軸線方向機(jī)筒的溫度設(shè)定 與雙螺桿擠出機(jī)的類(lèi)型 螺桿構(gòu)型及擠出物料特性和對(duì)最終擠出物性能要求有關(guān) 由雙螺桿擠出機(jī)的加熱冷卻系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn) 1 溫度 18 建壓導(dǎo)致的溫升在熔體輸送中螺桿建壓的同時(shí) 會(huì)引起熔體的溫升 1 溫度 P 壓差 T 溫升 熔體密度Cp 比熱容 m 效率 T 0 5 P bar 這意味著壓力升高1MPa 溫度上升5 這種建壓引起的溫升有害無(wú)益 即浪費(fèi)能量 又易引起物料分解 也無(wú)益于混合 必須對(duì)螺桿建壓區(qū)的構(gòu)型進(jìn)行優(yōu)化 減少螺桿背壓區(qū)的長(zhǎng)度 使能量輸入和溫升達(dá)到最小值 19 2 充滿度 由于采用計(jì)量加料 再加上主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)數(shù)可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié) 以及雙螺桿螺桿構(gòu)型對(duì)物料的接受和輸送的特點(diǎn) 因而沿螺桿軸線方向各螺桿區(qū)段的螺槽并不是都被物料充滿 有的區(qū)段的螺桿元件處于非充滿狀態(tài) 饑餓狀態(tài) 充滿度充滿度 物料填充螺槽的面積A 與螺槽的總面積A之比 固體輸送段 充滿度一般小于1 取決于螺桿構(gòu)型 熔融段 充滿度可能等于或小于1 熔體輸送段 充滿度可能等于或小于1 在排氣段 充滿度必須小于1 反螺紋段 反向捏合塊 充滿度等于1 為了使物料通過(guò)反螺紋段和反向捏合塊 其上游用于建壓的正向螺紋元件中必定有一段螺槽的充滿度等于1 部分充滿的螺槽 20 充滿度的物理意義 固體輸送段 可表明物料與螺桿和機(jī)筒的接觸情況 因而表明由機(jī)筒吸收熱量的情況 熔融段 它意味著物料受剪切的強(qiáng)弱 排氣段 它表明物料自由表面積的大小 排氣效果的好壞 冒不冒料 熔體輸送段 它表明螺桿內(nèi)是否建立起壓力 通過(guò)調(diào)節(jié)充滿度 可以調(diào)節(jié)擠出過(guò)程 達(dá)到預(yù)期的目的 2 充滿度 21 3 壓力 壓力的建立 只有充滿度等于1的區(qū)段 才有可能建立起壓力 壓力的分布 沿螺桿軸線方向就有一個(gè)壓力分布問(wèn)題 用壓力梯度 即沿螺桿軸線方向單位長(zhǎng)度上的壓力變化 表示 影響壓力的因數(shù) 不同螺桿元件其建立壓力的能力是不同的 口模形式和尺寸也影響壓力分布 22 嚙合同向雙螺桿沿螺桿軸線方向的壓力分布 3 壓力 23 4 能耗 能量平衡為了使加入的物料熔融呈粘流態(tài) 必須供給熱能 為使物料壓實(shí) 充滿螺槽并通過(guò)阻力元件 物料必須在螺桿軸線某些位置建立起壓力 即必須供給壓力能 為了使各組分進(jìn)行分布混合和分散混合 必須提供剪切機(jī)械能 熱能 壓力能和剪切能是由加熱器的電能和驅(qū)動(dòng)螺桿的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái) 這些能量的一部分為熔融物料 成型制品所利用 其余部分作為熱損失而損失掉 雙螺桿擠出過(guò)程中機(jī)械能和加熱器提供的熱能不但與雙螺桿擠出機(jī)的類(lèi)型有關(guān) 還與螺桿構(gòu)型和不同的螺桿區(qū)段有關(guān) 24 擠出過(guò)程能力沿?cái)D壓系統(tǒng)的變化示意 4 能耗 25 電機(jī) 加熱器提供的能量與螺桿直徑的關(guān)系 4 能耗 26 熱能 壓力能和剪切能是由加熱器的電能和驅(qū)動(dòng)螺桿的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái) 這些能量的一部分為熔融物料 成型制品所利用 其余部分作為熱損失而損失掉 4 能耗 27 比功率消耗比功 耗 率 表示一臺(tái)擠出機(jī)能量轉(zhuǎn)化和利用的好壞 比功耗分毛比功耗和凈比功耗 凈比功耗是擠出過(guò)程中物料承受的總變形和應(yīng)力的度量 它可以用平均剪切應(yīng)力和平均剪切應(yīng)變的乘積表示 最低比功耗是在最高擠出量和最低螺桿轉(zhuǎn)數(shù)下得到的 是擠出物料所需的最少能量 4 能耗 28 4 3 3雙螺桿擠出機(jī)的主要參數(shù) 嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)是當(dāng)前用于塑料改性的主要混合設(shè)備之一 它的螺桿轉(zhuǎn)數(shù)目前已高達(dá)1200 1500rpm 長(zhǎng)徑比L D可達(dá)36 48或更長(zhǎng) 其螺桿和機(jī)筒都是組合式 通過(guò)對(duì)螺桿元件 機(jī)筒元件進(jìn)行科學(xué)的組合 可以獲得范圍廣的剪切速率和剪應(yīng)力 能進(jìn)行分布混合和分散混合 可對(duì)聚合物進(jìn)行共混 填充 增強(qiáng)改性和反應(yīng)擠出 29 1螺桿公稱(chēng)直徑D 指螺桿外徑 單位mm 對(duì)于錐形雙螺桿而言 D是一個(gè)變值 一般同時(shí)表示小端直徑d 表示機(jī)器的加工能力 30 2螺桿長(zhǎng)徑比 螺桿有效長(zhǎng)度與直徑之比即L D 主要取決于完成物料熔融塑化所需的擠出過(guò)程和停留時(shí)間 各種功能段的長(zhǎng)度及數(shù)量等因素 一般整體式雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比在7 18之間 對(duì)于組合式雙螺桿擠出機(jī) 長(zhǎng)徑比是可變的 目前 隨著螺桿轉(zhuǎn)速的高速化 擠出系統(tǒng)的長(zhǎng)度 或螺桿長(zhǎng)徑比 總體呈現(xiàn)增大的趨勢(shì) 31 3螺桿的轉(zhuǎn)向 螺桿的轉(zhuǎn)向由同向和異向之分 一般同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)多用于混料 異向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)多用于擠出成型制品 4螺桿的轉(zhuǎn)速范圍 螺桿的最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速間的范圍 5驅(qū)動(dòng)功率 指驅(qū)動(dòng)螺桿的電動(dòng)機(jī)功率 單位kW 6加熱功率 指雙螺桿擠出機(jī)機(jī)筒上各段加熱功率的總和 單位kW 32 7雙螺桿中心距公稱(chēng)尺寸 指平行布置的兩螺桿的中心距 單位mm 8實(shí)際比功率 表征每小時(shí)內(nèi)平均加工1kg物料所需電動(dòng)機(jī)實(shí)際使用功率的指標(biāo) 單位kW kg h 9比流量 指螺桿每轉(zhuǎn)的生產(chǎn)能力 表征擠出機(jī)的生產(chǎn)效率 單位 kg h r min 10產(chǎn)量 指每小時(shí)的擠出量 單位kg h 33 4 4 4雙螺桿擠出機(jī)主要零部件 34 4 4 4雙螺桿擠出機(jī)主要零部件 1螺桿整體式螺桿組合式螺桿 35 1 整體式螺桿 由整根材料加工制作 在一根螺桿上加工出各種基本結(jié)構(gòu)單元 輸送單元和混煉單元 加工難度大 為了獲得適當(dāng)?shù)膲嚎s比變螺距變螺棱寬度依靠錐形變化 36 2 組合式螺桿 是由多個(gè)單獨(dú)的螺桿元件沿軸向連接組成的組合體 元件具有互換性 可根據(jù)工藝需要進(jìn)行組合 加工難度小于整體式螺桿 主要組合單元 輸送元件 剪切元件 壓縮元件 混合元件以及捏合元件 37 用于輸送物料 給物料一定的推力使物料能夠克服在流道中的阻力 結(jié)構(gòu)多為螺紋型 全嚙合式 間隙小 兩螺桿在輸送過(guò)程中形成了幾乎密閉的 C 型空間 使物料很難進(jìn)行相互間的混合 對(duì)物料進(jìn)行強(qiáng)制輸送 可以在很短的長(zhǎng)度內(nèi)建立起較高的壓力 2 組合式螺桿 輸送元件 38 普通嚙合式 捏合間隙大 中心距H大于兩螺桿半徑之和 R r 以形成較大徑向間隙 可增大嚙合螺紋的軸向間隙 促進(jìn) C 型空間內(nèi)物料的相互混合并輸送物料 由于存在漏流和倒流 對(duì)物料的強(qiáng)制輸送能力差 2 組合式螺桿 輸送元件 39 包括剪切元件 混合元件 捏合元件等物料在雙螺桿中的混煉過(guò)程是剪切與混合的結(jié)合 剪切元件 由剪切盤(pán)或剪切螺紋組成 主要用于對(duì)物料進(jìn)行剪切 2 組合式螺桿 混煉元件 40 混合元件 齒形混合盤(pán)由帶齒的兩組盤(pán)組成 是混合元件的一種 還有銷(xiāo)釘段 反螺紋段等元件 主要起攪亂物料流的作用 使物料均化 銷(xiāo)釘型 反螺紋型 2 組合式螺桿 混煉元件 41 捏合元件 主要就是捏合塊 是由截面相同但安裝時(shí)錯(cuò)開(kāi)一定角度的一組塊所組成 隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng) 物料被擠入捏合塊與機(jī)筒內(nèi)壁之間的空腔且隨著兩捏合塊的嚙合 空腔由大變小 再由小變大 物料受到反復(fù)的剪切 膨脹 擠壓 從而加速和改善了物料的塑化過(guò)程 提高了塑化質(zhì)量 2 組合式螺桿 混煉元件 42 螺桿組合設(shè)計(jì) 在組合設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)正確的了解各種螺桿元件的基本工作機(jī)理 功能 與物料加工工藝相結(jié)合 進(jìn)行螺桿組合的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)螺桿組合的基本原則 保證在正常操作轉(zhuǎn)速和溫度下物料的塑化和排氣進(jìn)料口一般采用中等螺距的螺紋元件壓縮段一般采用小螺距元件混煉段采用嚙合快等剪切型元件 螺紋元件等適當(dāng)組合排氣口處采用大螺距螺紋元件 43 3 螺紋頭數(shù) 單頭螺紋多用于捏合型同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī) 主要用于加工PVC 雙頭螺紋由于螺槽較深 剪切強(qiáng)度相對(duì)小些 并有較好的加料性能 適合于混料和加工難于加入的物料 如粉料 三頭螺紋螺槽較淺 對(duì)物料的剪切強(qiáng)度比雙頭螺紋大 主要用于需要高剪切的物料 螺紋頭數(shù)對(duì)于擠出機(jī)的性能及加工品種都有影響 44 2機(jī)筒 分段積木式 同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒大多采用分段積木式結(jié)構(gòu) 每段長(zhǎng)度為 3 4 D 其中有加料口段 根據(jù)加料方式可設(shè)多段 和排氣口段 有的有測(cè)量熔體溫度或壓力的孔段 對(duì)于介質(zhì)冷卻的機(jī)筒 各段還設(shè)有介質(zhì)通道 以及固定加熱器用的螺孔 與組合式螺桿配合可根據(jù)物料和工藝要求靈活組合 45 流程工藝和配置 1聚合物2填充物3添加劑4預(yù)混器5雙螺桿側(cè)加料6液體計(jì)量加料7雙螺桿擠出機(jī)8真空泵10切粒系統(tǒng)PVC雙螺桿組合擠出工藝流程 46 通常 一臺(tái)成功的雙螺桿擠出機(jī)選擇首先在于確定理想的筒體組合和配置 它關(guān)系到擠出機(jī)的工藝 螺桿的長(zhǎng)徑比 物料的停留時(shí)間 混煉塑化程度 螺桿組合 筒體的組合和配置是雙螺桿擠出機(jī)工程技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要內(nèi)容 47 配混擠出 脫水干燥 典型的擠出機(jī)主機(jī)配置結(jié)構(gòu) 48 與筒體排列相密切的因素有 加料位置 排氣或脫揮口的數(shù)量及位置 物料的擠出過(guò)程 通常 主加料口設(shè)定在第一節(jié)筒體 中間物料 如粉狀物 通常是在上游物料處于半塑化狀態(tài)下加入 液體狀添加劑則根據(jù)添加劑的穩(wěn)定性及分布分散要求具體確定加入位置 排氣筒體的設(shè)置與中間粉體的加入位置 物料的塑化程度 低分子產(chǎn)物的多少 螺桿組合結(jié)構(gòu)等因素有關(guān) 49 整體式 錐形雙螺桿的機(jī)筒多采用整體式 其結(jié)構(gòu)與單螺桿擠出機(jī)類(lèi)似 內(nèi)孔為 形 機(jī)筒與機(jī)頭連接處有由 形過(guò)渡到圓形的連接段 2機(jī)筒 50 3傳動(dòng)裝置 傳動(dòng)裝置應(yīng)滿足的要求 在滿足螺桿中心距的條件下 傳遞額定扭矩 兩根螺桿傳動(dòng)軸應(yīng)承受同樣的扭矩負(fù)載 應(yīng)消除螺桿的徑向力 防止螺桿彎曲 傳動(dòng)部件的型式分置式 把齒輪傳動(dòng)分成兩部分 即減速部分與扭矩分配部分 合體式 使用內(nèi)齒輪 把減速與扭矩分配裝置放在同一齒輪箱內(nèi) 多電機(jī)式 多電機(jī)多主動(dòng)軸傳動(dòng)形式 51 止推軸承組 靜壓軸承動(dòng)環(huán) 定環(huán) 圓盤(pán)圓盤(pán)上開(kāi)有徑向斜槽充入高壓油 3傳動(dòng)裝置 52 4計(jì)量加料裝置 53 5排氣裝置 雙螺桿擠出機(jī)都設(shè)有排氣裝置 以排出擠出過(guò)程中物料的水分 濕氣 夾帶的空氣以及殘留單體和低分子揮發(fā)物 專(zhuān)用于脫水和排出揮發(fā)物時(shí) 機(jī)筒要開(kāi)設(shè)幾個(gè)排氣口 54 6加熱冷卻系統(tǒng) 由擠出過(guò)程知 溫度是擠出過(guò)程得以進(jìn)行的必要條件之一 擠出機(jī)的加熱冷卻系統(tǒng)就是為保證這一必要條件而設(shè)置的 55 塑料在擠出過(guò)程中得到的熱量來(lái)源 料筒外部供熱 依靠安裝在料筒外部的加熱器供給熱量 內(nèi)部供熱 是由物料與料筒內(nèi)壁 物料與螺桿以及物料之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦剪切熱供給 由電動(dòng)機(jī)傳輸給螺桿的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái) 這兩部分熱量所占比例與螺桿 料筒的結(jié)構(gòu)形式 工藝條件 物料的性質(zhì)等有關(guān) 也與擠出過(guò)程的階段 如啟動(dòng)階段 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段 有關(guān) 6加熱冷卻系統(tǒng) 56 這兩部分熱量所占的比例在擠出過(guò)程的不同區(qū)段也是不同的 在加料段 為保證物料順利加入 必須保持固體的摩擦性質(zhì) 故此段機(jī)筒不但不要加熱 還需要冷卻 熔融段 在加料口下游 機(jī)筒溫度則需升高 以便將物料加熱 促使其熔融 當(dāng)物料熔融后 機(jī)筒溫度要保持低溫 使物料保持較高的粘度 這有利于混合 防止物料過(guò)熱分散 實(shí)現(xiàn)低溫?cái)D出 在正常工作時(shí)往往需冷卻器進(jìn)行冷卻 沿螺桿軸線方向機(jī)筒的溫度設(shè)定 與雙螺桿擠出機(jī)的類(lèi)型 螺桿構(gòu)型及擠出物料特性和對(duì)最終擠出物性能要求有關(guān) 由雙螺桿擠出機(jī)的加熱冷卻系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn) 6加熱冷卻系統(tǒng) 57 擠出機(jī)的加熱方法載體加熱 原理是先將液體 水 油 聯(lián)苯等 加熱 再由它們加熱料筒或螺桿 電加熱 目前擠出機(jī)上應(yīng)用得最多的是電加熱 它又分為電阻加熱和電感加熱 6加熱冷卻系統(tǒng) 58 擠出機(jī)的冷卻擠出機(jī)設(shè)置冷卻系統(tǒng) 和加熱系統(tǒng)一起 是為了保證塑料在工藝要求的溫度條件下完成擠出成型過(guò)程 擠出過(guò)程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生螺桿回轉(zhuǎn)生成的摩擦剪切熱比物料所需要的熱量多的現(xiàn)象 這會(huì)導(dǎo)致料筒內(nèi)物料溫度過(guò)高 如不及時(shí)排出過(guò)多的熱量 會(huì)引起物料 特別是熱敏性塑料 分解 有時(shí)也會(huì)使成型難以進(jìn)行 為此 必須對(duì)料筒和螺桿進(jìn)行冷卻 6加熱冷卻系統(tǒng) 59 料筒的冷卻 現(xiàn)代擠出機(jī)的料筒都設(shè)有冷卻系統(tǒng) 料筒的冷卻方法有風(fēng)冷和水冷 風(fēng)冷 風(fēng)冷比較柔和 均勻 干凈 在國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的擠出機(jī)上應(yīng)用較多 但風(fēng)機(jī)占的空間體積大 如果風(fēng)機(jī)質(zhì)量不好易有聲響 一般認(rèn)為用于中小型擠出機(jī)較為合適 6加熱冷卻系統(tǒng) 60 水冷 與風(fēng)冷相比 水冷的冷卻速度快 體積小 成本低 但易造成急冷 從而擾亂塑料的穩(wěn)定流動(dòng) 如果密封不好 會(huì)有跑 冒 滴 漏現(xiàn)象 用水管繞在料筒上的冷卻系統(tǒng) 容易生成水垢面堵塞管道 也易腐蝕 故完善的水冷系統(tǒng)所用的水不是自來(lái)水 而是經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的水 軟化水并經(jīng)過(guò)除氧處理 一般認(rèn)為水冷用于大型擠出機(jī)為好 6加熱冷卻系統(tǒng) 61 螺桿冷卻平行異向雙螺桿擠出機(jī)在加工熱穩(wěn)定性差的物料 如PVC等 時(shí) 由于僅靠機(jī)筒外部冷卻系統(tǒng)不足以將螺槽中物料由于強(qiáng)烈的摩擦產(chǎn)生的多余熱量帶走 必須對(duì)螺桿進(jìn)行冷卻 冷卻螺桿目的 第一 獲得最大的固體輸送率第二 冷卻螺桿以控制制品質(zhì)量 冷卻介質(zhì)也有用油和空氣作為冷卻介質(zhì)的 油和空氣的優(yōu)點(diǎn)是不具有腐蝕作用 溫控比較精確 也不易堵塞管道 6加熱冷卻系統(tǒng) 62 料斗座冷卻加料段的塑料溫度不能太高 否則會(huì)在加料口形成 拱門(mén) 使料不易加入 為此 必須冷卻加料斗座 此外 冷卻加料斗座還能阻止擠壓部分的熱量傳往止推軸承和減速箱 從而保證了它們的正常工作條件 加料斗座的冷卻介質(zhì)多用水 6加熱冷卻系統(tǒng) 63 雙螺桿擠出機(jī)設(shè)置有嚴(yán)格的安全保護(hù)措施 能夠有效防止設(shè)備事故的發(fā)生 電器保護(hù) 過(guò)載保護(hù)器 轉(zhuǎn)矩保護(hù)或超電流保護(hù) 機(jī)械保護(hù) 傳動(dòng)裝置與螺桿之間通過(guò)安全銷(xiāo)或安全鍵保護(hù) 主電動(dòng)機(jī)與定量加料器的聯(lián)鎖保護(hù)裝置機(jī)筒 螺桿熱載體油溫指示和控制以及超溫報(bào)警裝置排氣發(fā)生故障以及機(jī)頭壓力超載等報(bào)警裝置潤(rùn)滑及止推軸承的油溫油壓指示與報(bào)警裝置 7安全保護(hù)裝置 64 雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)設(shè)備 主機(jī) 8雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)設(shè)備 65 雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)設(shè)備 主機(jī) 8雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)設(shè)備 66 雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)設(shè)備 聯(lián)動(dòng)線 8雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)設(shè)備 67 雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)設(shè)備 水冷拉條切粒 8雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)設(shè)備 68 雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)設(shè)備 多螺桿擠出機(jī) 8雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)設(shè)備 69 雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)設(shè)備 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng) 8雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)設(shè)備 70