雙螺桿擠出機

雙螺桿擠出機

雙螺桿擠出機組的輔機主要包括放線裝置、校直裝置、預熱裝置、冷卻裝置、牽引裝置、計米器、火花試驗機、收線裝置。擠出機組的用途不同其選配用的輔助設備也不盡相同,如還有切斷器、吹乾器、印字裝置等。

基本信息

結構特點

雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機
剖分式同向平行雙螺桿擠出機的顯著特點即為:機筒可剖分式 同時,螺桿和機筒內襯套可隨意組合性。

剖分式機筒

以往的雙螺桿擠出機機筒是整體式的,無法打開。而剖分式雙螺桿擠出機是分體式的,它由上下兩半機筒組成,下半機筒固定在機架上,上半機筒通過蝸輪減速器聯接在下半機筒 上。平時上半機筒和下半機筒用兩排螺栓栓緊,當需要打開機筒時,只需鬆開螺栓,將蝸輪箱手柄轉動即開啟機筒。

積木式螺桿和機筒

剖分式雙螺桿擠出機主機的螺桿、機筒均採用先進的“積木式”設計,螺桿由套裝在芯軸上的各種形式的螺塊組合而成,筒體內的內襯套根據螺塊的不同可以調整,從而根據物料品種等工藝要求靈活組合出理想的螺紋元件結構形式,實現物料的輸送、塑化、細化、剪下、排氣、建壓以及擠出等各種工藝過程,從而較好地解決了一般難以兼顧的所謂螺桿通用性與專用性的矛盾,達到一機多用、一機多能的目的。“積木式”設計的 另一優點是對於發生了磨損的螺桿和筒體元件可進行局部更換,避免了整個螺桿或筒體的報廢,大大降低了維修成本。

l、主機雙螺桿為高速同向嚙合式,在各種螺紋及混煉元件中可產 生十分強烈而複雜的物料傳遞交換、分流摻合以及剪下捏合等 作用。這些作用可通過改變螺桿構型及操作工藝條件實現充分自如的調節控制,以滿足適應各種工藝的要求。

2、準確的計量、合理的加料方式是嚴格執行配方的關鍵,也是保證產品質量的第一關,我們根據物料的性能,用戶的需要,配有多種餵料方式,如體積計量、動態失重計量等等,以滿足不 同產品的需要。

3、先進的控制系統。該擠出機配有先進、美觀的控制系統,其控 制元件大部分都採用進口元件,質量好,靈敏度高。主機的運轉參數如電流、電壓、溫度,扭矩等都很直觀,所以操作起來 非常方便,對操作工的要求也不高。

4、系統配有拉絲水冷切粒、熱切水冷、熱切風冷等幾種切粒方式。 可根據材料不同、用戶的要求進行配置。

主要參數

(1)螺桿直徑。螺桿直徑是指螺桿外徑,單位為毫米(mm)。對於變直徑(或錐形)螺桿,它是一個變值,應指明是哪一端直徑。雙螺桿擠出機一般也是用直徑組成系列。國內外生產的嚙合異向鏇轉平行雙螺桿直徑大都在45—160mm,最常用的是60~1lOmm。嚙合異向鏇轉平行雙螺桿擠出機和嚙合同向鏇轉雙螺桿擠出機的螺桿直徑,主要根據擠出量大小和用於生產的製品的截面大小要求來確定。螺桿直徑越大,表征機器的擠出量越大。

(2)螺桿的中心距。螺桿的中心距是指兩根螺桿中心線之間的距離。它是一個重要的參數,在設計雙螺桿擠出機時,從制訂總體方案到具體結構設計,它決定了如下關係,並決定了有關的設計參數。

①傳動系統輸出軸(與螺桿相連)和有關齒輪的尺寸,決定螺桿有效扭矩的大小。

②推力軸承外徑尺寸的大小,決定最大的機頭設計壓力。

③螺桿的外徑和根徑,決定兩螺桿的嚙合程度、螺槽深度和雙螺桿擠出機的最大理論輸送量。

(3)螺桿長徑比。螺桿的長徑比指螺桿的有效長度和外徑之比,它反映了雙螺桿擠出機的規格及其性能。不同類型的雙螺桿擠出機,其長徑比的範圍是不同的。對於整體式雙螺桿,長徑比是個定值,一般為(7—18):1;對於組合式雙螺桿,其長徑比是可變的,有的可達36:1。

(4)螺桿的轉向。雙螺桿擠出機的螺桿有同向鏇轉和異向鏇轉兩種方式。從發展趨勢看,同向鏇轉的雙螺桿擠出機多用於混料,異向鏇轉的雙螺桿擠出機多用於擠出製品。

(5)驅動功率。驅動功率是指驅動螺桿的電動機功率。

(6)螺桿承受的扭矩。雙螺桿擠出機承受的扭矩載荷較大。為表征其承載能力和保護擠出機安全運轉,一般在其規格參數中要列出螺桿所能承受的、工作時不得超過的最大扭矩。單位一般用N·ITI表示。

(7)推力軸承的承受能力。推力軸承在雙螺桿擠出機中是個重要部件,一般在產品規格說明中都給出推力軸承的承載能力。

(8)螺桿轉速範圍。它是一個特徵參數,在一定程度上反映了雙螺桿擠出機的擠出能力和混煉能力。不同類型的雙螺桿擠出機的螺桿轉速範圍不同。螺桿轉速範圍用n商。一n。。表示,其中nmln為最低轉速,n。。;為最高轉速。

(9)加熱功率和加熱段數。加熱功率單位用kW表示。

(10)產量。雙螺桿擠出機的產量是一個重要參數,它表征機器生產能力的大小,是用戶選擇雙螺桿擠出機規格時的主要依據之一。它的單位為kg/h。

優點

直觀了解易損件的磨損情況

由於打開方便,所以能隨時發現螺紋元件、機筒內襯套的磨損程度,從而進行有效的維修或更 換。不至於在擠出產品出現問題時才發現,造成不必要的浪費。

降低生產成本

製造母粒時,經常需要更換顏色,如果有必要更換產品,在數分鐘時間內打開開啟式的加工區域,另外還可通過觀察整個螺桿上的熔體剖面來對混合過程進行分析。目前普通的雙螺桿擠出機在更換顏色時,需要用大量的清機料進行清機,既費時、費電,又浪費原材料。而剖分式雙螺桿擠出機則可解決這個問題,更換顏色時,只要幾分鐘時間就可快速打開機筒,進行人工清洗,這樣就可不用或少用清洗料,節約了成本。

提高勞動效率

在設備維修時,普通的雙螺桿擠出機經常要先把加熱、冷卻系統拆下,然後再整體抽出螺桿。而剖分式雙螺桿則不用,只要鬆開幾個螺栓,轉動蝸輪箱手柄裝置抬起上半部分機筒即可打開整個機筒,然後進行維修。這樣既縮短了維修時間,也降低了勞動強度。

高扭矩、高轉速

目前,世界上雙螺桿擠出機的發展趨勢是向高扭矩、高轉速、低能耗方向發展,高轉速帶來的效果即是高生產率。剖分式雙螺桿擠出機即屬於這個範疇,它的轉速可達加500轉/分鐘。所以在加工高粘度、熱敏性物料方面具有獨特的優勢。

在高轉速,高扭矩的核心技術上,非對稱及對稱的高扭矩齒輪箱目前僅有德國和日本相關廠家掌握核心技術,其轉速最高可以達到1800轉以上,而國內掌握這種核心技術的,僅四川中裝科技一家,目前也是國內高端材料加工廠商的主要選擇之一,屬於國內自主創新國家鼓勵項目

套用範圍廣

套用範圍廣泛,可適用於多種物料的加工

高產量、高質量、高效率

具有普通的雙螺桿擠出機所具有的其它優點,可實現高產量、 高質量、高效率。

套用舉例

1、玻纖增強、阻燃料造粒(如:PA6、PA66、PET、PBT、PP。PC增強阻燃等)

2、高填充料造粒(如:PE、PP填充75%CaCO。)

3、熱敏性物料造粒(如:PVC、XLPE電纜料)

4、濃色母粒(如:填充50%色粉)

5、防靜電母粒、合金、著色、低填充共混造粒

6、電纜料造粒(如:護套料、絕緣料)

7、XLPE管材料造粒(如:用於熱水交聯的母粒)

8、熱固性塑膠混煉擠出(如:酚醛樹脂、環氧樹脂、粉末塗料)

9、熱熔膠、PU反應擠出造粒(如:EVA熱熔膠、聚氨脂)

10、K樹脂、SBS脫揮造粒

輔助設備

校直裝置

塑膠擠出廢品類型中最常見的一種是偏心,而線芯各種型式的彎曲則是產生絕緣偏心的重要原因之一。在護套擠出中,護套表面的刮傷也往往是由纜芯的彎曲造成的。因此,各種擠塑機組中的校直裝置是必不可少。校直裝置的主要型式有:滾筒式(分為水平式和垂直式);滑輪式(分為單滑輪和滑輪組);絞輪式,兼起拖動、校直、穩定張力等多種作用;壓輪式(分為水平式和垂直式)等。

預熱裝置

纜芯預熱對於絕緣擠出和護套擠出都是必要的。對於絕緣層,尤其是薄層絕緣,不能允許氣孔的存在,線芯在擠包前通過高溫預熱可以徹底清除表面的水份、油污。對於護套擠出來講,其主要作用在於烘乾纜芯,防止由於潮氣(或繞包墊層的濕氣)的作用使護套中出現氣孔的可能。預熱還可防止擠出中塑膠因驟冷而殘留內壓力的作用。在擠塑膠過程中,預熱可消除冷線進入高溫機頭,在模口處與塑膠接觸時形成的懸殊溫差,避免塑膠溫度的波動而導致擠出壓力的波動,從而穩定擠出量,保證擠出質量。擠塑機組中均採用電加熱線芯預熱裝置,要求有足夠的容量並保證升溫迅速,使線芯預熱和纜芯烘乾效率高。預熱溫度受放線速度的制約,一般與機頭溫度相仿即可。

冷卻裝置

成型的塑膠擠包層在離開機頭後,應立即進行冷卻定型,否則會在重力的作用下發生變形。冷卻的方式通常採用水冷卻,並根據水溫不同,分為急冷和緩冷。急冷就是冷水直接冷卻,急冷對塑膠擠包層定型有利,但對結晶高聚物而言,因驟熱冷卻,易在擠包層組織內部殘留內應力,導致使用過程中產生龜裂,一般PVC塑膠層採用急冷。緩冷則是為了減少製品的內應力,在冷卻水槽中分段放置不同溫度的水,使製品逐漸降溫定型,對PE、PP的擠出就採用緩冷進行,即經過熱水、溫水、冷水三段冷卻。

區別

單螺桿的機器和雙螺桿的機器:一個是一根螺桿,一個是兩根螺桿。都是用的一個電機帶動的。功率因螺桿不同而不同。50錐雙的功率約為20KW,65的約為37KW。產量與料及螺桿有關,50錐雙的產量約為100-150KG/H,65錐雙約為200-280KG/H。單螺桿的產量就只有一半。擠出機按其螺桿數量可以分為單螺桿、雙螺桿和多螺桿擠出機。目前以單螺桿擠出機套用最為廣泛,適宜於一般材料的擠出加工。雙螺桿擠出機由於具有由摩擦產生的熱量較少、物料所受到的剪下比較均勻、螺桿的輸送能力較大、擠出量比較穩定、物料在機筒內停留長,混合均勻 。

SJSZ系列錐形雙螺桿擠出機具有強制擠出、高質量、適應性廣、壽命長、剪下速率小、物料不易分解、混煉塑化性能好、粉料直接成型等特點,溫度自控,真空排氣等裝置。適用於管、板、異形材等製品的生產。

單螺桿擠出機無論作為塑化造粒機械還是成型加工機械都占有重要地位,近幾年業,單螺桿擠出機有了很大的發展。目前德國生產的大型造粒用單螺桿擠出機,螺桿直徑達700mm,產量為36t/h。

單螺桿擠出機發展的主要標誌在於其關鍵零件——螺桿的發展。近幾年以來,人們對螺桿進行了大量的理論和實驗研究,至今已有近百種螺桿,常見的有分離型、剪下型、屏障型、分流型與波狀型等。

從單螺桿發展來看,儘管近年來單螺桿擠出機已較為完善,但隨著高分子材料和塑膠製品不斷的發展,還會湧現出更有特點的新型螺桿和特殊單螺桿擠出機。從總體而言,單螺桿擠出機向著高速、高效、專用化方向發展。

雙螺桿擠出機餵料特性好,適用於粉料加工,且比單螺桿擠出機有更好的混煉、排氣、反應和自潔功能,特點是加工熱穩定性差的塑膠和共混料時更顯示出其優越性。近些年來國外雙螺桿擠出機已經有很大的發展,各種形式的雙螺桿擠出機已系列化和商品化,生產的廠商也較多,大致分類如下:

(1)按兩根軸線相對位置,有平行和錐形之分;

(2)按兩根螺桿嚙合程式,有嚙合型和非嚙合型之分;

(3)按兩根螺桿的鏇轉方向,有同向和異向之分,在異向中又有向內、向外之分;□

(4)按螺桿鏇轉速度,有高速和低速之分;

(5)按螺桿與機筒的結構,有整體和組合之分。

在雙螺桿擠出機的基礎上,為了更容易加工熱穩定性差的共混料,有的廠家又開發出多螺桿擠出機如行星擠出機等

日常維護

雙螺桿擠出機的日常維護方法

一、使用500小時後,減速箱中會有齒輪磨下來的鐵屑或其它雜質,所以,應清洗齒輪同時更換減速箱潤滑油。

二、在用一段時間之後要對擠出機進行一次全面的檢查,檢查所有螺釘的鬆緊情況。

三、如果生產中突然斷電,主傳動和加熱停止,當恢復供電時,必須將料筒各段重新加熱到規定的溫度並保溫一段時間後方能開動擠出機。

四、如發現儀表、指針的轉向滿度,應檢查熱電偶等邊線的接觸是否良好。

幾項原則

1、結構原則

對於擠出過程的基本機理,簡單來說就是一個螺桿在筒體中轉動並把塑膠向前推動。螺桿結構就是一個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。就擠出機而言,工作時有三種種阻力需要克服:一是摩擦力,它包含固體顆粒(進料)對筒壁的摩擦力和螺桿轉動前幾圈時(進料區)它們之間的相互摩擦力兩種;二是熔體在筒壁上的附著力;三是熔體被向前推動時其內部的物流阻力。

根據牛頓定理,如果一個物體在某個方向上處於靜止,那么這個物體上在這個方向上就處於受力平衡狀態平衡。對於周向運動的螺桿來說,它是沒有軸向運動的,也就是說螺桿上的軸向力處在平衡狀態。所以說假如螺桿給塑膠熔體施加了一個很大的向前推力,那么它也同時給另外一個物體施加了一個大小相同相同但是方向向後推力。很明顯,它施加的推力是作用在進料口後面的止推軸承上。大多數單螺桿都是右鏇螺紋,假如從後面看,它們是反向轉動,它們通過鏇轉運動向後鏇出筒體。而在一些雙螺桿擠出機中,兩個螺桿在兩個筒體中反向轉動並相互交叉,因此必須是一個右向的,一個左向的,對於咬合雙螺桿,兩個螺桿是以相同的方向轉動,因而必須有相同的取向。然而,不管是哪種情況都有承受向後力的止推軸承,仍然符合牛頓定理。

2、溫度原則

可擠出的塑膠是熱塑膠,它們在加熱時熔化並在冷卻時再次凝固。因而在擠出過程中就需要熱量,來保證塑膠能達到融化的溫度。那么熔化塑膠的熱量從何而來的呢?首先地磅進料預熱和筒體/模具加熱器可能起作用而且在啟動時非常重要,另外電機輸進能量,即電機克服粘稠熔體的阻力轉動螺桿時產生於筒體內的摩擦熱量,也是所有塑膠最重要的熱源,當然小系統、低速螺桿、高熔體溫度塑膠和擠出塗層套用除外。 在操作中,認識到筒體加熱器其實並不是主要熱源是很重要的,它對擠出的作用比我們預計的可能要小。後筒體溫度是比較重要的,因為它影響齒合或者進料中的固體物輸送速度。一般來說,除了用於某種具體目的(如上光、流體分配或者壓力控制),模頭和模具溫度應該要達到熔體所需溫度或者接近於這一溫度。

3、減速原則

在多數擠出機中,螺桿速度的變化是通過調整電機速度實現的,驅動電機通常以大約1750rpm的全速轉動,這對一個擠出機螺桿來說就太快了。假如以如此快的速度轉動,就會產生太多的摩擦熱量,就會由於塑膠的滯留時間太短而不能製備均勻的、很好攪拌的熔體。典型的減速比率應該是在10:1到20:1之間,第一階段既可以用齒輪也可以用滑輪組,但是第二階段最好用齒輪並將螺桿定位在最後一個大齒輪中心。對於一些慢速運行的機器(比如用於UPVC的雙螺桿),可能存在三個減速階段,最大速度可能會低到30rpm或更低(比率達60:1)。而另一方面,一些用於攪拌的很長的雙螺桿可以以600rpm或更快的速度運行,因此就需要一個非常低的減速率以及更多深冷卻。 如果減速率與工作搭配有誤,就會有太多的能量被來浪費掉。這時可能需要在電機和改變最大速度的第一個減速階段之間增加一個滑輪組,這要么使螺桿速度增加甚至超過先前極限,要么降低最大速度。這樣能增加可獲得能量、減少電流值並避免電機故障,在這兩種情況中,由於材料和其冷卻需要的原因,輸出可能會增加。

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