橡膠片材擠出機,片材擠出機

橡膠片材擠出機,片材擠出機的簡單介紹

橡膠片材擠出機,片材擠出機的詳細信息

橡膠片材擠出機,片材擠出機

橡膠片材擠出成型定義
  在纖維化學工業(yè)中也有用擠出機向噴絲頭供料，以進行熔體紡絲。擠出應用于熱塑性塑料和橡膠的加工，可進行配料、造粒、膠料過濾等，可連續(xù)化生產(chǎn)，制造各種連續(xù)制品如板材(或片材)、薄膜、電線電纜包覆、橡膠輪胎胎面條、內(nèi)胎胎筒、密封條等，其生產(chǎn)效率高。在合成樹脂生產(chǎn)中，擠出機可作為反應器，連續(xù)完成聚合和成型加工,在橡膠工業(yè)中壓縮比不同的擠出機可以用來塑煉天然膠.不同材料的擠出機器的壓縮比有些不同.
橡膠片材擠出成型原理
  料自料斗進入料筒，在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下，通過料筒內(nèi)壁和螺桿表面摩擦剪切作用向前輸送到加料段，在此松散固體向前輸送同時被壓實；在壓縮段，螺槽深度變淺，進一步壓實，同時在料筒外加熱和螺桿與料筒內(nèi)壁摩擦剪切作用，料溫升高開始熔融，壓縮段結(jié)束；均化段使物料均勻，定溫、定量、定壓擠出熔體，到機頭后成型，經(jīng)定型得到制品。
  １、擠出方法
  按塑化方式：干法擠出與濕法擠出
  按加壓方式：連續(xù)擠出與間歇擠出
  2、特點
  生產(chǎn)連續(xù)、效率高、操作簡單、應用范圍廣
擠出成型設備
  1、主機
  擠出系統(tǒng)：由螺桿與料筒組成，是擠出機關(guān)鍵部分。其作用是塑化物料，定量、定壓、定溫擠出熔體
  傳動系統(tǒng)：驅(qū)動螺桿，提高所需的紐矩和轉(zhuǎn)矩
  加熱和冷卻系統(tǒng)：保證塑料和擠出系統(tǒng)在成型過程中溫度達工藝要求
  2、輔機
  由機頭、定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、卷取裝置、切割組成
  3、控制系統(tǒng)
  由電器、儀表和執(zhí)行機構(gòu)組成
  作用：控制主、輔機電動機、以滿足所需轉(zhuǎn)速和功率；控制主輔機溫度、壓力、流量，保證制品質(zhì)量；實現(xiàn)擠出機組的自動控制，保證主、輔機協(xié)調(diào)運行。
橡膠片材擠出機的概述
  橡膠片材擠出機的主機是橡膠片材機，它由擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)組成。
  1.擠壓系統(tǒng) 擠壓系統(tǒng)包括螺桿、機筒、料斗、機頭、和模具，塑料通過擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體，并在這一過程中所建立壓力下，被螺桿連續(xù)的擠出機頭。
  （1） 螺桿：是橡膠片材機的最主要部件，它直接關(guān)系到橡膠片材機的應用范圍和生產(chǎn)率，由高強度耐腐蝕的合金鋼制成。
  （2）機筒：是一金屬圓筒，一般用耐熱、耐壓強度較高、堅固耐磨、耐腐蝕的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復合鋼管制成。機筒與螺桿配合，實現(xiàn)對塑料的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實，并向成型系統(tǒng)連續(xù)均勻輸送膠料。一般機筒的長度為其直徑的15～30 倍，以使塑料得到充分加熱和充分塑化為原則。
  （3） 料斗：料斗底部裝有截斷裝置，以便調(diào)整和切斷料流，料斗的側(cè)面裝有視孔和標定計量裝置。
  （4）機頭和模具：機頭由合金鋼內(nèi)套和碳素鋼外套構(gòu)成，機頭內(nèi)裝有成型模具。機頭的作用是將旋轉(zhuǎn)運動的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運動，均勻平穩(wěn)的導入模套中，并賦予塑料以必要的成型壓力。塑料在機筒內(nèi)塑化壓實，經(jīng)多孔濾板沿一定的流道通過機頭脖頸流入機頭成型模具，模芯模套適當配合，形成截面不斷減小的環(huán)形空隙，使塑料熔體在芯線的周圍形成連續(xù)密實的管狀包覆層。為保證機頭內(nèi)塑料流道合理，消除積存塑料的死角，往往安置有分流套筒，為消除塑料擠出時壓力波動，也有設置均壓環(huán)的。機頭上還裝有模具校正和調(diào)整的裝置，便于調(diào)整和校正模芯和模套的同心度。
  橡膠片材機按照機頭料流方向和螺桿中心線的夾角，將機頭分成斜角機頭（夾角120o）和直角機頭。機頭的外殼是用螺栓固定在機身上，機頭內(nèi)的模具有模芯坐，并用螺帽固定在機頭進線端口，模芯座的前面裝有模芯，模芯及模芯座的中心有孔，用于通過芯線；在機頭前部裝有均壓環(huán)，用于均衡壓力；擠包成型部分由模套座和模套組成，模套的位置可由螺栓通過支撐來調(diào)節(jié)，以調(diào)整模套對模芯的相對位置，便于調(diào)節(jié)擠包層厚度的均勻性。機頭外部裝有加熱裝置和測溫裝置。
  2.傳動系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)的作用是驅(qū)動螺桿，供給螺桿在擠出過程中所需要的力矩和轉(zhuǎn)速，通常由電動機、減速器和軸承等組成。
  3.加熱冷卻裝置 加熱與冷卻是塑料擠出過程能夠進行的必要條件。
  （1） 現(xiàn)在橡膠片材機通常用的是電加熱，分為電阻加熱和感應加熱，加熱片裝于機身、機脖、機頭各部分。加熱裝置由外部加熱筒內(nèi)的塑料，使之升溫，以達到工藝操作所需要的溫度。
  （2）冷卻裝置是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設置的。具體說是為了排除螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切摩擦產(chǎn)生的多余熱量，以避免溫度過高使塑料分解、焦燒或定型困難。機筒冷卻分為水冷與風冷兩種，一般中小型橡膠片材機采用風冷比較合適，大型則多采用水冷或兩種形式結(jié)合冷卻；螺桿冷卻主要采用中心水冷，目的是增加物料固體輸送率，穩(wěn)定出膠量，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量；但在料斗處的冷卻，一是為了加強對固體物料的輸送作用，防止因升溫使塑料粒發(fā)粘堵塞料口，二是保證傳動部分正常工作。
  二、 輔助設備
  橡膠片材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、吹干器、印字裝置等。
  校直裝置：塑料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(chǎn)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，各種橡膠片材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(wěn)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：纜芯預熱對于絕緣擠出和護套擠出都是必要的。對于絕緣層，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。對于護套擠出來講，其主要作用在于烘干纜芯，防止由于潮氣（或繞包墊層的濕氣）的作用使護套中出現(xiàn)氣孔的可能。預熱還可防止擠出中塑料因驟冷而殘留內(nèi)壓力的作用。在擠塑料過程中，預熱可消除冷線進入高溫機頭，在?？谔幣c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(wěn)定擠出量，保證擠出質(zhì)量。橡膠片材機組中均采用電加熱線芯預熱裝置，要求有足夠的容量并保證升溫迅速，使線芯預熱和纜芯烘干效率高。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：成型的塑料擠包層在離開機頭后，應立即進行冷卻定型，否則會在重力的作用下發(fā)生變形。冷卻的方式通常采用水冷卻，并根據(jù)水溫不同，分為急冷和緩冷。急冷就是冷水直接冷卻，急冷對塑料擠包層定型有利，但對結(jié)晶高聚物而言，因驟熱冷卻，易在擠包層組織內(nèi)部殘留內(nèi)應力，導致使用過程中產(chǎn)生龜裂，一般 PVC塑膠層采用急冷。緩冷則是為了減少制品的內(nèi)應力，在冷卻水槽中分段放置不同溫度的水，使制品逐漸降溫定型，對PE、PP的擠出就采用緩冷進行，即經(jīng)過熱水、溫水、冷水三段冷卻。
  三、 控制系統(tǒng)
  橡膠片材擠出機的控制系統(tǒng)包括加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及工藝參數(shù)測量系統(tǒng)，主要由電器、儀表和執(zhí)行機構(gòu)（即控制屏和操作臺）組成。其主要作用是：控制和調(diào)節(jié)主輔機的拖動電機，輸出符合工藝要求的轉(zhuǎn)速和功率，并能使主輔機協(xié)調(diào)工作；檢測和調(diào)節(jié)橡膠片材機中塑料的溫度、壓力、流量；實現(xiàn)對整個機組的控制或自動控制。
  擠出機組的電氣控制大致分為傳動控制和溫度控制兩大部分，實現(xiàn)對擠塑工藝包括溫度、壓力、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、螺桿冷卻、機筒冷卻、制品冷卻和外徑的控制，以及牽引速度、整齊排線和保證收線盤上從空盤到滿盤的恒張力收線控制。
  1. 橡膠片材機主機的溫度控制
  電線電纜絕緣和護套的塑料擠出是根據(jù)熱塑性塑料變形特性，使之處于粘流態(tài)進行的。除了要求螺桿和機筒外部加熱，傳到塑料使之融化擠出，還要考慮螺桿擠出塑料時其本身的發(fā)熱，因此要求主機的溫度應從整體來考慮，既要考慮加熱器加熱的開與關(guān)，又要考慮螺桿的擠出熱量外溢的因素予以冷卻，要有有效的冷卻設施。并要求正確合理的確定測量元件熱電偶的位置和安裝方法，能從控溫儀表讀數(shù)準確反映主機各段的實際溫度。以及要求溫控儀表的精度與系統(tǒng)配合好，使整個主機溫度控制系統(tǒng)的波動穩(wěn)定度達到各種塑料的擠出溫度的要求。
  2. 橡膠片材機的壓力控制
  為了反映機頭的擠出情況，需要檢測擠出時的機頭壓力，由于國產(chǎn)橡膠片材機沒有機頭壓力傳感器，一般是對螺桿擠出后推力的測量替代機頭壓力的測量，螺桿負荷表（電流表或電壓表）能正確反映擠出壓力的大小。擠出壓力的波動，也是引起擠出質(zhì)量不穩(wěn)的重要因素之一，擠出壓力的波動與擠出溫度、冷卻裝置的使用，連續(xù)運轉(zhuǎn)時間的長短等因素密切相關(guān)。當發(fā)生異?，F(xiàn)象時，能排除的迅速排除，必須重新組織生產(chǎn)的則應果斷停機，不但可以避免廢品的增多，更能預防事故的發(fā)生。通過檢測的壓力表讀數(shù)，就可以知道塑料在擠出時的壓力狀態(tài)，一般取后推力極限值報警控制。
  3. 螺桿轉(zhuǎn)速的控制
  螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)與穩(wěn)定是主機傳動的重要工藝要求之一。螺桿轉(zhuǎn)速直接決定出膠量和擠出速度，正常生產(chǎn)總希望盡可能實現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速及實現(xiàn)高產(chǎn)，對橡膠片材機要求螺桿轉(zhuǎn)速從起動到所需工作轉(zhuǎn)速時，可供使用的調(diào)速范圍要大。而且對轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性要求高，因為轉(zhuǎn)速的波動將導致擠出量的波動，影響擠出質(zhì)量，所以在牽引線速度沒有變化情況下，就會造成線纜外徑的變化。同理如牽引裝置線速波動大也會造成線纜外徑的變化，螺桿和牽引線速度可通過操作臺上相應儀表反映出來，擠出時應密切觀察，確保優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
  4. 外徑的控制
  如上所述為了保證制品線纜外徑的尺寸，除要求控制線芯（纜芯）的尺寸公差外，在擠出溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、牽引裝置線速度等方面應有所控制保證，而外徑的測量控制則綜合反映上述控制的精度和水平。在橡膠片材機組設備中，特別是高速擠塑生產(chǎn)線上，應配用在線外徑檢測儀，隨時對線纜外徑進行檢測，并且將超差信號反饋以調(diào)整牽引或螺桿的轉(zhuǎn)速，糾正外徑超差。
  5. 收卷要求的張力控制
  為了保證不同線速下的收線，從空盤到滿盤工作的恒張力要求，希望收排線裝置有貯線張力調(diào)整機構(gòu)，或在電氣上考慮恒線速度系統(tǒng)和恒張力系統(tǒng)的收卷等等。
  6. 整機的電氣自動化控制
  這是實現(xiàn)高速擠出生產(chǎn)線應具備的工藝控制要求，主要是：開機溫度聯(lián)鎖；工作壓力保護與聯(lián)鎖；擠出、牽引兩大部件傳動的比例同步控制；收線與牽引的同步控制；外徑在線檢測與反饋控制；根據(jù)各種不同需要組成部件的單機與整機跟蹤的控制。
擠出機分類
  按數(shù)量分：無螺桿、單螺桿、雙螺桿
  按空間位置：臥式和立式
  按螺桿轉(zhuǎn)速：普通、高速和超高速
  可否排氣：排氣式和非排氣式
  按裝配結(jié)構(gòu)：整體式和分開式
  最常用臥式單螺桿非排氣式整體式擠出機
擠出機的主要零部件
  一、螺桿
  1、評價螺桿性能的標準和設計螺桿應考慮的因素
  1）評價螺桿性能標準
  ①塑化質(zhì)量：必須滿足質(zhì)量要求。制品質(zhì)量與機頭、輔機有關(guān)，但與螺桿的塑化質(zhì)量關(guān)系更大，如溫度不均、軸向壓力波動、徑向溫度大、染色等分散不均勻，這都直接影響制品質(zhì)量。
  ②產(chǎn)量：在保證質(zhì)量前提下，通過機頭擠出量。好的螺桿，應具有高的塑化能力
  ③名義比功率單耗：每擠1Kg塑料消耗的產(chǎn)量即P/Q（功率/產(chǎn)量），保證質(zhì)量下，單耗越少越好。
  ④適應性：對加工不同塑料、匹配不同機頭和不同制品的適應能力。但一般適應性強，往往塑化效率低。
  ⑤制造難易：必須易制造、成本低
  2）設計螺桿應考慮
  ①物料特性及加工時的幾何形狀、尺寸、溫度狀況。由于不同物料物理特性不同，因此加工性能不同，對螺桿結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)有不同要求。
  ②口模的幾何形式和機頭阻力特性。螺桿形狀要與他們相匹配。
  料筒的結(jié)構(gòu)形式和加熱冷卻情況。如在加料段料筒內(nèi)壁加工出錐度和縱向溝槽并冷卻，則提高固體輸送效率，螺桿在設計時應考慮提高熔融速率、均化能力，使之與加料段輸送相匹配。
  ③螺桿轉(zhuǎn)速
  ④擠出機用途：作混煉、造粒和喂料等作用，螺桿結(jié)構(gòu)有所不同
  2、常規(guī)全螺紋三段螺桿設計
  指螺桿由加料段、壓縮段、均化段三段螺紋組成，其擠出過程完全依靠螺紋的形式來完成的一種螺桿。
  1）螺桿類型確定
  按螺槽深度從加料段較深向均化段較淺的過渡情況分：
  ①漸變型：螺槽深度變化在較長距離逐漸變淺。用于無定型、熱敏性塑料加工、也可用結(jié)晶型。
  ②突變型：用于熔點突變、粘度低的塑料。如PA、PE、PP，不適于PVC等熱敏性塑料
  2）螺桿直徑
  已經(jīng)標準化，其大小一般根據(jù)所加工制品的斷面尺寸、加工塑料種類、所需擠出量確定
  3）螺桿長徑比L/Db
  長徑比越大，則塑料在料筒中停留時間越長，塑化更充分、均勻，以保證制品質(zhì)
單螺桿擠出機技術(shù)參數(shù)和型號
  1、單螺桿擠出機技術(shù)參數(shù)
  螺桿直徑Db：指大徑，系列標準20、30、45、65、90、120、150、165、200、250、300
  螺桿長徑比L/Db：螺桿工作部分長度與螺桿直徑比值
  螺桿轉(zhuǎn)速范圍：nmin-nmax r/min
  驅(qū)動螺桿電機功率P：KW
  擠出機生產(chǎn)能力Q：每小時擠出的塑料量
  比流量每小時每轉(zhuǎn)一周擠出機生產(chǎn)能力
  名義比功率 每小時加工kg塑料所需電機功率
  2、型號
  SL-150表示螺桿直徑為150mm，長徑比為20：1塑料擠出
擠出工藝參數(shù)
  1、溫度
  擠出成型溫度有料筒溫度、塑料溫度、螺桿溫度，一般我們測料筒溫度。溫度由加熱冷卻系統(tǒng)控制，由于螺桿結(jié)構(gòu)、加熱冷卻系統(tǒng)不穩(wěn)定、螺桿轉(zhuǎn)速變化等原因使擠出物料溫度在徑向和軸向都存在波動，從而影響制品質(zhì)量，制品各點強度不一樣，產(chǎn)生殘余應力，表面灰暗無光澤。為保證制品質(zhì)量，溫度應穩(wěn)定。
  2、壓力
  由于螺桿和料筒結(jié)構(gòu)，機頭、過濾網(wǎng)、過濾板的阻力，使塑料內(nèi)部存在壓力。壓力變化如圖，壓力同樣存在波動。
  3、擠出速率
  單位時間內(nèi)由擠出機口模擠出的塑料質(zhì)量或長度。影響擠出速率因素：機頭阻力、螺桿與料筒結(jié)構(gòu)、螺桿轉(zhuǎn)速、加熱、冷卻系統(tǒng)、塑料特性。但當產(chǎn)品已定，擠出速率僅與螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)。擠出速率也存在波動，影響制品幾何形狀和尺寸。
  溫度、壓力、擠出速率都存在波動現(xiàn)象，為了保證制品質(zhì)量，應正確設計螺桿、控制好加熱冷卻系統(tǒng)和螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性，以減少參數(shù)波動。
擠出成型工藝
  一般根據(jù)所加工聚合物的類型和制品或半成品的形狀，選定擠出機、機頭和口模，以及定型和牽引等相應的輔助裝置，然后確定擠出工藝條件如螺桿轉(zhuǎn)速、機頭壓力、物料溫度，以及定型溫度、牽引速度等。在擠出過程中，物料一般都要經(jīng)過塑煉，但定型方法則有所不同。例如，擠出的塑料常需冷卻定型，使其固化，而擠出橡膠的半成品，則尚需進一步硫化。采用不同的擠出設備和工藝，可得到不同的制品。
  粒料
  聚合物與各種添加劑混合后，送入擠出機中熔化，并進一步混合均勻。通過多孔口模，形成多根條料，再切斷成粒料。切斷有熱切粒和冷切粒之分。前者條料離口模后，一邊用空氣或水冷卻，一邊立即用旋轉(zhuǎn)刀切斷。后者是將條料全部冷卻后，再送入切粒機切粒。
  片材和薄膜
  凡厚度在0.25mm以上，長度比寬度大很多的扁平制品稱片材；厚度小于0.25mm者稱薄膜。如將扁平口模出來的膜狀物，通過一表面十分光潔的冷卻轉(zhuǎn)鼓冷卻定型,即可制得平膜,此法也稱擠出流延法。這是制造聚丙烯薄膜常用方法。如果將所得平膜送入拉幅機，在縱向及橫向同時拉伸 4～10倍（也可先縱向拉伸，再橫向拉伸）,則可制得雙軸定向薄膜。由于拉伸時,大分子取向，因此薄膜強度很高，但透水、透氣性有所降低。常用于制造聚丙烯和聚酯薄膜。如物料內(nèi)加發(fā)泡劑，并采用特殊螺桿和口模，也可制得低發(fā)泡沫塑料板材。
  包覆線
  當金屬裸線通過一個 T形口模時，熔融塑料即圍繞裸線而形成包覆層（圖3[包覆線用機頭]）,包覆線被冷卻卷繞后，即得各種電線電纜制品。

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