武漢瑞鳴實(shí)驗(yàn)儀器制造有限公司
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在塑料擠出成型設(shè)備中,塑料擠出機(jī)通常稱之為主機(jī),而與其配套的后續(xù)設(shè)備塑料擠出成型機(jī)則稱為輔機(jī)。塑料擠出機(jī)經(jīng)過100多年的發(fā)展,已由原來的單螺桿衍生出雙螺桿、多螺桿,甚至無螺桿等多種機(jī)型。塑料擠出機(jī)(主機(jī))可以與管材、薄膜、捧材、單絲、扁絲、打包帶、擠網(wǎng)、板(片)材、異型材、造粒、電纜包覆等各種塑料成型輔機(jī)匹配,小型擠出機(jī)的組成各種塑料擠出成型生產(chǎn)線,生產(chǎn)各種塑料制品。因此,塑料擠出成型機(jī)械無論現(xiàn)在或?qū)?,都是塑料加工行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用的機(jī)種之一。
一、塑料擠出機(jī)的主機(jī)是擠塑機(jī),它由擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)組成。
塑料擠出機(jī)擠壓系統(tǒng)包括:螺桿、機(jī)筒、料斗、機(jī)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(jī)頭。
⑴螺桿:是擠塑機(jī)的主要部件,它直接關(guān)系到擠塑機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率,由高強(qiáng)度耐腐蝕的合金鋼制成。
⑵機(jī)筒:是一金屬圓筒,一般用耐熱、耐壓強(qiáng)度較高、堅(jiān)固、耐腐蝕的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼管制成。機(jī)筒與螺桿配合,實(shí)現(xiàn)對塑料的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實(shí),并向成型系統(tǒng)連續(xù)均勻輸送膠料。一般機(jī)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。
⑶料斗:料斗底部裝有截?cái)嘌b置,以便調(diào)整和切斷料流,料斗的側(cè)面裝有視孔和標(biāo)定計(jì)量裝置。
⑷機(jī)頭和模具:機(jī)頭由合金鋼內(nèi)套和碳素鋼外套構(gòu)成,機(jī)頭內(nèi)裝有成型模具,機(jī)頭的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運(yùn)動,均勻平穩(wěn)的導(dǎo)入模套中,并賦予塑料以必要的成型壓力。塑料在機(jī)筒內(nèi)塑化壓實(shí),經(jīng)多孔濾板沿一定的流道通過機(jī)頭脖頸流入機(jī)頭成型模具,模芯模套適當(dāng)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(shí)的管狀包覆層。為保證機(jī)頭內(nèi)塑料流道合理,解決積存塑料的死角,往往安置有分流套筒,為解決塑料擠出時(shí)壓力波動,也有設(shè)置均壓環(huán)的。機(jī)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。
擠塑機(jī)按照機(jī)頭料流方向和螺桿中心線的夾角,將機(jī)頭分成斜角機(jī)頭和直角機(jī)頭。機(jī)頭的外殼是用螺栓固定在機(jī)身上,機(jī)頭內(nèi)的模具有模芯坐,并用螺帽固定在機(jī)頭進(jìn)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(jī)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(jī)頭外部裝有加熱裝置和測溫裝置。
二、塑料擠出機(jī)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(jī)、減速器和軸承等組成。而在結(jié)構(gòu)基本相同的前提下,減速機(jī)的制造成本大致與其外形尺寸及重量成正比。因?yàn)闇p速機(jī)的外形和重量大,意味著制造時(shí)消耗的材料多,另所使用的軸承也比較大,使制造成本增加。
同樣螺桿直徑的擠出機(jī),高速的擠出機(jī)比常規(guī)的擠出機(jī)所消耗的能量多,電機(jī)功率加大一倍,減速機(jī)的機(jī)座號相應(yīng)加大是必須的。但高的螺桿速度,意味著低的減速比。同樣大小的減速機(jī),低減速比的與大減速比的相比,齒輪模數(shù)增大,減速機(jī)承受負(fù)荷的能力也增大。因此減速機(jī)的體積重量的增大,不是與電機(jī)功率的增大成線性比例的。如果用擠出量做分母,除以減速機(jī)重量,高速的擠出機(jī)得數(shù)小,普通擠出機(jī)得數(shù)大。以單位產(chǎn)量計(jì),高速擠出機(jī)的電機(jī)功率小及減速機(jī)重量小,意味著高速擠出機(jī)的單位產(chǎn)量機(jī)器制造成本比普通擠出機(jī)低。
三、塑料擠出機(jī)加熱冷卻裝置
加熱與冷卻是塑料擠出過程能夠進(jìn)行的必要條件。
⑴擠塑機(jī)通常用的是電加熱,分為電阻加熱和感應(yīng)加熱,加熱片裝于機(jī)身、機(jī)脖、機(jī)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(dá)到工藝操作所需要的溫度。
⑵冷卻裝置是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設(shè)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(jī)筒冷卻分為水冷與風(fēng)冷兩種,一般中小型擠塑機(jī)采用 風(fēng)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(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量;但在料斗處的冷卻,一是為了加強(qiáng)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。