塑料挤出机螺杆的注意原则

发布日期:2017-11-15 09:34:00
摘要:挤出机螺杆高速、高产,可使投资者以较低的投入取得较大的产出和高额的报答。塑料挤出机螺杆的高效首要体现在高产出、低能耗、低制造本钱方面。
塑料挤出机螺杆
 
挤出机螺杆高速、高产,可使投资者以较低的投入取得较大的产出和高额的报答。塑料挤出机螺杆的高效首要体现在高产出、低能耗、低制造本钱方面。那么在使用塑料挤出机螺杆的时候,我们需要注意哪些原则呢?接下来我们一起探讨一下!
 
1、结构原则
 
挤出机螺杆的基本机理很简单——一个螺杆在筒体中滚动并把塑料向前推进。螺杆实际上是一个斜面或者斜坡,缠绕在中心层上。其意图是添加压力以便克服较大的阻力。就一台挤出机而言,有3种阻力需要克服:固体颗粒(进料)对筒壁的冲突力和螺杆滚动前几圈时(进料区)它们之间的彼此冲突力;熔体在筒壁上的附着力;熔体被向前推进时其内部的物流阻力。
 
牛顿曾解释说,如果一个物体没有向一个给定的方向运动,那么这个物体上的力就在这个方向中平衡。螺杆不是以轴向运动的,虽然在圆周邻近它可能横向快速滚动。因此,螺杆上的轴向力被平衡了,并且如果它给塑料熔体施加了一个很大的向前推力那么它也同时给某物体施加了一个相同向后推力。在这里,它施加的推力是作用在进料口后边的轴承——止推轴承上。
 
大多数单螺杆是右旋螺纹,像木匠和机器中运用的螺杆和螺栓。如果从后边看,它们是反向滚动,由于它们要极力向后旋出筒体。在一些双螺杆挤出机中,两个螺杆在两个筒体中反向滚动并彼此穿插,因此一个有必要是右向的,另一个有必要是左向的。在其它咬合双螺杆中,两个螺杆以相同的方向滚动因此有必要有相同的取向。但是,不管是哪种状况都有吸收向后力的止推轴承,牛顿的原理仍然适用。
 
2、热原则
 
挤出的塑料是热塑料——它们在加热时熔化并在冷却时再次凝结。那么熔化塑料的热量从何而来呢?进料预热和筒体/模具加热器可能起作用并且在启动时十分重要,但是,电机输入能量——电机克服粘稠熔体的阻力滚动螺杆时生成于筒体内的冲突热量——是一切塑料最重要的热源,小体系、低速螺杆、高熔体温度塑料和挤出涂层应用在外。
 
关于一切其他操作,认识到筒体加热器不是操作中的首要热源是很重要的,因此对挤出的作用比我们估量的可能要小。后筒体温度可能仍然重要,由于它影响齿合或者进料中的固体物输送速度。模头和模具温度一般应该是想要的熔体温度或者接近于这一温度,除非它们用于某详细意图像上光、流体分配或许压力操控。
 
3、减速原则
 
在大多数挤出机中,螺杆速度的改动经过调整电机速度完成。电机一般以大约1750rpm的全速滚动,但是这对一个挤出机螺杆来说太快了。如果以如此快的速度滚动,就会发生太多的冲突热量并且塑料的滞留时刻也太短而不能制备均匀的、很好拌和的熔体。典型的减速比率在10:1到20:1之间。第一阶段既可以用齿轮也可以滑轮组,但是第二阶段都用齿轮并且螺杆定位在最终一个大齿轮中心。
 
在一些慢速运转的机器中(比方用于UPVC的双螺杆),可能有3个减速阶段并且最大速度可能会低到30rpm或更低(比率达60:1)。另一个极点是,一些用于拌和的很长的双螺杆可以以600rpm或更快的速度运转,因此需求一个十分低的减速率以及许多深冷却。
 
有时减速率与使命匹配有误——会有太多的能量不能运用——并且有可能在电机和改动最大速度的第一个减速阶段之间添加一个滑轮组。这要么使螺杆速度增加到超越从前极限或下降最大速度允许该体系以最大速度更大的百分比运转。这将加大可取得能量、削减安培数并防止电机问题。在两种状况中,依据材料和其冷却需求,输出可能会加大。
 
随着核算机技术的呈现和敏捷发展,一些新式挤出机操控体系已选用核算机操控,所装备的某些辅佐设备也可省掉,如温度操控体系中的外表和其他操控仪都可省掉,并且核算机接受全部读数,并对这些读数进行操控。可以预见,随着核算机和挤出机的进一步发展很多的挤出成型设备将会敏捷选用核算机操控全部加工参数,达到挤出成型的全自动化操控。
 
4、进料担当冷却剂
 
挤出是把电机的能量——有时是加热器的——传送到冷塑料上,从而把它从固体转换成熔体。输入进料比给料区中的筒体和螺杆外表温度低。但是,给料区中的筒体外表总是在塑料熔化规模之上。它经过与进料颗粒触摸而冷却,但热量由热前端向后传递的热量以及可操控加热而坚持。乃至当前端热量由粘性冲突坚持并且不需求筒体热量输入时,可能需求开后加热器。最重要的破例是槽型进料筒,简直专用于HDPE。
 
螺杆根外表也被进料冷却并被塑料进料颗粒(及颗粒之间的空气)从筒壁上绝热。如果螺杆突然中止,进料也中止,并且由于热量从更热的前端向后移动,螺杆外表在进料区变得更热。这可能引起颗粒在根部的粘附或搭桥。
 
5、螺杆末端的压力很重要
 
这个压力反映螺杆下流一切物体的阻力:过滤网和污染扎碎机板、适配器输送管、固定拌和器(如果有)以及模具本身。它不光依赖于这些组件的几何图形还依赖于体系中的温度,这反过来又影响树脂粘度和经过速度。它不依赖于螺杆设计,它影响温度、粘度和经过量时在外。就安全原因来说,测量温度是很重要的——如果它太高,模头和模具可能爆破并损伤邻近人员或机器。
 
压力关于拌和是有利的,特别在单螺杆体系的最终区域(计量区)。但是,高压力也意味着电机要输出更多的能量——因此熔体温度更高——这可以规定压力极限。在双螺杆中,两个螺杆彼此咬合是一种愈加有用的拌和器,因此用于这种意图时不需求压力。
 
在制造空心部件时,比方运用支架对中心定位的蜘蛛模具制造的管子,有必要在模具内发生很高的压力来协助分隔的物流重新组合。不然,沿焊接线的产品可能较弱并且在运用时可能呈现问题。
 
6、输出=最终一个螺纹的位移+/-压力物流和走漏
 
最终一个螺纹的位移叫做正流,只依赖于螺杆的几何形状、螺杆速度和熔体密度。它由压力物流调节,实际上包含了削减输出量的阻力作用(由最高压力表明)和添加输出量的进料中的任何过咬合作用。螺纹上的走漏可能是两个方向中的任意一个方向。
 
核算每个rpm(转)的输出量也是有用的,由于这表明某时刻螺杆的泵出能力的任何下降。另外一个相关的核算是所用每马力或千瓦的输出量。这表明功率并可以估量一台给定电机和驱动器的生产能力。
 
7、剪切率在粘度中起首要作用
 
所以一般塑料都有剪力下降特性,意思是在塑料运动得越来越快时粘度变低。一些塑料的这个作用表明得特别显着。例如一些PVCs在推力添加一倍时流速会添加10倍或更多。相反,LLDPE剪力下降得不是太多,推理添加一倍时其流速只添加3到4倍。削减了的剪力下降作用意味着挤出条件下的高粘度,这反过来又意味着需求更多的电机功率。这可以解说为什么LLDPE运转时温度比LDPE高。流量以剪切率表明,在螺杆通道中时大约是100s-1,在大都模具口型中是100和100s-1之间,在螺纹与筒壁空隙和一些小模具空隙中大于100s-1。熔体系数是粘度的一个常用的丈量方法但却是颠倒的(比方是流量/推力而不是推力/流量)。可惜的是:其测量是在剪切率在10s-1或更小时并且在熔体流速很快的挤出机中可能不是一个真实的丈量值。
 
8、电机与筒体敌对,筒体与电机敌对
 
为什么筒体的操控作用并非总是和希望的一样,特别是在丈量区内?如果对筒体加热,筒壁处的材料层粘度变小,电机在这个愈加润滑的筒体内运转需求的能量更少。电机电流(安培数)下降。相反地,如果筒体冷却,筒壁处的熔体粘度增大,电机有必要愈加用力地滚动,安培数添加,经过筒体时除掉的一些热量又被电机送回。一般,筒体调节器确实对熔体发生作用,这是我们所希望的,但是任何地方的作用都没有区域变量大。最好是丈量熔体温度来真正了解发生了什么状况。
 
而且第八条原则不适用于模头和模具,由于那里没有螺杆滚动。这就是为什么外部温度改动在那里愈加有用。但是,这些改动是从里到外因此不均匀,除非在一个固定拌和器中搅匀,这关于熔体温度改动以及拌和都是一个有用的工具。
 
看了塑料挤出机螺杆的注意原则,想必大家很是受用,最关键的是:以上原则能够帮助生产高质量产品并更加有效地使用设备。