概述
擠出機按作用類型可分為連續擠出和非連續擠出。塑膠擠出機也是塑膠機械的一種。擠塑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,機頭內的模具有模芯坐,並用螺帽固定在機頭進線連線埠,模芯座的前面裝有模芯,模芯及模芯座的中心有孔,用於通過芯線。
機器介紹
塑膠擠出機的主機是擠塑機,它由擠壓系統、傳動系統和加熱冷卻系統組成。
1.擠壓系統擠壓系統包括螺桿、機筒、料斗、機頭、和模具,塑膠通過擠壓系統而塑化成均勻的熔體,並在這一過程中所建立壓力下,被螺桿連續的擠出機頭。
(1) 螺桿
是擠塑機的最主要部件,它直接關係到擠塑機的套用範圍和生產率,由高強度耐腐蝕的合金鋼製成。
(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襯合金鋼的複合鋼管制成。機筒與螺桿配合,實現對塑膠的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實,並向成型系統連續均勻輸送膠料。一般機筒的長度為其直徑的15~30倍,以使塑膠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,以便調整和切斷料流,料斗的側面裝有視孔和標定計量裝置。
(4) 機頭和模具
機頭由合金鋼內套和碳素鋼外套構成,機頭內裝有成型模具。機頭的作用是將鏇轉運動的塑膠熔體轉變為平行直線運動,均勻平穩的導入模套中,並賦予塑膠以必要的成型壓力。塑膠在機筒內塑化壓實,經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形空隙,使塑膠熔體在芯線的周圍形成連續密實的管狀包覆層。為保證機頭內塑膠流道合理,消除積存塑膠的死角,往往安置有分流套筒,為消除塑膠擠出時壓力波動,也有設定均壓環的。機頭上還裝有模具校正和調整的裝置,便於調整和校正模芯和模套的同心度。
擠塑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,機頭內的模具有模芯坐,並用螺帽固定在機頭進線連線埠,模芯座的前面裝有模芯,模芯及模芯座的中心有孔,用於通過芯線;在機頭前部裝有均壓環,用於均衡壓力;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節,以調整模套對模芯的相對位置,便於調節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 傳動系統的作用是驅動螺桿,供給螺桿在擠出過程中所需要的力矩和轉速,通常由電動機、減速器和軸承等組成。
3.加熱冷卻裝置 加熱與冷卻是塑膠擠出過程能夠進行的必要條件。
(1) 現在擠塑機通常用的是電加熱,分為電阻加熱和感應加熱,加熱片裝於機身、機脖、機頭各部分。加熱裝置由外部加熱筒內的塑膠,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膠處於工藝要求的溫度範圍而設定的。具體說是為了排除螺桿鏇轉的剪切摩擦產生的多餘熱量,以避免溫度過高使塑膠分解、焦燒或定型困難。機筒冷卻分為水冷與風冷兩種,一般中小型擠塑機採用 風冷比較合適,大型則多採用水冷或兩種形式結合冷卻;螺桿冷卻主要採用中心水冷,目的是增加物料固體輸送率,穩定出膠量,同時提高產品質量;但在料斗處的冷卻,一是為了加強對固體物料的輸送作用,防止因升溫使塑膠粒發粘堵塞料口,二是保證傳動部分正常工作。
發展歷史
擠出機起源於18世紀,JosephBramah(英格蘭)於1795年所製造的用於製造無縫鉛管的手動活塞式壓出機就被認為是世界上的第一台擠出機。從那時起,在19世紀前50年期間,擠出機基本上只適用於鉛管的生產、通心粉以及其它食品的加工、制磚及陶瓷工業。在作為一種製造方法的發展過程中,第1次有明確記載的是R.Brooman在1845年申請的用擠出機生產固特波膠電線的專利。固特波公司的H.Bewlgy隨後對該擠出機進行了改進,並於1851年將它用於包覆在Dover和Calais公司之間的第1根海底電纜的銅線上。1879年英國人M.Gray取得第一個採用阿基米德螺線式螺桿擠出機專利。在此後的25年內,擠出方法逐漸重要,並且逐漸由電動操縱的擠出機迅速替代了以往的手動擠出機。1935年德國機械製造商PaulTroestar生產出用於熱塑性塑膠的擠出機。1939年他們把塑膠擠出機發展到了一個現階段——現代單螺桿擠出機階段。初期機械操縱的柱塞式擠出機生產了成千上萬公里的絕緣電線和電纜,從而牢固地確立了擠出法用於生產電纜的地位。早期生產電纜的擠出機無論是手動的、機械的或者液壓的,全都是柱塞式的。在這種生產過程中,柱塞將熱的古塔波膠壓入到通有銅導線口模中,古塔波膠從口模中擠出,這樣就包覆在銅導線上形成絕緣層。
機械原理
在原料粉末里添加水或適當的液體,並進行不斷的攪拌。將攪拌好的材料,用高擠出壓力從多孔機頭或金屬網擠出。
通常是把材料放入圓筒形容器以後,用螺桿擠出材料。在使用變頻技術以後,可對壓力進行控制,從而可以選擇最合適的線性速度。
單螺桿擠出機原理
單螺桿一般在有效長度上分為三段,按螺桿直徑大小螺距螺深確定三段有效長度,一般按各占三分之一划分。
料口最後一道螺紋開始叫輸送段:物料在此處要求不能塑化,但要預熱、受壓擠實,過去老擠出理論認為此處物料是鬆散體,後來通過證明此處物料實際是固體塞,就是說這裡物料受擠壓後是一固體象塞子一樣,因此只要完成輸送任務就是它的功能了。
第二段叫壓縮段,此時螺槽體積由大逐漸變小,並且溫度要達到物料塑化程度,此處產生壓縮由輸送段三,在這裡壓縮到一,這叫螺桿的壓縮比--3﹕1,有的機器也有變化,完成塑化的物料進入到第三段。
第三段是計量段,此處物料保持塑化溫度,只是象計量泵那樣準確、定量輸送熔體物料,以供給機頭,此時溫度不能低於塑化溫度,一般略高點。
擠出機節能
擠出機的節能上可分為兩個部分:一個是動力部分,一個是加熱部分。
動力部分節能:大多採用變頻器,節能方式是通過節約電機的余耗能,例如電機的實際功率是50Hz,而你在生產中實際上只需要30Hz就足夠生產了,那些多餘的能耗就白白浪費了,變頻器就是改變電機的功率輸出達到節能的效果。
加熱部分節能:加熱部分節能大多是採用電磁加熱器節能,節能率約是老式電阻圈的30%~70%。
1.相比電阻加熱,電磁加熱器多了一層保溫層,熱能利用率增加。
2.相比電阻加熱,電磁加熱器直接作用於料管加熱,減少了熱傳遞熱能損耗。
3.相比電阻加熱,電磁加熱器的加熱速度要快四分之一以上,減少了加熱時間。
4.相比電阻加熱,電磁加熱器的加熱速度快,生產效率就提高了,讓電機處在飽和狀態,使其減少了,高功率低需求造成的電能損耗。
以上四點就是電磁加熱器,為什麼能在擠出機上節能高達30%~70%的原因。
工作過程
塑膠物料從料斗進入到擠出機,在螺桿的轉動帶動下將其向前進行輸送,物料在向前運動的過程中,接受料筒的加熱、螺桿帶來的剪下以及壓縮作用使得物料熔融,因而實現了在玻璃態、高彈態和粘流態的三態間的變化。
在進行加壓的情況,使得處於粘流態的物料通過具有一定的形狀的口模,然後根據口模而成為橫截面和口模樣子相仿的連續體。繼而冷卻定型形成玻璃態,由此得到所需加工的製件。
擠出機通常按螺桿數目分為單螺桿式擠出機、雙螺桿式擠出機和多螺桿式擠出機。
螺桿式擠出機由塑化系統、加熱與冷卻系統、傳動系統和電氣控制系統四部分組成。塑化系統的主要部件是螺桿,根據塑膠及其製品的品種選擇不同結構的螺桿。常用擠出機的螺桿直徑為30~250mm,轉速為30~300r/min。螺桿長度通常為直徑的20~25倍,最大為30倍。擠出機機筒多用電加熱器加熱而用水或空氣冷卻。螺桿式擠出機擠出機所用的傳動機多為整流子電動機或直流電動機。
擠出機---故障分析
擠出機是一種常見的塑膠機械設備,在日常操作擠出機的過程中,擠出機會出現各種各樣的故障,影響塑膠機械正常生產,下面我們就對擠出機故障分析。
擠出機故障分析:主機電流不穩
1、生產原因:
(1)餵料不均勻。
(2)主電機軸承損壞或潤滑不良。
(3)某段加熱器失靈,不加熱。
(4)螺桿調整墊不對,或相位不對,元件干涉。
2、處理方法:
(1)檢查餵料機,排除故障。
(2)檢修主電機,必要時更換軸承。
(3)檢查各加熱器是否正常工作,必要時更換加熱器。
(4)檢查調整墊,拉出螺桿檢查螺桿有無干涉現象。
擠出機故障分析:主電機不能啟動
1、產生原因:
(1)開車程式有錯。
(2)主電機執行緒有問題,熔斷絲是否被燒環。
(3)與主電機相關的連鎖裝置起作用
2、處理方法:
(1)檢查程式,按正確開車順序重新開車。
(2)檢查主電機電路。
(3)檢查潤滑油泵是否啟動,檢查與主電機相關的連鎖裝置的狀態。油泵不開,電機無法打開。
(4)變頻器感應電未放完,關閉總電源等待5分鐘以後再啟動。
(5)檢查緊急按鈕是否復位。
擠出機故障分析:機頭出料不暢或堵塞
1、產生原因:
(1)加熱器某段不工作,物料塑化不良。
(2)操作溫度設定偏低,或塑膠的分子量分布寬,不穩定。
(3)可能有不容易熔化的異物。
2、處理方法:
(1)檢查加熱器,必要時更換。
(2)核實各段設定溫度,必要時與工藝員協商,提高溫度設定值
(3)清理檢查擠壓系統及機頭。
擠出機故障分析:主電啟動電流過高
1、產生原因:
(1)加熱時間不足,扭矩大。
(2)某段加熱器不工作。
2、處理方法:
(1)開車時套用手盤車,如不輕鬆,則延長加熱時間或檢查各段加熱器是否正常工作。
擠出機故障分析:主電機發出異常聲音
1、產生原因:
(1)主電機軸承損壞。
(2)主電機可控矽整流線路中某一可控矽損壞。
2、處理方法:
(1)更換主電機軸承。
(2)檢查可控矽整流電路,必要時更換可控矽元件。
擠出機故障分析:主電機軸承溫升過高
1、產生原因:
(1)軸承潤滑不良。
(2)軸承磨損嚴重。
2、產生原因:
(1)檢查並加潤滑劑。檢查電機軸承,必要時更換。
擠出機故障分析:機頭壓力不穩
1、產生原因:
(1)主電機轉速不均勻。
(2)餵料電機轉速不均勻,餵料量有波動。
2、處理方法:
(1)檢查主電機控制系統及軸承。
(2)檢查餵料系統電機及控制系統。
擠出機故障分析:潤滑油壓偏低
1、產生原因:
(1)潤滑油系統調壓閥壓力設定值過低。
(2)油泵故障或吸油管堵塞。
2、處理方法:
(1)檢查並調整潤滑油系統壓力調節閥。
(2)檢查油泵、吸油管。
擠出機故障分析:自動換網裝置速度慢或不靈
1、產生原因:
(1)氣壓或油壓低。
(2)氣缸(或液壓站)漏氣(或漏油)
2、處理方法:
(1)檢查換網裝置的動力系統。
(2)檢查氣缸或液壓缸的密封情況。
擠出機故障分析:安全銷或安全健被切斷
1、產生原因:
(1)擠壓系統扭矩過大
(2)主電機與輸入軸承聯接不同心
2、處理方法:
(1)檢查擠壓系統是否有金屬等物進入卡住螺桿。在剛開始發生時,檢查預熱升溫時間或升溫值是否符
合要求。
(2)調整主電機
擠出機故障分析:擠出量突然下降
1、產生原因:
(1)餵料系統發生故障或料斗中沒料
(2)擠壓系統進入堅硬卡住螺桿,使物料不能通過
2、處理方法:
(1)檢查餵料系統或料斗的料位
(2)檢查清理擠壓系統。
基本機理
一個螺桿在筒體中轉動並把塑膠向前推動。螺桿實際上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。就一台擠出機而言,有3種阻力需要克服: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;熔體在筒壁上的附著力;熔體被向前推動時其內部的物流阻力。
機械原理
在原料粉末里添加水或適當的液體,並進行不斷的攪拌。將攪拌好的材料,用高擠出壓力從多孔機頭或金屬網擠出。
通常是把材料放入圓筒形容器以後,用螺桿擠出材料。在使用變頻技術以後,可對壓力進行控制,從而可以選擇最合適的線性速度。
單螺桿擠出機原理
單螺桿一般在有效長度上分為三段,按螺桿直徑大小螺距螺深確定三段有效長度,一般按各占三分之一划分。
料口最後一道螺紋開始叫輸送段:物料在此處要求不能塑化,但要預熱、受壓擠實,過去老擠出理論認為此處物料是鬆散體,後來通過證明此處物料實際是固體塞,就是說這裡物料受擠壓後是一固體象塞子一樣,因此只要完成輸送任務就是它的功能了。
第二段叫壓縮段,此時螺槽體積由大逐漸變小,並且溫度要達到物料塑化程度,此處產生壓縮由輸送段三,在這裡壓縮到一,這叫螺桿的壓縮比--3:1,有的機器也有變化,完成塑化的物料進入到第三段。
第三段是計量段,此處物料保持塑化溫度,只是象計量泵那樣準確、定量輸送熔體物料,以供給機頭,此時溫度不能低於塑化溫度,一般略高點。
操作規程
塑膠擠出生產線中各個類型產品,都有其操作特點,對其操作特點有個詳細的了解,才可以充分發揮機器的效能。擠出機是其中一種類型及其,把握好擠出機的操作要點,正確合理地使用擠出機。螺桿擠出機的使用包括機器的安裝、調整、試車、操作、維護和修理等一系列環節,它的使用具有一般機器的共性,主要表現在驅動電機和減速變速裝置方面。但螺桿擠出機的工作系統即擠出系統,卻又獨具特點,在使用螺桿擠出機時應特別注意其特點。
機器的安裝、調整、試車一般在擠出機的使用說明書中均有明確規定,這裡對擠出機的操作要點,維護與保養簡述如下:
操作人員必須熟悉自己所操作的擠出機的結構特點,尤其要正確掌握螺桿的結構特性,加熱和冷卻的控制儀表特性、機頭特性及裝配情況等,以便正確地掌握擠出工藝條件,正確地操作機器。
製作不同塑膠製品時,擠出機的操作要點是各不相同的,但也有其相同之處。下面簡要介紹擠出各種製品時相同的操作步驟和應注意的擠出機的操作要點。
1、開車前的準備工作
(1)用於擠出成型的塑膠。原材料應達到所需要的乾燥要求,必要時需作進一步乾燥。並將原料過篩除去結塊團粒和機械雜質。
(2)檢查設備中水、電、氣各系統是否正常,保證水、氣路暢通、不漏,電器系統是否正常,加熱系統、溫度控制、各種儀表是否工作可靠;輔機空車低速試運轉,觀察設備是否運轉正常;啟動定型台真空泵,觀察工作是否正常;在各種設備滑潤部位加油潤滑。如發現故障及時排除。
(3)裝機頭及定型套。根據產品的品種、尺寸,選好機頭規格。按下列順序將機頭裝好。
2、開車
(1)在恆溫之後即可開車,開車前應將機頭和擠出機法蘭螺栓再擰緊一次,以消除螺栓與機頭熱膨脹的差異,緊機頭螺栓的順序是對角擰緊,用力要均勻。緊機頭法蘭螺母時,要求四周鬆緊一致,否則要跑料。
(2)開車,選按“準備開車”鈕,再接“開車”鈕,然後緩慢鏇轉螺桿轉速調節鏇鈕,螺桿轉速慢速啟動。然後再逐漸加快,同時少量加料。加料時要密切注意主機電流表及各種指示表頭的指示變化情況。螺桿扭矩不能超過紅標(一般為扭矩表65%-75%)。塑膠型材被擠出之前,任何人均不得站於口模正前方,以防止因螺栓拉斷或因原料潮濕放泡等原因而產生傷害事故。塑膠從機頭口模擠出後,即需將擠出物慢慢冷卻並引上牽引裝置和定型模,並開動這些裝置。然後根據控制儀表的指示值和對擠出製品的要求。將各部分作相應的調整,以使整個擠出操作達到正常狀態。並根據需要加足料,雙螺桿擠出機採用計量加料器均勻等速地加料。
(3)當口模出料均勻且塑優良好可進行牽引人定型套。塑化程度的判斷需憑經驗,一般可根據擠出物料的外觀來判斷,即表面有光澤、無雜質、無發泡、焦料和變色,用手將擠出料擠細到一定程度不出現毛刺、裂口,有一定彈性,此時說明物料塑化良好。若塑化不良則可適當調整螺桿轉速、機筒和機頭溫度,直至達到要求。
(4)在擠出生產過程中,應按工藝要求定期檢查各種工藝參數是否正常,並填寫工藝記錄單。按質量檢驗標準檢查型材產品的質量,發現問題及時採取解決措施。
3、停車
(1)停止加料,將擠出機內的塑膠擠光,露出螺桿時,關閉機筒和機頭電源,停止加熱。
(2)關閉擠出機及輔機電源,使螺桿和輔機停止運轉。
(3)打開機頭聯接法蘭,拆卸機頭。清理多孔板及機頭的各個部件。清理時為防止損壞機頭內表面,機頭內的殘餘料套用鋼律、鋼片進行清理,然後用砂紙將粘附在機頭內的塑膠磨除,並打光,塗上機油或矽油防鏽。
(4)螺桿、機筒的清理,拆下機頭後,重新啟動主機,加停車料(或破碎料),清洗螺桿、機筒,此時螺桿選用低速(sr/min左右)以減少磨損。待停車料碾成粉狀完全擠出後,可用壓縮空氣從加料口,排氣口反覆吹出殘留粒料和粉料,直至機筒內確實無殘存料後,降螺桿轉速至零,停止擠出機,關閉總電源及冷水總閥門。
(5)擠出機在擠出時應注意的安全項目有:電、熱、機械的轉動和笨重部件的裝卸等。擠出機車間必須備有起吊設備,裝拆機頭、螺桿等笨重部件,以確保全全生產。
維護保養
螺桿擠出系統採用日常保養和定期保養兩種方式進行維護保養:
⑴日常保養是經常性的例行工作,不占設備運轉工時,通常在開車期間完成。重點是清潔機器,潤滑各運動件,緊固易鬆動的螺紋件,及時檢查、調整電動機,控制儀表,各工作零部件及管路等。
⑵定期保養一般在擠出機連續運轉2500-5000h機後停機進行,機器需要解體檢查、測量、鑑定主要零部件的磨損情況,更換已達規定磨損限度的零件,修理損壞的零件。
⑶不允許空車運轉,以免螺桿和機筒軋毛。
⑷擠出機運轉時若發生不正常的聲響時,應立即停車,進行檢查或修理。
⑸嚴防金屬或其他雜物落入料斗中,以免損壞螺桿和機筒。為防止鐵質雜物進入機筒,可在物料進入機筒加料口處裝吸磁部件或磁力架,防止雜物落入必須把物料事先過篩。
⑹注意生產環境清潔,勿使垃圾雜質混入物料堵塞過濾板,影響製品產量,質量和增加機頭阻力。
⑺當擠出機需較長時間停止使用時,應在螺桿、機筒、機頭等工作表面塗上防鏽潤滑脂。小型螺桿應懸掛於空中或置於專用木箱內,並用木塊墊平、以免螺桿變形或碰傷。
⑻定期校正溫度控制儀表,檢查其調節的正確性和控制的靈敏性。
⑼擠出機的減速箱保養與一般標準減速器相同。主要是檢查齒輪、軸承等磨損和失效情況。減速箱應使用機器說明書指定的潤滑油,並按規定的油麵高度加入油液,油液過少,潤滑不足,降低零件使用壽命;油液過多,發熱大,耗能多,油易變質,同樣使潤滑失效,造成損害零件的後果。減速箱漏油部位應及時更換密封墊,以確保潤滑油量。
⑽擠出機附屬的冷卻水管內壁易結水垢外部易腐蝕生鏽。保養時應做認真檢查,水垢過多會堵塞管路,達不到冷卻作用,鏽蝕嚴重會漏水,因此保養中必須採取除垢和防腐降溫措施。
⑾對驅動螺桿轉動的直流電動機要重點檢查電刷磨損及接觸情況,對電動機的絕緣電阻值是否在規定值以上亦應經常測量。此外要檢查連線線及其它部件是否生鏽,並採用保護措施。
⑿指定專人負責設備維護保養。並將每次維護修理情況詳細記錄列入工廠設備管理檔案。
輔助設備
塑膠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。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。控制系統
塑膠擠出機的控制系統包括加熱系統、冷卻系統及工藝參數測量系統,主要由電器、儀表和執行機構(即控制屏和操作台)組成。其主要作用是:控制和調節主輔機的拖動電機,輸出符合工藝要求的轉速和功率,並能使主輔機協調工作;檢測和調節擠塑機中塑膠的溫度、壓力、流量;實現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,實現對擠塑工藝包括溫度、壓力、螺桿轉數、螺桿冷卻、機筒冷卻、製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恆張力收線控制。
1. 擠塑機主機的溫度控制
電線電纜絕緣和護套的塑膠擠出是根據熱塑性塑膠變形特性,使之處於粘流態進行的。除了要求螺桿和機筒外部加熱,傳到塑膠使之融化擠出,還要考慮螺桿擠出塑膠時其本身的發熱,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,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。並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配合好,使整個主機溫度控制系統的波動穩定度達到各種塑膠的擠出溫度的要求。
2. 擠塑機的壓力控制
為了反映機頭的擠出情況,需要檢測擠出時的機頭壓力,由於國產擠塑機沒有機頭壓力感測器,一般是對螺桿擠出後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,也是引起擠出質量不穩的重要因素之一,擠出壓力的波動與擠出溫度、冷卻裝置的使用,連續運轉時間的長短等因素密切相關。當發生異常現象時,能排除的迅速排除,必須重新組織生產的則應果斷停機,不但可以避免廢品的增多,更能預防事故的發生。通過檢測的壓力表讀數,就可以知道塑膠在擠出時的壓力狀態,一般取後推力極限值報警控制。
3. 螺桿轉速的控制
螺桿轉速的調節與穩定是主機傳動的重要工藝要求之一。螺桿轉速直接決定出膠量和擠出速度,正常生產總希望儘可能實現最高轉速及實現高產,對擠塑機要求螺桿轉速從起動到所需工作轉速時,可供使用的調速範圍要大。而且對轉速的穩定性要求高,因為轉速的波動將導致擠出量的波動,影響擠出質量,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台上相應儀表反映出來,擠出時應密切觀察,確保優質高產。
4. 外徑的控制
如上所述為了保證製品線纜外徑的尺寸,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。在擠塑機組設備中,特別是高速擠塑生產線上,應配用線上外徑檢測儀,隨時對線纜外徑進行檢測,並且將超差信號反饋以調整牽引或螺桿的轉速,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恆張力要求,希望收排線裝置有貯線張力調整機構,或在電氣上考慮恆線速度系統和恆張力系統的收卷等等。
6. 整機的電氣自動化控制
這是實現高速擠出生產線應具備的工藝控制要求,主要是:開機溫度聯鎖;工作壓力保護與聯鎖;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;外徑線上檢測與反饋控制;根據各種不同需要組成部件的單機與整機跟蹤的控制。
中國擠出機技術創新
熔體齒輪泵
近年來,中國常規擠出機及生產線,以優異的性價比逐漸走俏國際巿場。同時,中國在先進擠出技術領域不斷創新,開拓出了多種新型擠出產品。 精密擠出技術適應高精加工需要
精密擠出成型可以免去後續加工手段,更好地滿足製品套用的需求,同時達到降低材料成本、提高製品質量的目的。如今,滿足塑膠製品精密直接擠出的需要,多種成熟的技術已經推向巿場,聚合物熔體齒輪泵就是其中一種重要手段。這一技術已經廣泛套用於化纖、薄膜、型材、管材、板材、線纜、複合擠出、造粒等生產線。
北京化工大學橡塑機械研究所經過多年對熔體齒輪泵的系統研究,已成功完成塑膠熔體齒輪泵的系列開發和研製,現已能夠設計製造塑膠熔體齒輪泵產品如28/28(中心距/齒寬)、56/56、70/70、90/90等,最大出入口壓力差可達30MPa,能夠滿足不同產量的要求,並已在實際中得到套用,取得良好的效果。北京化工大學橡塑機械研究所通過對一體型齒輪泵擠出機進行深入研究,設計開發了115一體型齒輪泵擠出機。 齒輪泵對橡膠行業精密成型同樣大有裨益。為了滿足國內對橡膠熔體齒輪泵的需求,北京化工大學還與北京航空製造工程研究所、杭州朝陽橡膠有限公司合作,共同研製開發XCP150/100、XCP120/90兩種型號橡膠熔體齒輪泵擠出機組。這一機組具有理想的工作特性,保證擠出量與齒輪泵的轉速成線性關係,可以實現對產量精確控制,提高產品的尺寸精度。
多層共擠技術成熟發展
多層複合技術利用具有中高阻隔性能的材料與其他包裝材料複合,綜合阻隔材料的高阻隔性與其他材料的廉價或特殊的力學、熱學等其他性能,實現特定的功能需要。共擠出複合薄膜的結構設計逐步要求能系統地達到集功能、技術、成本、環保、安全、二次加工於一體的理想境界,從而實現複合層數最大化的可能性成為供應商追求的技術之一。廣東金明塑膠設備有限公司七層複合薄膜共擠吹塑技術可謂中國在這一領域發展的典型。
該七層複合薄膜共擠吹塑機組採用的關鍵技術包括:兩短一長及螺距變化的螺桿塑化擠出系統,工程分析軟體對振動誘導塑化裝置的最佳化設計,平面閥加成型模頭和斜式閥加成型模頭,內冷技術及雙風口負壓冷卻技術,多組分失重式計量餵料,線上薄膜厚度精確控制系統,計算機集中自動控制系統和匯流排控制(CANopen)技術等。
在層數增多的同時,適應特殊功能的薄膜生產技術也是巿場發展的熱點之一。近日,廣東仕誠公司設計製造了一條幅寬為3150mm的PP環保木紋膜流延生產線。該生產線產能超過800kg/h。螺桿設計為高速的剪下、混煉,高效率塑化螺桿,客戶可以直接使用高填充碳酸鈣粉以及無機顏料色粉,從而節約昂貴的原材料成本。整線除了可以生產PP環保木紋膜生產外,還可以靈活地轉換生產其它產品,拓寬客戶產品種類。在仕誠公司試生產過程中,不但生產出了美觀的PP木紋膜,還生產了CPP薄膜、PP文具薄膜及PP文具片材。
創新的三螺桿配混技術
平行同向鏇轉雙螺桿擠出機用於配混造粒生產線,經過最近20餘年的高速發展,技術已經相當成熟。另一方面,傳統的嚙合盤式與往復螺桿式擠出機適應高填充配混的需求,產業化程度不斷提升。
五種擠出機介紹
該高速單螺桿塑膠擠出機,扭力強,推力大,高強度合金鋼齒輪及軸性能優越,操作方便,控制界面友好,高速擠出,產品高產優質,是一款深受客戶歡迎的塑膠加工機械.
高速單螺桿擠出設計理念
*在高品質基礎上的高速,高產擠出。
*低溫塑化的設計理念,保證高質量製品的擠出。
*高扭力輸出,特大推力軸承。
*齒輪,軸為高強度合金鋼,滲碳,磨齒處理。
*高硬度,高光潔度,超低噪音。
*料斗式自動乾燥機防止物料潮濕。
*自動上料器,有效減輕勞動強度。
*可選配稱重餵料裝置。控制製品重量。
*自動PLC智慧型控制,可實現主輔機間的聯動。
*易於監控的人機界面,方便了解加工和機器狀態。
*根據需要可更換控制方式(控溫儀表)。
*材質為38CrMoAL/A氮化處理,耐磨。
*嚴格的溫控精度,風冷水冷相結合冷卻。
*獨特的入料口設計,具有完美的水冷裝置。
*專業的不定期梯形槽設計襯套。
*帶溝面餵料底套的螺筒,具有增強進料功能,為高速高產擠出提供了保證。
高速單螺桿擠出機主要用途
管材擠出:適用於PP-R管、pe燃氣管、PEX交聯管,鋁塑複合管,ABS管、PVC管、HDPE矽芯管及各種共擠複合管。
板材和片材擠出:適用於PVC、PET、PS、PP、PC等型材及板材的擠出。其它各種塑膠的擠出如絲、棒等。
型材的擠出:調節擠出機轉速及改變擠出螺桿的結構可適用於生產PVC、聚烯烴類等各種塑膠異型材。 改性造粒:適用於各種塑膠的共混、改性、增強造粒。
單螺桿擠出機是塑膠擠出機的一種,配套相應的機頭和輔機,可進行PVC、PP、PE等熱塑性塑膠加工,例如擠出管材、網材、板材、造粒,生產中空容器等。
螺桿料筒技術指標
材質 38CrMoAIA 滲氮層 0.4-0.7mm
調質硬度 HB260-290 表面粗糙度 0.8-0.4
表面硬度 HV840-900 直線度 0.03
塑膠擠出機稱主機,配套相應的機頭和輔機,可進行PVC,PP,PE等熱塑性塑膠加工,擠出管材,網材,板材,造粒,生產中空容器等.
該款同向雙螺桿擠出機是一款自潔性好,排氣效果優良,耐磨耐腐,適應性強,生產加工用途廣泛的塑膠擠出機.
同向雙螺鏇桿擠出機特點
1. 積木式結構,全嚙合型螺桿,自潔性好,排氣效果好。
2. 雙金屬合金襯套,耐磨,耐腐。
3. 根據物料工藝的要求任意組合,適應性廣泛。
錐形雙螺桿擠出機優點:
1.柔和的塑化設計理念,確保物料的品質。
2.非常可靠有效的設計理論,保證了擠出的可靠運行。高扭矩專用驅動系統,齒、軸為高強度合金鋼,滲碳、磨齒處理。
3.新開發的螺桿,可適用於填料量很高的配方,進料保證了物料在螺桿中良好的填充度和最佳的料流分配。
4.螺桿具有芯部溫度調節裝置及良好的料筒冷卻,保證了對物料工藝溫度的精確控制。
5.配以不同模頭,輔機,用於擠出成型各種管材,板材,異形材和軟硬PVC造粒等。
擠出機使用注意事項
1、擠出機要正向運轉,避免倒轉。
2、切忌空腹運轉,必須熱機加料運轉,這樣可避免發生粘槓(抱軸)現象。
3、擠出機的進料口、放氣孔內嚴禁進入鐵器等雜的,以免造成事故,影響生產。
4、安全用電,接地線。
5、機器運轉時進料口、出料口、皮帶、齒輪等鏇轉部位禁止用手觸摸。
6、機器使用前應先注入潤滑油,以免造成機器損壞。
[編輯本段]擠出機操作規程
塑膠擠出生產線中各個類型產品,都有其操作特點,對其操作特點有個詳細的了解,才可以充分發揮機器的效能。擠出機是其中一種類型及其,把握好擠出機的操作要點,正確合理地使用擠出機。螺桿擠出機的使用包括機器的安裝、調整、試車、操作、維護和修理等一系列環節,它的使用具有一般機器的共性,主要表現在驅動電機和減速變速裝置方面。但螺桿擠出機的工作系統即擠出系統,卻又獨具特點,在使用螺桿擠出機時應特別注意其特點。
機器的安裝、調整、試車一般在擠出機的使用說明書中均有明確規定,這裡對擠出機的操作要點,維護與保養簡述如下:
操作人員必須熟悉自己所操作的擠出機的結構特點,尤其要正確掌握螺桿的結構特性,加熱和冷卻的控制儀表特性、機頭特性及裝配情況等,以便正確地掌握擠出工藝條件,正確地操作機器。
製作不同塑膠製品時,擠出機的操作要點是各不相同的,但也有其相同之處。下面簡要介紹擠出各種製品時相同的操作步驟和應注意的擠出機的操作要點。
1、開車前的準備工作
(1)用於擠出成型的塑膠。原材料應達到所需要的乾燥要求,必要時需作進一步乾燥。並將原料過篩除去結塊團粒和機械雜質。
(2)檢查設備中水、電、氣各系統是否正常,保證水、氣路暢通、不漏,電器系統是否正常,加熱系統、溫度控制、各種儀表是否工作可靠;輔機空車低速試運轉,觀察設備是否運轉正常;啟動定型台真空泵,觀察工作是否正常;在各種設備滑潤部位加油潤滑。如發現故障及時排除。
(3)裝機頭及定型套。根據產品的品種、尺寸,選好機頭規格。按下列順序將機頭裝好。
2、開車
(1)在恆溫之後即可開車,開車前應將機頭和擠出機法蘭螺栓再擰緊一次,以消除螺栓與機頭熱膨脹的差異,緊機頭螺栓的順序是對角擰緊,用力要均勻。緊機頭法蘭螺母時,要求四周鬆緊一致,否則要跑料。
(2)開車,選按“準備開車”鈕,再接“開車”鈕,然後緩慢鏇轉螺桿轉速調節鏇鈕,螺桿轉速慢速啟動。然後再逐漸加快,同時少量加料。加料時要密切注意主機電流表及各種指示表頭的指示變化情況。螺桿扭矩不能超過紅標(一般為扭矩表65%-75%)。塑膠型材被擠出之前,任何人均不得站於口模正前方,以防止因螺栓拉斷或因原料潮濕放泡等原因而產生傷害事故。塑膠從機頭口模擠出後,即需將擠出物慢慢冷卻並引上牽引裝置和定型模,並開動這些裝置。然後根據控制儀表的指示值和對擠出製品的要求。將各部分作相應的調整,以使整個擠出操作達到正常狀態。並根據需要加足料,雙螺桿擠出機採用計量加料器均勻等速地加料。
(3)當口模出料均勻且塑優良好可進行牽引人定型套。塑化程度的判斷需憑經驗,一般可根據擠出物料的外觀來判斷,即表面有光澤、無雜質、無發泡、焦料和變色,用手將擠出料擠細到一定程度不出現毛刺、裂口,有一定彈性,此時說明物料塑化良好。若塑化不良則可適當調整螺桿轉速、機筒和機頭溫度,直至達到要求。
(4)在擠出生產過程中,應按工藝要求定期檢查各種工藝參數是否正常,並填寫工藝記錄單。按質量檢驗標準檢查型材產品的質量,發現問題及時採取解決措施。
3、停車
(1)停止加料,將擠出機內的塑膠擠光,露出螺桿時,關閉機筒和機頭電源,停止加熱。
(2)關閉擠出機及輔機電源,使螺桿和輔機停止運轉。
(3)打開機頭聯接法蘭,拆卸機頭。清理多孔板及機頭的各個部件。清理時為防止損壞機頭內表面,機頭內的殘餘料套用鋼律、鋼片進行清理,然後用砂紙將粘附在機頭內的塑膠磨除,並打光,塗上機油或矽油防鏽。
(4)螺桿、機筒的清理,拆下機頭後,重新啟動主機,加停車料(或破碎料),清洗螺桿、機筒,此時螺桿選用低速(sr/min左右)以減少磨損。待停車料碾成粉狀完全擠出後,可用壓縮空氣從加料口,排氣口反覆吹出殘留粒料和粉料,直至機筒內確實無殘存料後,降螺桿轉速至零,停止擠出機,關閉總電源及冷水總閥門。
(5)擠出機在擠出時應注意的安全項目有:電、熱、機械的轉動和笨重部件的裝卸等。擠出機車間必須備有起吊設備,裝拆機頭、螺桿等笨重部件,以確保全全生產。
故障解決
擠出機餵料輥磨損
由於擠出機為金屬材質,硬度較高,在生產運行過程中受到振動衝擊和其他複合作用力,導致部件形成間隙,造成磨損。傳統的修複方法有堆焊、熱噴塗、電刷渡等,但幾種方法都存在一定弊端:堆焊會使零件表面達到很高溫度,造成零件變形或產生裂紋,影響尺寸精度和正常使用,嚴重時還會導致斷裂;電刷渡雖無熱影響,但渡層厚度不能太厚,污染嚴重,套用也受到了極大的限制。西方國家針對上述問題多套用高分子複合材料方法,其中套用最為成熟的是美嘉華技術體系。其具有的綜合性能及在任何時間內可機械加工的特徵,可以滿足修復後的使用要求及精度,還能降低設備在運行中承受的衝擊震動,延長使用壽命。因材料是“變數”關係,當外力衝擊材料時,材料會變形吸收外力,並隨著軸承或其它部件的脹縮而脹縮,始終和部件保持緊配合,降低磨損的幾率。針對大型擠出機的磨損,也可採用“模具”或“配合部件”針對損壞的設備進行現場修復,避免設備的整體拆卸,最大限度地保證部件配合尺寸,滿足設備的生產運行要求。
擠出機餵料段襯套加工尺寸不符
當擠出機襯套材質為38CrMoAlA時,由於機加工的原因(定位鍵槽與配合部位不在一軸線上)導致其與側板(材質40Cr或45)配合處出現配合間隙,在開機運行的時候,由於膠料後坐力的作用導致漏膠。溫度不超過100℃。企業此前採用別的產品曾經修復過,只能使用1~2天,使用高分子材料修復可以很好的解決該問題。
擠出機餵料段側蓋螺紋損壞(滑絲)
在擠出機預緊螺栓的過程中,螺栓因受到拉伸應力而產生了變形,它的恢復應力使其與它所連線的密封部位緊緊地連在一起,隨時間加長,部分拉伸變形成為永久變形,恢復應力下降,導致其發生了應力鬆弛,扭矩降落,從而出現了螺栓鬆動現象,造成螺紋的滑絲磨損,嚴重時甚至會造成被緊固部件內螺紋的損壞。採用美嘉華高分子材料進行修復,其具有金屬不具備的退讓性,保證了修復後的恢復應力,確保部件的使用效果。同時材料自身的非金屬性質,使其澀性遠遠大於金屬,杜絕了因鬆動而造成的再次損壞,確保了企業的安全連續生產。
首次開機
⒈開機前,首先升溫約四五十分鐘。將溫度升到用手拉動電機三角帶直至自如;按正常工作鏇向連續拉動八至十次。然後繼續升溫十分鐘左右,而後開機,但要繼續加溫,因為正常生產需要持續補充熱量;根據不同性質的塑膠調節不同溫度。
⒉擠出機正常工作時,機溫要保持穩定,不要忽高忽低。放氣孔附近,直到機頭部位溫度要保持200℃左右(指丙料、乙料)。
⒊入料要均勻,並加足。機子吃料速度與供料速度要配合適當。否則會影響顆粒的質量和產量。
⒋停機時,主機要徹底切斷電源。機頭絲堵(帶扳手部分)必須摘下來。待下一次使用前單獨預熱。
行業現狀
2014年上半年中國出口擠出機4857台,同比下降14.7%,出口金額為14889萬美元,同比下降0.1%。其中海關編碼為84772010的塑膠造粒機出口數量為1500台,同比下降2.4%,出口金額為3702萬美元,同比增長25.5%。總體而言,2014年上半年中國擠出機出口規模略有下滑但下滑幅度不大。從月度統計來看,2月和5月出口規模下滑幅度較為明顯,其餘各月出口情況基本保持良好狀態。其中,6月,中國出口擠出機966台,同比增長4.3%,環比增長34.0%,出口金額為2530萬美元,同比下滑3.5%,環比下滑1.4%。中國出口擠出機的平均單價為3萬美元/台左右,但6月該數值下滑至了2.6。
行業專用儀器
行業專用儀器是對於某種行業專用科學儀器設備進行研究開發出來的專用配置儀器。例如:藥物檢測專用儀器、石油產品專用分析儀器、農業和食品專用儀器、紡織...等等。 |