塑料挤出机课件

1、 6.1.1 挤塑成型过程第六章 塑料挤出机挤出成型：也称挤出模塑或挤出成型，挤出成型是塑料成型加工的重要成型方法之一。大部分热塑性塑料和橡胶都能用此法进行加工。 应用：热塑性塑料，由挤出制成的产品都是连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆等热固性塑料：仅限于少数几种塑料，且挤出制品的种类也有限。 挤出过程：分为两个阶段：第一个阶段是使固态塑料塑化(即变成粘性流体)并在加压情况下使其通过特殊形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体；第二阶段则是用适当的处理方法使挤出的连续体失去塑性状态而变为固体，即得所需制品。塑化的方式：挤出工艺可分干法和湿法两种 ：干法的塑化是靠加热将塑料变成熔体，

2、而塑化和加压可在同一个设备内进行。 湿法的塑化则是用溶剂将塑料充分软化，因此塑化和加压必须分为两个独立的过程，而且定型处理必须采用比较麻烦的溶剂脱除，同时还得考虑溶剂的回收。 加压方式：分为连续和间歇两种。连续式所用设备为螺杆挤出机。间歇式为柱塞式挤出机。柱塞式挤出机的主要部件是一个料筒和一个由液压操纵的柱塞。螺杆数量单螺杆挤出机，使用最多；双螺杆挤出机，使用比较多；多螺杆挤出机，兼有塑炼功能，使用不多。 挤出成型的特点与其它成型方法相比，挤出成型有下述特点：1、 生产过程是连续的，因而其产品都是连续的；-可连续化生产2、 生产效率高,一台200挤出机700kg/小时，德国500挤出机20t/

3、小时。3、 应用范围广，能生产管材、棒材、板材、薄膜、单丝、电线、电缆、异型材，以及中空制品等；4、 投资少，收效快 。5、结构简单，易操作。6、挤出成型在挤出机上进行，挤出机是塑料成型加工机械的重要机台之一。 为使成型过程得以进行，一台挤出机一般由下列各部分组成： 1.主机 2.辅机 3.控制系统 6.1.2 挤出机的组成与分类1、主机挤压系统： 主要由料筒和螺杆组成。塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立的压力下，被螺杆连续地定压定量定温地挤出机头。 传动系统： 它的作用是给螺杆提供所需的扭矩和转速。 加热冷却系统： 其功用是通过对料筒（或螺杆）进行加热和冷却，保证成型过

4、程在工艺要求的温度范围内完成。加料系统2、辅机机头（口模、芯架等）：它是制品成型的主要部件，熔融塑料通过它获得一定的几何截面和尺寸。 定型装置：它的作用是将从机头中挤出的塑料的既定形状稳定下来并对其进行精整，从而得到更为精确的截面形状、尺寸和光亮的表面。通常采用冷却和加压的方法达到这一目的。 冷却装置：由定型装置出来的塑料在此得到充分的冷却，获得最终的形状和尺寸。 牵引装置：其作用为均匀地牵引制品。并对制品的截面尺寸进行控制，使挤出过程稳定地进行。3、控制系统（检测和控制）挤出机的控制系统：它由各种电器、仪表和执行机构组成。根据自动化水平的高低，可控制挤出机的主机、辅机的拖动电机、驱动油泵、油

5、（汽）缸和其它各种执行机构按所需的功率、速度和轨迹运行，以及检测、控制主辅机的温度、压力、流量，最终实现对整个挤出机组的自动控制和对产品质量的控制。我们一般称由以上各部分组成的挤出装置为挤出机组。 按工作原理分螺杆式无螺杆式单螺杆式双螺杆式普通型高速自热型按排气状况分排气式分段组合式4、 挤出机的分类按用途分造粒挤出机超高分子量挤出机混炼挤出机安装位置分立式挤出机卧式挤出机目前用的最广泛的是卧式单螺杆和双螺杆挤出机。本章重点介绍卧式单螺杆非排气式挤出机挤塑成型设备的型号表示主机的的型号表示辅机的的型号表示机组的的型号表示 GB/T 12783-2000 螺杆是挤出机的关键性部件。通过它的转动，

6、料简内的塑料才能发生移动，得到增压和部分的热量(摩擦热)。螺杆的几何参数，诸如直径、长径比、各段长度比例以及螺槽深度等，对螺杆的工作特性均有重大的影响 ，一般螺杆的结构如图所示。6.1.3 螺杆的主要参数1 螺杆的直径(D)和长径比(LD) 螺杆直径是螺杆基本参数之一。使用时，它是根据所制制品的形状大小及需要的生产率来决定的。表征螺杆特性的另一重要参数是螺杆的有效长度(L)与其直径之比，即长径比(LD)。2 螺杆各段的作用 按塑料在螺杆上运转的情况可分为送料、熔化和计量三个区域 。 加（送）料段 自塑料入口向前延伸一段的距离(视挤出机的情况不同可有210D的变化)为送料段。 熔化段(压缩段)

7、螺杆中部的一段为熔化段。 计量段(均化段) 螺杆的最后一段为计量段。很明显，为了取得最好的效果，挤压不同塑料，三段长短与结构都应结合塑料的特性和所挤制品的类型来考虑。 3 螺杆上的螺旋角，螺旋角的大小与物料的形状有关。物料的形状不同，对送料段的螺旋角要求也不一样。 4 螺杆头部的形状 ，螺杆头部一般呈钝尖的锥形，借以避免物料在螺杆头部停滞过久而引起分解。 5 螺槽深度、 压缩比、螺纹螺距、螺纹深角、螺槽轴向宽度 6 技术参数转动装置加料装置料筒机头和口模6.1.4 挤出机其它重要部分1传动装置 包括：电动机、减速机构和轴承等所组成。 要求：无级调速，良好的润滑系统，迅速制动的装置。常用体系：整

8、流子电动机或直流电动机，它既是驱动装置，又是变速装置； 常速电动机驱动的机械摩擦传动，如用皮带传动或齿轮传动的无级变速装置； 用电动机驱动油泵，将油送至液压马达，改变泵的排油量从而改变挤出机螺杆转速。2加料装置 供料的形式有粒状、粉状和带状等几种。加料装置一般都采用加料斗，料斗的容量至少应能容纳一小时的用料。加料斗内应有切断料流、标定料量和卸除余料等。上料装置。3料筒 料筒是挤出机主要部件之一，塑料的塑化和加压过程都在其中进行。挤压时料简内的压力可达55兆帕，工作温度一般为180250，因此料筒可看作是受压和受热的容器。另外，一般挤出机在料筒和机头之间还设有粗滤器，它是由带孔的合金钢板制成的，

9、主要作用是使塑料由旋转流动变为平直流动，且沿螺杆方向形成压力，增大塑化的均匀性，过滤塑料中可能混入的杂质(这在挤压回料时可能性更大)和阻止未塑化的物料进入机头 4机头和口模 机头是口模与料筒之间的过渡部分，其长度和形状随所用塑料的种类、制品的形状、加热方法及挤出机的大小和型式而定。口模是制品横截面的成型部件，它是用螺栓或其它方法固定在机头上的。如果口模和机头是一个整体，一般就统称为机头。机头和口模结构的好坏，对制品的产量和质量影响很大。其尺寸都根据实践经验或流变学知识来确定。从工艺角度考虑 ：(1)口模定型部分是决定制品横截面的重要部件 (2)过渡部分的流道应尽量平滑，使其呈流线型，以免物料在

10、流道中停滞而发生分解(3)机头和口模应有足够的刚度，以免在工作压力下使流道变形。 6.1.5 挤出机的一般操作方法 1、准备工作。 2、加热(提前小时)。 3、上紧机头 （温度升高后紧固）。 4、开车启动 ，严格低速启动。 5、停车。将挤出机内的塑料尽可能挤完，以便下次操作。挤压时应注意的安全项目有：电、热、机械的转动和笨重部件的装卸等。拆除时应先拆出螺杆，后拆料筒，而安装时则应先装料筒，后装螺杆。 作用：是将连续挤出的已获得初步形状和尺寸的制品进行定型，再通过进一步的冷却，使之由高弹性态最后转变为室温下的玻璃态，从而达到一定的表面质量，最终成为可供使用的制品或半成品。 一、制管和异型材的辅机

11、 辅机由机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、夹紧切割装置等组成。管材膜辅机吹辅机板材、片材辅机 6.1.6 挤塑机辅机二、挤出机的辅助设备 辅助设备三类：1挤压前处理物料的设备 2处理挤出物的设备3控制生产条件的设备 三类设备不仅随制品的种类、对制品质量的要求以及自动化程度等的不同面有差别，而且每一种设备的类型也有不同的形式。 （1） 机头 分为直型和弯型两种。实践证明：口模形状和挤出制品的界面形状有很大关系。（2） 定型装置 从机头挤出的制品处于熔融状态，(温度很高)，在重力作用下容易变形，因此在机头后必须立即冷却，以使制品定型。 定型装置分为外径定型和内径定型两种。1） 外径定型 是国内普

12、遍采用的方法，又分为内压定型和真空定型。 内压定型法：是在机头芯棒的肋上打孔，向管内或型材内通入压缩空气，由气体压力的作用，使管壁与定径套壁接触，定径套靠水冷却，使管初步冷却然后进入水槽内进一步冷却定型。 真空定型法：由真空定型套、冷却水槽、真空泵、电机、管道等组成。 采用在制品与定型套之间抽真空，使制品与定型套接触冷却的方法。 与内压法相比，此法更适合于异型材的生产，此法无内压力，制品的内压力较小，操作方便，废品率低。 在生产中采用更加简单实用的校准技术的设想，促进了校准套管革命性的发展。适用于HDPE管及PP管生产中，通过校准套管的调准技术，可以平衡由不同原料及不同压力等因素造成的管壁收缩

13、数值。 同时具有如下有优势：- 可调直径范围大。适用于16mm到630mm。目前最大已可达1600mm。- 操作简便，独立高效。外径可在真空定径前得到直接的调整。- 外径调整比率大。160mm的管径，最大可调12.7mm，调整比率达8%。2） 内径定型 靠芯棒冷却定型的方法。冷却水通入芯棒，同时使制品与芯棒接触冷却。 为适应收缩，芯棒一般制作成锥形，锥度为0.6； 与外径定型相比：内径定型的内表面光滑，外径定型的外表面光滑。（3） 冷却装置 制品由定型装置出来后，并未完全冷却，还需要继续降温。冷却装置：浸浴法与喷淋法。 1） 浸浴式冷却水槽 图4-190，冷却水槽长26m，冷却水从制品的最后一段流入，即逆流法，使制品逐渐冷却。（用于小口径管或异型材），水应埋没制品。 2） 喷淋式冷却箱 图4-191，用于较大截面的制品，由几个喷淋管喷水冷却。（4） 牵引装置 作用：给挤出管提供一定的牵引力，牵引速度。均匀稳定地将制品引出。 牵引装置必须满足： a、速度无级调节；常采用直流电动机和变频调速电动机。 b、牵引力、速度保持恒定；直接影响管材的壁厚； c、对制品的夹持力能够调节 牵引速度一般比挤出速度略快1%-10%。牵引装置分履带式、滚轮式两种。a、履带式牵引装置由26条可调节的履带组成，均匀地分布在管材地四周。主要用于大直径和薄壁管材的牵引。b、