年产8000吨塑料门窗异型材生产线及80型推拉框口模设计

I要becomingtheproductthatministryofourconstructionpromotesit’suse.Forthepresent,formuladII III IV 1的较理想的门窗材料[1]。型材质的门窗。塑料门窗按材质可分为塑料包覆门窗(喷塑门窗)、组合塑料门窗和成型的改性硬质聚氯乙烯(PVC-U)塑料中空异型材组装而成的塑料门窗为主[1]。(1)隔热、保温性铝、钢、木窗[2]。(2)物理性能塑料门窗的物理性能主要包括抗风压强度、空气渗透性(气密性)、雨水渗透性 料门窗具有一系列优良性能[2]。2(3)耐候性能(4)燃烧性能2]。(5)耐腐蚀性(2)环保塑料产品具有可回收再利用的特点，对于减少资源消耗具有重要的(4)美观、耐用塑料异型材与铝材相比，具有色彩丰富、表面形式多样的优点。另外，塑料异型材本身的耐腐蚀特性使其具有防水耐油、历久如新的优点。(5)成本低塑料异型材密度小，单位质量的价格低于铝型材；且具有一定的。(6)开发周期短塑料异型材从产品设计到样品生产，一般只需3~20天的时上已开发出的众多异型材制品当中，以塑料门窗应用为最，而PVCPVC-U塑料门窗在20世纪50年代中期由前联邦德国首先开发成功。1955年3木当时合当时我国发展战略的总体规划。4。因在于除白色以外的其它颜色的聚氯乙烯异型材都很容易发生褪色或变色现象。显PVC筑美学等方面异型材生产过程中的粉尘和毒性以及PVC可能存在对环境的潜在危害等问题也不断PVC-U异型材的改进主要包括三个方面：首先是生产彩色(深颜色)的PVC-U(1)彩色异型材、(2)改进配方和生产工艺分生是通过新型高效、低铅、无毒、5有的(3)改善PVC-U异型材与环境的协调性(1)挤出机配套辅机及控制系统与挤出主机同步发展[3]。CincinnatiMilacron了一种四轴型减速器，将扭矩一分为二，以驱动从动司新开发的挤出机，重新设计了其齿轮箱，并提高了止推轴承的承载能力[3]。(2)高速挤出技术6了这种多股挤出技术[3]。(3)共挤出技术将两种不同的材料同时成型的技术。由于门窗的个性化设计(彩色型材)和绿色设计(回挤出机，在主型材冷却定型后再进行复合共挤[3]。异型材挤出技术的发展并未停滞不前,而是不断的飞速向前发展。新理论、新技势[3]。(1)共挤出技术(2)高速挤出技术(3)挤出模头三维流动模拟仿真7降，各点流速保持一致，加强了流道设计的合理性。(4)定型模冷却模拟分析尚未开展相关工作。在欧洲，只是有个别厂家自行研制了该方面的软件。(5)新型挤出材料的研制(6)挤出机的创新设计(7)温度控制技术8游产优越性[8]：(2)能耗低，双螺杆挤出机的单位能耗仅为单螺杆挤出机的1/3~1/2左右。(3)产品质量好，且在保证产品强度的条件下，原材料消耗下降约1/5~1/4。(4)摩擦产生的热量少。(5)塑料所受的剪切比较均匀。(6)螺杆输送能力较大，挤出速度比较稳定，塑料在料筒内停留时间按较短。(7)料筒自洁性能好。(8)加料容易特别是PVC粉料。和9，而且省去了单螺杆挤出机造粒工序，既节约能耗，由可以提高生产效率。VC(2)劳动强度大，人力成本高。(3)相关化学原料对操作者的身体健康有危害。动化。C系统混料切割冷却定型挤出机牵引放混入各种助剂而形成的复合体系[1]。、填配方设计主要实现下面几方面的目的[2]。(1)改善树脂加工性能。有些树脂品种(如PVC)加工性能很差，不加入适当(3)降低成本。物美价廉是每一个配方设计者的首选目标，因此，树脂及助剂在(1)成型加工用的设备。(2)成型加工方法和工艺对配方的要求。(3)制品的性能、结构、用途、使用环境条件和期望的寿命。(4)各类原材料的选择及用量，各组分间的组合、相互影响及协同效应。(2)冲击强度、伸长率、弯曲模量：表征制品韧性。一般随PVC树脂分子量增如润滑剂的选择和配合不当，可使抗冲击改性剂的作用全部失效[4]。(3)光稳定性：表征制品耐候性及使用寿命。随PVC树脂分子量增加，分子结PVC度高，流动性不好，流动摩擦热大，制品表面粗糙。动温度和良好的成型加工性[4]。(1)PVC树脂PVC材通常选成型加工温度愈高，流动性愈差，成型加工愈困难。综合平衡各项性能，制造PVC表3-1挤出成型时常用塑料的压缩比[6](或K值)(或平均聚合度)杂质粒子数/个挥发物含量/%g/mL)量/(mg/kg)一等品优等品8合格品(2)为了保证型材的使用寿命，且其各项技术指标如(硬度、拉伸强度、断裂伸长率、弯曲弹性模量、低温落锤冲击、维卡软化点、简支梁冲击强度、氧指数)都达命进树脂熔融、改善熔体流变性能及赋予润滑功能[7]。术指标均优于其它填充剂所生产的型材[5]。选择各种助剂，设计过程中应遵循以下原则[7]。实际要求选择，并注意热稳不同热稳定体系的特点如下：机械负荷，使产品光滑，但过量(5)加入加工改性剂可以提高塑化质量，改善制品外观。一般ACR加工改性剂(1)树脂牌号的选择(2)热稳定剂系统的确定Cd(3)润滑剂体系的配合设计(4)光稳定体系的确定成成分用量(质量分)ACR0.5ACR2.0EVA2.01.0亚磷酸酯0.5TiO(金红石型)4.0固体石蜡0.5总计12023其焊接强度与型材的挤出温度关系很大，如图3-1所示。UVC的加工温度一般在关系可以看出，配方所保证的焊接强度比较可靠[8]。N/度强角焊度的关系[8]CPE燃效果，故本设计所用配方中不再考虑另衡算及生产线设备的选择年工作日(年工作小时)的选取[9]h(2)设备大修27天/年=648h/年(3)特殊情况停车15天/年=360h/年(4)机头清理换过滤网1次/7天8h/次(5)实际开车时间(6)设备利用系数(1)挤出成型工段的物料衡算表4-1挤出成型工段物料损耗率[9]工工序一次成品下脚料扫地②物料衡算[9]表4-2挤出成型工段物料平衡表工工序输出物料量自然损耗量扫地料物料量/t物料量/t序(2)混料工段的物料衡算表4-3干混合粉料工段物料损耗率[9]冷却混合冷却混合工序筛选输送混料输送高速混合②物料衡算[9]表4-4干混合粉料工段物料平衡表工工序入料量/t损失量/t输入回收料量/t筛选输送高速混合冷却混合混料输送送入挤出(3)粉料中各组分需要量①求出每吨产品消耗量(kg)1000×组分占整个粉料量的百分率(%)=每吨产品消耗量②年组分需要量(t)年需要量③日组分需要量(t)年组分需要量÷实际开车天数(280)=日组分需要量④每小时组分需要量(kg)年组分需要量÷实际开车时(6720)=每小时组分需要量。表4-5干混合粉料工段物料平衡表原料名原料名称A活性轻钙环氧大豆油亚磷酸酯每吨产品消每年需要每天需要每小时需配方中份数项项目装机功率(kw)量(kg)技术参数项目螺杆转速(r/min)旋转方向主电机功率(kw)技术参数异向旋转所表4-7挤出辅机型号及参数和生产厂家生产厂家生产厂家青岛华磊塑料机械有限公司青岛震雄机械设备有限公司青岛源宏源塑料机械有限公司青岛华磊塑料机械有限公司型号行星切割机辅机装置冷却定型台牵引机切割机翻料架技技术参数项目加热方式项目总容积/L有效容积/L电机功率/kw混合时间技术参数技技术参数项目整机重量/kg项目旋转刀回转旋转刀片/个固定刀片/个技术参数62项项目电机功率/kw动刀/片定刀/片项目/m格技术参数技术参数4系统(2)采用美国托利多纹管式计量传感器和控制仪表，动态稳定，计量准确，动(3)采用独特的防沾图层和均化结构的计量螺杆，消除了影响计量精度的因素；(4)采用了独特的气囊式卸料装置，为您彻底消除粘性物料“架桥”的烦恼；个泄露点的粉尘降低到量低；个泄露点的粉尘降低到量低；6、(6)多种系统组合模式，适应多种厂房条件。C1.原料仓A2.原料仓B3.助剂喂料站4.袋式喂料站5.计重式喂料机6.计量螺杆7.失重式喂料机8.称重料斗9.间歇式混合机10.失重式喂料机11.料斗12.金属检测器13.双螺杆喂料机14.双螺杆挤出机15.真空泵16.水环切粒机17.热交换器各类助剂干混粉料低速冷混合高速热混合配方称量挤出机干混合粉料干混合粉料双螺杆挤出成型真空冷却定型牵引成品异型材翻转台切割间是品的质量[11]。变有关[12]。摩(1)高温混合工艺[13]：温度110~120℃(2)低温混合工艺[13]：温度30~40℃时间比热混时间短1~2分钟(1)树脂过筛过筛的目的主要是筛出混在树脂内可能混入的机械杂质。常用的(3)粉状助剂磨浆为使稳定剂、填充剂、着色剂等粉末状助剂能够均匀地分散(4)母料配制为使配方中含量极少的组分(如着色剂等)均匀分散，可先将树PVC入混的相容性，可加速PVC的凝胶化过程，改善混合物的均一性。外润滑剂(如石蜡、聚乙烯蜡等)与PVC相容性较差，易析出，其作用是减少物料与混合器金属壁的摩PVC加，以免自摩擦速度℃对固体及塑性物料需从物料的分散程度和组成的均匀程度两个方面来衡量其混合效果。(1)分散程度经混合后，不同的物料相互分散，不在像混合前那样同种物料完(2)均匀程度指混入物所占物料的比率与理论或总体比率的差别。应从混合物(2)要掌握好每锅料所需的时间及其与温度的关系。尽量使每批混料所用的时间(5)每锅料总投放量要根据热混料机的容积而定，一般为容积的60%~75%。成输(1)配方及原料质量。对加工温度影响最大的是配方，不同原料组成的混合物料(2)挤出速度。在正常生产工艺条件下，提高挤出速度会使物料磨擦生热，所以(3)冷却水。如冷却水不够冷，易导致产品变形。在此种情况下，可降低挤出速头及温度界线之内。(1)预热(2)双螺杆挤出机温度控制产③机头及口模温度要高。口模是异型材成型的最后部件，其温度设定需要根据允许有温差[14]。(3)锥形双螺杆挤出机的温度控制表5-1锥形双螺杆挤出机各段温度控制(单位：℃)[14]机身温度机身温度连接段机头温度口模123温度1234温度挤出压力的建立是物料得以经历物理状态变化，保证塑化质量，得到均匀密实熔体，最后得到成型型材的重要条件之一。机头压力必须控制得当。挤出机的工作压力是由挤出机的工作图(图5-3)，即由螺杆特性线和口模特性的工作点。在螺杆和口模一定的情况下，工作点会因螺杆转速的改变而变化；在螺杆一定的情况下，更换口模，工作点亦会发生变化[2]。一般要保证螺杆扭矩在50%~60%，熔体压力为33~35Mpa[13]。满 (1)主机螺杆转速V=18~25rpm主 (2)加料螺杆转速V=27~40rpm料引出真空定型模后，就能获得理想的形状及尺寸[14]。通常，真空度应控制大于(2)由于硬PVC异型材往往是不对称产品，故采用若干个真空定型模来冷却定定的表5-2异型材挤出生产异常现象、原因分析及解决方法[1,2,13]原因分原因分析①定型模、牵引装置与机头不对中②机头出料不均③冷却不均④口模温度不均⑤挤出速度过快①牵引速度过快②真空表压力小③真空泵堵塞④定型模离机头太远⑤定型模偏高或偏低⑥冷却不好①口模内有异物②定型模表面有水垢或真空槽内有异物解决方法①调正定型模、牵引装置的位置②修正模具③调整冷却水量④调整温度⑤降低挤出速度①降低牵引速度②检查是否有漏气现象③检查进水口处有无杂物④调小定型模与机头间的距离⑤调整定型模上下位置⑥加强冷却效果①清理机头②清理定型模异常现象型材弯型材表面不平型材表面划伤异常现象型材断面产生气泡型材表面粗糙、光泽差、有节状或云状现象口模内发生分解、型材表面有分解黄斑型材有明显的熔接线型材有明显的熔接线型材尺寸不稳定型材收缩率高型材加强筋变形型材强度降低原因分析①温度过高，产生分解气体②摩擦热太多，料筒冷却装置不起作用③原料中挥发物多④原材料不合格①温度低②口模内壁不光滑③物料混合不均④真空度不够⑤原材料不合格①温度高②机头表面有凹陷积料③口模结构不合理④原材料不合格①温度低②挤出速度快、原料塑化不良③熔接部位原料分解④配方不合理⑤模具设计或结构不好①温度波动大②挤出速度或牵引速度不稳③混合物料不均匀④冷却定型工艺不当⑤配方中润滑剂过量①冷却不好②牵引速度太快,拉仲过分③机头温度高①冷却不好②牵引速度过快或过慢③定型模与机头间距离不适当④牵引装置夹紧力太大⑤真空度太小或真空操作不当①配方问题②原材料不合格③原材料制备工序不完善、物料不均匀④挤出温度过高⑤熔体压力低⑥牵引速度过快⑦冷却太快解决方法①降低温度②检查冷却装置③调整配方④检验更换后的某种原材料是否合格①提高温度②清理口模③使物料混合均匀④提高真空度⑤检验更换后的某种原材料是否合格①降低温度②清理机头③尽量消除机头内死角④检验更换后的某种原材料是否合格①提高温度②降低螺杆转速③清理机头④检查新用配方是否合理⑤增加机头定型段长度等①稳定温度②稳定挤出速度或牵引速度③使物料混合均匀④调整冷却定型工艺⑤减少润滑剂用量①增强冷却效果②降低牵引速度③降低机头温度①增强冷却效果②调整牵引速度③调节定型模与机头间距离④调节夹紧力⑤调节真空度或用尖头工具在型材上戳上小孔使型材成开放式加强真空吸附①检查新用配方是否合理②检验更换后的某种原材料是否合格要适宜④降低温度⑤增大熔体压力⑥降低牵引速度⑦定型不要骤冷要缓冷原因分原因分析①机头出料不均匀②冷却定型套水温高③牵引速度慢①粉料潮湿②加料螺杆转速不稳或干混料密度波动③干混料流动性差④加料口温度过高⑥加料口或加料螺杆阻塞⑦再生料与粉料配比不均①料筒供料不足②加料段温度过高③压缩段温度较低解决方法①调节机头位置及温度②降低冷却定型套水温③调节牵引速度①干燥原料，勿使干混料受潮②稳定工作电压，稳定热混工艺条件③改善干混料的干流动性④降低加料段温度或冷却加料口⑤检查料斗出料情况或安装搅拌器⑥清理料斗或加料螺杆⑦尽量使再生料与粉料配比一定并均匀杆供料情况②加料段通冷水冷却③提高压缩段温度异常现象制品表面有皱纹进料波动，下料困难、不稳转矩值下降选(1)推拉窗型材应具有良好的力学机械性能，如抗低温冲击、抗弯、抗压、导热(2)推拉窗型材设计为满足密封、五金件安装、排水、配合等多种功能，设计带(3)推拉窗型材设计要考虑用户的使用要求，如立面形式、最大窗型尺寸、地区(4)推拉窗的施工安装力求简便，墙体与推拉窗联接部位结构设计要考虑塑料推挤表6-1主型材壁厚分类(单位mm)项项目可视面非可视面C类不规定不规定A类B类过(1)挤出模最终决定UPVC异型材的外形尺寸、配合公差和表观质量，并在一定(2)在合适的挤出机组和原料配方条件下，挤出模的设计制造水平和质量，是决的挤出速率只能达到1.0~2.0m/min，而高性能的挤出模能保证主型材的挤出速率达mmin型材的挤出速(3)挤出模质量的优劣还反映在其“工作窗”的大小上，即反映挤出模对模塑料于模塑料和工艺参数在一定范围内的波动(这在异型材挤出生产中往往是难以避免的。：到很高的精度。一般在实际操作中以选用较低的精度为宜。可以参照国家标准外还和塑料配方和实际生产的温度控制有一定的关系。一般模具的表面粗糙度选取挤出模一般分为模头(亦称机过渡段分流段压缩段成型段头)和定型模两部分。由于挤出机挤在挤出模头中要保证模塑料在材挤出机头根据所形成制品形状的不同支架、芯模、口模、调节螺丝等[1]。(1)机头体即挤出模模体，用作组装机头各零部件并与挤出机连接。(2)分流器其作用在于使塑料熔体料层变薄，便于其均匀地受热，使塑料进一(3)分流器支架用作支承分流器和芯模。(4)口模口模是成型异型材外表面的零件，塑料通过口模后，能得到一定的形(5)芯模芯模是成型异型材内表面的零件，挤出中空型材的内壁质量、表面粗情尺寸比制品的壁厚小，这是考虑到出模膨胀的现象。经验数据是制品壁厚的0.80~陷。出模具[10]。的结构形式等都有直接关系[1]。多。L1=|W1||H1|(6-1)L1=|W1||H1|(6-1)[1]222UPVC型材挤塑模设计经验数据[1]0.90~0.970.80~0.93hH1.10~1.20L/H20~50据数冷(1)需要确定的高度尺寸(2)需要确定的宽度尺寸22(3)需要确定的壁厚尺寸22(4)确定口模定型长度(1)扩张角α当异型材截面高度小于料筒内径，而宽度大于料筒内径时，机头(2)压缩比ε将分流锥支架出口处截面积与异型材口模流道截面积之比定义为表6-3挤出成型时常用塑料的压缩比[2]塑塑料名称塑料名称压缩比3~42~42.5~43~4压缩比2~32~52.5~33~5应有一收敛角(亦称压缩角)β，通常β取25o~50o。)分流角α′和收敛角β′型芯分流锥的分流角一般小于80o。对于固定芯设计总结PVC时自游产剂参考文献[8]卢鸣.塑料异型材(精华本).北京：化学工业出版社，2002in致谢题目和任务是由卫爱丽老师具体下达的，在设计过程中也得到了卫老师的悉心指导。卫老师自设计初，便定期召开会议，询问设计进程，并为我们答疑解惑、指点迷津，帮助我们开拓设计思路。卫老师渊博的学识、严谨求实的作风、一丝不苟的态度和全心全意为学生着想的精神，不仅使我在学习和设计的过程中受益匪浅，同时也对我的思想和人生态度产生了重要影响。在此，我谨向卫爱丽老师致以诚挚的谢意和敬意。本设计能够顺利完成，同样离不开诸位专业老师的教育培养和身边同学的热情帮助。在此，我向给予过我支持和帮助的诸位老师和同学致以诚挚的谢意。外文原文Forplastics,prolongedexposuretothesun’selectromagneticradiationinthehTheeffectiveUVradiationthatdoesreachtheearth’ssurfaceextendsfromaboutTheenergycontento