擠出機(jī)

擠出機(jī)屬于塑料機(jī)械的種類之一，起源于18世紀(jì)。擠出機(jī)依據(jù)機(jī)頭料流方向以及螺桿中心線的夾角，可以將機(jī)頭分成直角機(jī)頭和斜角機(jī)頭等。螺桿擠出機(jī)是依靠螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力及剪切力，能使得物料可以充分進(jìn)行塑化以及均勻混合，通過(guò)口模成型。 塑料擠出機(jī)可以基本分類為雙螺桿擠出機(jī)，單螺桿擠出機(jī)以及不多見的多螺桿擠出機(jī)以及無(wú)螺桿擠出機(jī)。

中文名 螺桿擠出機(jī) 外文名 extruder 屬 于 塑料機(jī)械 起源時(shí)間 18世紀(jì) 分 類雙螺桿擠出機(jī)，單螺桿擠出機(jī)等 擠出機(jī)起源于18世紀(jì)，Joseph Bramah（英格蘭）于1795年所制造的用于制造無(wú)縫鉛管的手動(dòng)活塞式壓出機(jī)就被認(rèn)為是世界上的臺(tái)擠出機(jī)。從那時(shí)起，在19世紀(jì)前50年期間，擠出機(jī)基本上只適用于鉛管的生產(chǎn)、通心粉以及其它食品的加工、制磚及陶瓷工業(yè)。在作為一種制造方法的發(fā)展過(guò)程中，第1次有明確記載的是R.Brooman在1845年申請(qǐng)的用擠出機(jī)生產(chǎn)固特波膠電線的。固特波公司的H．Bewlgy隨后對(duì)該擠出機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，并于1851年將它用于包覆在Dover和Calais公司之間的第1根海底電纜的銅線上。

1879年英國(guó)人M.Gray取得個(gè)采用阿基米德螺線式螺桿擠出機(jī)。在此后的25年內(nèi)，擠出方法逐漸重要，并且逐漸由電動(dòng)操縱的擠出機(jī)迅速替代了以往的手動(dòng)擠出機(jī)。1935年德國(guó)機(jī)械制造商Paul Troestar生產(chǎn)出用于熱塑性塑料的擠出機(jī)。1939年他們把塑料擠出機(jī)發(fā)展到了一個(gè)現(xiàn)階段——現(xiàn)代單螺桿擠出機(jī)階段。

[1] 機(jī)械原理單螺桿擠出機(jī)原理單螺桿一般在有效長(zhǎng)度上分為三段，按螺桿直徑大小 螺距 螺深確定三段有效長(zhǎng)度，一般按各占三分之一劃分。料口后一道螺紋開始叫輸送段：物料在此處要求不能塑化，但要預(yù)熱、受壓擠實(shí)，過(guò)去老擠出理論認(rèn)為此處物料是松散體，后來(lái)通過(guò)證明此處物料實(shí)際是固體塞，就是說(shuō)這里物料受擠壓后是一固體象塞子一樣，因此只要完成輸送任務(wù)就是它的功能了。第二段叫壓縮段，此時(shí)螺槽體積由大逐漸變小，并且溫度要達(dá)到物料塑化程度，此處產(chǎn)生壓縮由輸送段三，在這里壓縮到一，這叫螺桿的壓縮比--3﹕1，有的機(jī)器也有變化，完成塑化的物料進(jìn)入到第三段。第三段是計(jì)量段，此處物料保持塑化溫度，只是象計(jì)量泵那樣準(zhǔn)確、定量輸送熔體物料，以供給機(jī)頭，此時(shí)溫度不能低于塑化溫度，一般略高點(diǎn)。

[1] 擠出機(jī)節(jié)能擠出機(jī)的節(jié)能上可分為兩個(gè)部分：一個(gè)是動(dòng)力部分，一個(gè)是加熱部分。動(dòng)力部分節(jié)能：大多采用變頻器，節(jié)能方式是通過(guò)節(jié)約電機(jī)的余耗能，例如電機(jī)的實(shí)際功率是50Hz，而你在生產(chǎn)中實(shí)際上只需要30Hz就足夠生產(chǎn)了，那些多余的能耗就白白浪費(fèi)了，變頻器就是改變電機(jī)的功率輸出達(dá)到節(jié)能的效果。加熱部分節(jié)能：加熱部分節(jié)能大多是采用電磁加熱器節(jié)能，節(jié)能率約是老式電阻圈的30%~70%。工作過(guò)程塑料物料從料斗進(jìn)入到擠出機(jī)，在螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)下將其向前進(jìn)行輸送，物料在向前運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，接受料筒的加熱、螺桿帶來(lái)的剪切以及壓縮作用使得物料熔融，因而實(shí)現(xiàn)了在玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)的三態(tài)間的變化。在進(jìn)行加壓的情況，使得處于粘流態(tài)的物料通過(guò)具有一定的形狀的口模，然后根據(jù)口模而成為橫截面和口模樣子相仿的連續(xù)體。繼而冷卻定型形成玻璃態(tài)，由此得到所需加工的制件。回收二手單螺桿雙螺桿擠出機(jī)熔噴機(jī)

[1] 構(gòu)成在擠出機(jī)中，一般情況下，基本和的是單螺桿擠出機(jī)。其主要包括：傳動(dòng)、加料裝置、料筒、螺桿、機(jī)頭和口模等六個(gè)部分。傳動(dòng)部分傳動(dòng)部分通常由電動(dòng)機(jī)，減速箱和軸承等組成。在擠出的過(guò)程中，螺桿轉(zhuǎn)速必須穩(wěn)定，不能隨著螺桿負(fù)荷的變化而變化，這樣才能保持所得制品的質(zhì)量均勻一致。但是在不同的場(chǎng)合下又要要求螺桿可以變速，以達(dá)到一臺(tái)設(shè)備可以擠出不同塑料或不同制品的要求。因此，本部分一般采用交流整流子電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)等裝置，以達(dá)到無(wú)級(jí)變速，一般螺桿轉(zhuǎn)速為10~100轉(zhuǎn)/分。傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是驅(qū)動(dòng)螺桿，供給螺桿在擠出過(guò)程中所需要的力矩和轉(zhuǎn)速，通常由電動(dòng)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)，高速高效的擠出機(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(hào)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，高速高效的擠出機(jī)得數(shù)小，普通擠出機(jī)得數(shù)大。以單位產(chǎn)量計(jì)，高速高效擠出機(jī)的電機(jī)功率小及減速機(jī)重量小，意味著高速高效擠出機(jī)的單位產(chǎn)量機(jī)器制造成本比普通擠出機(jī)低。加料裝置供料一般大多采用粒料，但也可以采用帶狀料或者粉料。裝料設(shè)備通常都使用錐形加料斗，其容積要求至少能提供一個(gè)小時(shí)的用量。

料斗底部有截?cái)嘌b置，以便調(diào)整和切斷料流，在料斗的側(cè)面裝有視孔和標(biāo)定計(jì)量的裝置。有些料斗還可能帶有防止原料從空氣中吸收水分的減壓裝置或者加熱裝置，或者有些料筒還自帶攪拌器，能為其自動(dòng)上料或加料。

1.料斗料斗一般做成對(duì)稱形式。在料斗的側(cè)面開有視窗，以觀察料位及上料情況，料斗的底部有開合門，以停止和調(diào)節(jié)加料量。料斗上方加蓋子，防止灰塵、濕氣及雜質(zhì)落入。在選擇料斗材料時(shí)，用輕便、耐腐蝕和易加工材料，一般多用鋁板和不銹鋼板。料斗的容積要視擠出機(jī)的規(guī)格大小和上料方式而定。一般為擠出機(jī)1～1.5h的擠出量。

2.上料上料方式有人工上料和自動(dòng)上料兩種。自動(dòng)上料主要有彈簧上料、鼓風(fēng)上料、真空上料、運(yùn)輸帶傳送上料等形式。一般情況下，小型擠出機(jī)用人工上料，大型擠出機(jī)用自動(dòng)上料。

3.加料方式分類 ① 重力加料：原理——物料依靠自身的重量進(jìn)入料筒，包括人工上料、彈簧上料、鼓風(fēng)上料。特點(diǎn)——結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。但容易造成進(jìn)料不均勻，從而影響制件的質(zhì)量。它只適用于小規(guī)格的擠出機(jī)。 ② 強(qiáng)制加料：原理——在料斗中裝上能對(duì)物料施加外壓力的裝置，強(qiáng)制物料進(jìn)入擠出機(jī)料筒中。特點(diǎn)——能克服“架橋”現(xiàn)象，使加料均勻。加料螺旋由擠出機(jī)螺桿通過(guò)傳動(dòng)鏈驅(qū)動(dòng)，使其轉(zhuǎn)速與螺桿轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。能在加料口堵塞時(shí)啟動(dòng)過(guò)載保護(hù)裝置，從而避免了加料裝置的損壞。料筒一般為一個(gè)金屬料桶，為合金鋼或者內(nèi)襯為合金鋼的復(fù)合鋼管制成。其基本特點(diǎn)為耐溫耐壓強(qiáng)度較高，堅(jiān)固耐磨耐腐蝕。一般料筒的長(zhǎng)度為其直徑的15~30倍，其長(zhǎng)度以使物料得到充分加熱和塑化均勻?yàn)樵瓌t。料筒應(yīng)該有其足夠的厚度與剛度。內(nèi)部應(yīng)該光滑，但是有些料筒刻有各種溝槽，以增大與塑料的摩擦力。在料筒外部附有電阻、電感以及其他方式加熱的電熱器、溫度自控裝置及冷卻系統(tǒng)。 1.料筒在結(jié)構(gòu)上存在著三種形式：

（1）整體式料筒加工方法——在整體材料上加工出來(lái)。優(yōu)點(diǎn)——容易保證較高的制造精度和裝配精度，可以簡(jiǎn)化裝配工作，料筒受熱均勻，應(yīng)用較多。缺點(diǎn)——由于料筒長(zhǎng)度大，加工要求較高，對(duì)加工設(shè)備的要求也很嚴(yán)格。料筒內(nèi)表面磨損后難以修復(fù)。

（2）組合料簡(jiǎn)加工方法——將料筒分幾段加工，然后各段用法蘭或其他形式連接起來(lái)。優(yōu)點(diǎn)——加工簡(jiǎn)單，便于改變長(zhǎng)徑比，多用于需要改變螺桿長(zhǎng)徑比的情況。缺點(diǎn)——對(duì)加工精度要求很高，由于分段多，難以保證各段的同軸度，法蘭連接處破壞了料筒加熱的均勻性，增加了熱量損失，加熱冷卻系統(tǒng)的設(shè)置和維修也較困難

（3）雙金屬料筒加工方法——在一般碳素鋼或鑄鋼的基體內(nèi)部鑲或鑄一層合金鋼材料。它既能滿足料筒對(duì)材質(zhì)的要求，又能節(jié)省貴重金屬材料。 ① 襯套式料筒：料筒內(nèi)配上可更換的合金鋼襯套。節(jié)省貴重金屬，襯套可更換，提高了料筒的使用壽命。但其設(shè)計(jì)、制造和裝配都較復(fù)雜。 ② 澆鑄式料筒：在料筒內(nèi)壁上離心澆鑄一層大約2mm厚的合金，然后用研磨法得到所需要的料筒內(nèi)徑尺寸。合金層與料筒的基體結(jié)合得很好，且沿料筒軸向長(zhǎng)度上的結(jié)合較均勻，既沒有剝落的傾向，又不會(huì)開裂，還有滑動(dòng)性能，耐磨性高，使用壽命長(zhǎng)。

（4）IKV料筒 1）料筒加料段內(nèi)壁開設(shè)縱向溝槽為了提高固體輸送率，由固體輸送理論知，一種方法就是增加料筒表面的摩擦系數(shù)，還有一種方法就是增加加料口處的物料通過(guò)垂直于螺桿軸線的橫截面的面積。在料筒加料段內(nèi)壁開設(shè)縱向溝槽和將加料段靠近加料口處的一段料筒內(nèi)壁做成錐形就是這兩種方法的具體化。 2）強(qiáng)制冷卻加料段料筒為了提高固體輸送量，還有一種方法。就是冷卻加料段料筒，目的是使被輸送的物料的溫度保持在軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)以下，避免熔膜出現(xiàn)，以保持物料的固體摩擦性質(zhì)。采用上述方法后，輸送效率由0.3提高到0.6，而且擠出量對(duì)機(jī)頭壓力變化的敏感性較小。

輔助設(shè)備編輯塑料擠出機(jī)組的輔機(jī)主要包括放線裝置、校直裝置、預(yù)熱裝置、冷卻裝置、牽引裝置、計(jì)米器、火花試驗(yàn)機(jī)、收線裝置。擠出機(jī)組的用途不同其選配用的輔助設(shè)備也不盡相同，如還有切斷器、吹干器、印字裝置等。校直裝置擠出機(jī)擠出機(jī)塑料擠出廢品類型中見的一種是偏心，而線芯各種型式的彎曲則是產(chǎn)生絕緣偏心的重要原因之一。在護(hù)套擠出中，護(hù)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(jī)組中的校直裝置是*。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(dòng)、校直、穩(wěn)定張力等多種作用；壓輪式（分為水平式和垂直式）等。預(yù)熱裝置纜芯預(yù)熱對(duì)于絕緣擠出和護(hù)套擠出都是必要的。對(duì)于絕緣層，尤其是薄層絕緣，不能允許氣孔的存在，線芯在擠包前通過(guò)高溫預(yù)熱可以*清除表面的水份、油污。對(duì)于護(hù)套擠出來(lái)講，其主要作用在于烘干纜芯，防止由于潮氣（或繞包墊層的濕氣）的作用使護(hù)套中出現(xiàn)氣孔的可能。回收二手單螺桿雙螺桿擠出機(jī)熔噴機(jī)

預(yù)熱還可防止擠出中塑料因驟冷而殘留內(nèi)壓力的作用。在擠塑料過(guò)程中，預(yù)熱可消除冷線進(jìn)入高溫機(jī)頭，在?？谔幣c塑膠接觸時(shí)形成的懸殊溫差，避免塑膠溫度的波動(dòng)而導(dǎo)致擠出壓力的波動(dòng)，從而穩(wěn)定擠出量，保證擠出質(zhì)量。擠塑機(jī)組中均采用電加熱線芯預(yù)熱裝置，要求有足夠的容量并保證升溫迅速，使線芯預(yù)熱和纜芯烘干效率高。預(yù)熱溫度受放線速度的制約，一般與機(jī)頭溫度相仿即可。冷卻裝置成型的塑料擠包層在離開機(jī)頭后，應(yīng)立即進(jìn)行冷卻定型，否則會(huì)在重力的作用下發(fā)生變形。冷卻的方式通常采用水冷卻，并根據(jù)水溫不同，分為急冷和緩冷。

急冷就是冷水直接冷卻，急冷對(duì)塑料擠包層定型有利，但對(duì)結(jié)晶高聚物而言，因驟熱冷卻，易在擠包層組織內(nèi)部殘留內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致使用過(guò)程中產(chǎn)生龜裂，一般PVC塑膠層采用急冷。緩冷則是為了減少制品的內(nèi)應(yīng)力，在冷卻水槽中分段放置不同溫度的水，使制品逐漸降溫定型，對(duì)PE、PP的擠出就采用緩冷進(jìn)行，即經(jīng)過(guò)熱水、溫水、冷水三段冷卻。