塑料造粒機的結構原理分析
塑料造粒機的主機是擠塑機系統,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,塑料通過擠壓系統而塑化成均勻的熔體,并在這1進程中所建立壓力下,被螺桿連續的擠出機頭。
(1)螺桿:是擠塑機的最主要部件,它直接關系到擠塑機的利用范圍和生產效力,由高強度耐腐蝕的合金鋼制成。
(2)機筒:是1金屬無縫管筒,1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復合鋼管制成。機筒與螺桿配合,實現對塑料的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實,并向成型系統連續均勻輸送膠料。1般機筒的長度為其直徑的18:1,以使塑料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,以便調劑和切斷料流,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。機頭的作用是將旋轉運動的塑料熔體轉變成平行直線運動,均勻安穩的導入模套中,并賦予塑料以必要的成型壓力。塑料在機筒內塑化壓實,經多孔濾板沿1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,構成截面不斷減小的環形空隙,使塑料熔體在芯線的周圍構成連續密實的管狀包覆層。為保證機頭內塑料流道公道,消除積存塑料的死角,常常安置有分流板(套筒),為消除塑料擠出時壓力波動,也有設置均壓環的。機頭上還裝有模具校訂和調劑的裝置,便于調劑和校訂模芯和模套的同心度。擠塑機依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(120度)和直角(90度)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,并用螺帽固定在機頭進線端口,模芯座的前面裝有模芯,模芯及模芯座的中心有孔,用于通過芯線;在機頭前部裝有均壓環,用于均衡壓力;擠包成型部份由模套座和模套組成,模套的位置可由螺栓通過支持來調理,以調劑模套對模芯的相對位置,便于調理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,供給螺桿在擠出進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:加熱與冷卻是塑料擠出進程能夠進行的必要條件。(1)現在擠塑機通經常使用的是電加熱,分為電阻加熱和感應加熱,加熱片裝于機身、機脖、機頭各部份。加熱裝置由外部加熱筒內的塑料,使之升溫,以到達工藝操作所需要的溫度。(2)冷卻裝置是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設置的。具體說是為了排除螺桿旋轉的剪切磨擦產生的過剩熱量,以免溫度太高使塑料分解、焦燒或定型困難。機筒冷卻分為水冷與風冷兩種,1般中小型擠塑機采取風冷比較適合,大型則多采取水冷或兩種結合冷卻;螺桿冷卻主要采取中心水冷,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,1是為了加強對固體物料的輸送作用,避免因升溫使塑料粒發粘梗塞料口,2是保證傳動部份正常工作。
2、輔助裝備:
塑料造粒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、火花實驗機、收線裝置。擠出機組的用處不同其選配用的輔助設
備1般貿易占主導也不盡相同。如還有切斷器、吹干器、印字裝置等。校直裝置:塑料擠出廢品類型中最多見的1種是偏心,而線芯各種型式的曲折則是產生絕緣偏心的重要緣由之1。在護套擠出中,護套表面的刮傷也常常是由纜芯的曲折釀成的。因此,各種擠塑機組中的校直裝置是。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、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:纜芯預熱對絕緣擠出和護套擠出都是必要的。
對絕緣層,特別是薄層絕緣,不能允許氣孔的存在,線芯在擠包前通太高溫預熱可以*清除表面的水分、油污。對護套擠出來說,其主要作用在于烘干纜芯,避免由于潮氣(或繞包墊層的濕氣)的作用使護套中出現氣孔的可能。預熱還可避免擠出中塑料因驟冷而殘留內壓力的作用。在擠塑料進程中,預熱可消除冷線進入高溫機頭,在模口處與塑膠接觸時構成的差異溫差,避免塑膠溫度的波動而致使擠出壓力的波動,從而穩定擠出量,保證擠出質量。擠塑機組中均采取電加熱線芯預熱裝置,要求有足夠的容量并保證升溫迅速,使線芯預熱和纜芯烘干效力高。預熱溫度受放線速度的制約,1般與機頭溫度相仿便可。
冷卻裝置:
成型的塑料擠包層在離開機頭后,應立即進行冷卻定型,否則會在重力的作用下產生變形。冷卻的方式通常采取水冷卻,并根據水溫不同,分為急冷和緩冷。急冷就是冷水直接冷卻,急冷對塑料擠包層定型有益,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,致使使用進程中產生龜裂,1般PVC塑膠層采取急冷。緩冷則是為了減少制品的內應力,在冷卻水槽中分段放置不同溫度的水,使制品逐步降溫定型,對PE、PP的擠出就采取緩冷進行,即經過熱水、溫水、冷水3段冷卻。
3、控制系統:
塑料造粒機的控制系統包括加熱系統、冷卻系統及工藝參數丈量系統,主要由電器、儀表和履行機構(即控制屏和操作臺)組成。其主要作用是:控制和調理主輔機的拖動機電,輸出符合工藝要求的轉速和功率,并能使主輔機調和工作;檢測和調理擠塑機中塑料的溫度、壓力、流量;實現對全部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份,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、制品冷卻和外徑的控制,和牽引速度、整齊排線和保證收線盤上從空盤到滿盤的恒張力收線控制。
1.擠塑機主機的溫度控制:
電線電纜絕緣和護套的塑料擠出是根據熱塑性塑料變形特性,使的地方于粘流態進行的。除要求螺桿和機筒外部加熱,傳到塑料使之熔化擠出,還要斟酌螺桿擠出塑料時其本身的發熱,因此要求主機的溫度應從整體來斟酌,既要斟酌加熱器加熱的開與關,又要斟酌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。并要求正確公道的肯定丈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應主機各段的實際溫度。和要求溫控儀表的精度與系統配合好,使全部主機溫度控制系統的波動穩定度到達各種塑料的擠出溫度的要求。
2.擠塑機的壓力控制:
為了反應機頭的擠出情況,需要檢測擠出時的機頭壓力,由于國產擠塑機沒有機頭壓力傳感器,1般是對螺桿擠出后推力的丈量替換機頭壓力的丈量,螺桿負荷表(電流表或電壓表)能正確反應擠出壓力的大小。擠出壓力的波動,也是引發擠出質量不穩的重要因素之1,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
長短等因素密切相干。當產生異常現象時,能排除的迅速排除,必須重新組織生產的則應果斷停機,不但可以免廢品的增多,更能預防事故的產生。通過檢測的壓力表讀數,就能夠知道塑料在擠出時的壓力狀態,1般取后推力極限值報警控制。
3.螺桿轉速的控制:
螺桿轉速的調理與穩定是主機傳動的重要工藝要求之1。螺桿轉速直接決定出膠量和擠出速度,正常生產總希望盡量實現轉速及實現高產,對擠塑機要求螺桿轉速從起動到所所以用塑料繩綁東西需工作轉速時,可供使用的調速范圍要大。而且對轉速的穩定性要求高,由于轉速的波動將致使擠出量的波動,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臺上相應儀表反應出來,擠出時應密切視察,確保優良高產。
4.外徑的控制:
如上所述為了保證制品線纜外徑的尺寸,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,而外徑的丈量控制則綜合反應上述控制的精度和水平。在擠塑機組裝備中,特別是高速擠塑生產線上,應配用在線外徑檢測儀,隨時對線纜外徑進行檢測,并且將超差信號反饋以調劑牽引或螺桿的轉速,糾正外徑超差。
5.收卷要求的張力控制裝備也要視察清楚:
為了保證不同線速下的收線,從空盤到滿盤工作的恒張力要求,希望收排線裝置有貯線張力調劑機構,或在電氣上斟酌恒線速度系統和恒張力系統的收即肯定各模板和零件的尺寸卷等等。
6.整機的電氣自動化控制:
這是實現高速擠誕生產線應具有的工藝控制要求,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;外徑在線檢測與反饋控制;根據各種不同需要組成部件的單機與整機跟蹤的控制。
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