第一章 模具的结构
塑料管材的模具是由：分流支架,模体,芯棒,成型口模,分流梭等部分组成;常规塑料挤出机机头的设计应遵循的原则：付挤出模具结构图板锤
所有熔融塑料所经过的流道应尽量光滑,为了防止锈蚀或其他气体和物质的腐蚀,表面应镀烙并抛光;为了有利于物料的流动,所有与流道有关的部件应尽量呈流线形,特别不能有死角存在,若有一点死角,也会造成物料的局部滞留而产生分解; 模具压缩比应合理,压缩比是指分流支架出口处与口模芯棒间的环形截面积之比,为了使制品密实,成型模具应有一定的压力,压力来自大模具的压缩比和芯棒定的定型平直段长度; 由于物料在支架处流过时受到剪切力不同,接近支架处剪力大于中心处,在支架区内,物料的流动有一定的速度差;如果模具压缩比太小或平直段太短,管内壁会留有支架痕迹线,严重时会留有纵向裂痕;
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模具的主要作用是使物料塑化的更加均匀,使物料压得更加密实,使物料由不规则流动变成规则的直线流动,并形成制品的形状;机头主要分为芯子和机头体,由于物料在机头的停留时间较长,所以温度不宜过高;机头的温度,压力,口模长度直接影响着合料线的情况和产品的性能; 第二章 螺杆的结构 工作原理 挤出控制
一 螺杆
杨宗胜挤出机螺杆按作用来说可依次分为：加料段,压熔段熔融塑化段和均化段计量段三部分组成;附挤出螺杆图片
螺杆加料段的作用是将物料送至熔融段,由于物料从料筒落下时所接触到的螺杆,其螺槽深度最大,所受压力最小,物料基本上是以颗粒向前推移;随着物料的向前推移,压力逐渐增加,受到料筒加热加温和压力作用,物料开始出现熔融直至形成熔膜;
加料段是在喂料口位置,防止物料架桥通有冷却水；根据固体输送理论,为了实现大挤出量,要求螺杆有较大的输送能力,螺杆温度不宜过高,螺杆能靠不同部位之间的热传导和摩擦热来调节温度；即使机筒温度设的高,也只是反映机筒温度,而不是物料的实际问题;
检索消除熔融塑化段的作用是将初步熔融的物料进一步压缩;随着螺槽深度的进一步变浅,料筒内的温度进一步提高,物料在压实的同时熔融区域进一步扩大;通过吸收各种热量温度上升,温度达到润滑剂熔点以上,润滑剂熔化后会有一定的粘连作用,物料形成一种非常稀松的块状物,在物料经过真空抽吸孔时,靠负压脱出其中的水分,挥发分,如果温度高确切的说应当是吸热量太多,物料将变成一种坚实的块状物,则水分,挥发分将被包裹在块状物内部,不能靠负压脱出;若温度低确切的说应当是吸热量不足,其中的水分,挥发分不能充分气化排出,粉状的物料也将从真空孔被吸出,堵塞抽真空管道;物料在螺杆这一段内基本上完成了塑化过程,因此塑化质量的好与坏,这一段是关键;
均化段的作用是使熔融塑化的物料在温度和压力的作用下达到塑化均一的目的,使一小部分未能充分熔融的物料在这一段熔融塑化,并达到物料整体塑化的状态,稳定地向前挤出;
由于物料在这一段将逐渐压实,并建立压力,以克服机头阻力,摩擦热将成为主要的热量来源,
在此阶段物料已不需要大量吸热,物料常常要向外散热;机筒可以借助外设风机散热,所以机筒散热是最简单且有效的;而螺杆的内部散热问题则不易解决,因为无论是控温外循环油散热还是利用热管技术的内冷散热,都应螺杆的内部散热面积小;而制约了其散热功效,尤其在高速生产时,摩擦热大,产生的热量散不出去,会造成料温太高,影响管材内部成型和物理性能;
什么是君主立宪制
双螺杆的螺形结构的三个区段,每个区段都有一个无螺纹的空白段,这有利于物料的混炼和排气;图片
双螺杆能过螺纹头数,螺纹的破牙和断牙等复杂的开关使物料的前移受阻,以改变物料的流动状态和加强对物料的混炼作用;图片
均化计量段的螺槽在整个螺杆中最浅,容积最小;螺距和螺纹形式基本不变;熔融塑化的物料在该段受到进一步的压缩,并使塑化均匀细化,由于物料在这段运动比较均一,减少了物料的挤出波动,提高了进入模具的物料的稳定性;
熔温是一个非常重要的工艺参数,熔温在挤出机与机头的连接处测量,熔温受挤出机中计量段的温度影响非常大,通常通过调节计量段的温度来控制熔温;测量熔温的热电偶直接与物料接触;熔温反映的是物料温度;
二 挤出过程中对物料压力的测定
在挤出过程中,由于挤出机的转数不同,当转数高时,在机筒部位的摩擦热量高,由于挤出速度快,物料在机头中的停留时间短,机头区的温度可以适当的设高一点；当转数比较低时,物料在机头中的停留时间长,机头的温度应当比转数高时低一点;
挤出加工过程中,塑化质量是关键,塑化质量差,必然会造成制品内在的差异,通常表现出管材脆性,这种情况往往会被忽视;脆性破裂具体表现为：管材受到冲击断裂时,断面或受冲击表面无吸收能量的延伸裂纹;PVC物料在挤出过程中的凝胶化物料程度在一定程度上反应了物料的塑化程度,物料的凝胶化物料熔融流动的反应,物料熔融流动的外部条件时温度和压力的综合利用;对物料所受压力的测定是通过压力传感器并由压力表来显示;挤出机的扭矩表是压力表的百分比化,由于这一测定十分复杂,装置的误差及压力传感器设置的位置差异都会造成很大的显示差别;根据经验,50％－70％的扭矩是PVC物料较为理想的凝胶化程度;每一台挤出机的扭矩值都不一样,有的是50％,有的是60％,有的是75％,所以工艺卡制定时,扭矩值都是无法统计的;
熔体压力,背压都是PVC物料在挤出过程中的轴向力;物料挤出时除受到挤出所产生的剪切
力,摩擦力,拖拽力的分力外,很大程度上还受到合流芯处挤出机与模具相连接的过渡套内径的大小,机头设计时的容积大小,机头压缩比及分流梭扩张角和口模,芯棒平直定型长度等阻力的影响;实际上背压值是在一定程度上反应物料在挤出过程中所受的阻力;为了保护双螺杆挤出机的正常运行,特别是为了避免螺杆在过载情况下断裂,可采用背压测定,当超过安全值时,主机电流将被切断,警报器同时发出鸣叫声,工作立即停止;
三 定径
物料离开口模后,进入定径套,在冷却水和真空的作用下定径,对于薄壁管材,由于管壁比较薄,所以内外壁温差小,冷却造成的内应力还不大；对于壁厚管材,内外壁温差大,造成的内应力要大的多;并且壁越后,内应力越大,较大的内应力将影响管材的性能;所以对于厚壁管材由于冷却时间长,内外壁的温差大,为防止造成太大的内应力,定径套和喷淋水箱之间应当有一定的间距,使冷却的外壁温度能够回升一点,然后再逐渐冷却;
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