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淺述實(shí)現同向雙螺桿擠出機高性能化研究
近年來(lái)，同向旋轉雙螺桿擠出機迅猛發(fā)展，其產(chǎn)量、扭矩和轉速大崎嶇前進(jìn)，使用日益廣泛。前進(jìn)同向雙螺桿擠出機出產(chǎn)功率、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和結束設備的多功用化是結束其高性能化的根本懇求，也是研發(fā)的難點(diǎn)地址。
前進(jìn)出產(chǎn)功率
前進(jìn)出產(chǎn)功率是新式同向旋轉雙螺桿擠出機開(kāi)發(fā)研發(fā)的首要方針之一，它可以經(jīng)過(guò)前進(jìn)螺桿轉速、增強塑化和混合才干等路徑來(lái)結束。
在相同螺桿轉速下，增大螺槽的深度可使運送量大崎嶇增加。與此相應地懇求螺桿的塑化和混合才干也隨之增大，這就懇求螺桿可以承受更大的扭矩。在高的螺桿轉速下，物料在擠出機內的停留時(shí)間削減，有可能使物料塑化熔融、混煉不可充沛。為此，需求恰當增加螺桿長(cháng)度，這些又必定導致雙螺桿擠出機實(shí)踐承載扭矩和功率的增加。
增大螺槽安閑容積也是一個(gè)首要的要素。在加料段和脫揮段，螺紋元件具有大的安閑容積是非常必要的，關(guān)于松密度物料，增大加料段安閑容積和物料在螺槽中的充溢程度，可大崎嶇前進(jìn)擠出機的出產(chǎn)才干。
前進(jìn)扭矩和轉速，需對減速分配箱進(jìn)行精心規劃。要大崎嶇地前進(jìn)設備的扭矩目標，必將對傳動(dòng)箱的規劃和制作水平提出更高的懇求。扭矩越高，傳動(dòng)箱中齒輪、輸出軸、軸承等零件的規劃、制作精度、原料強度和熱處理懇求就越高，一同對螺桿的芯軸、螺紋元件和捏合盤(pán)等零件的規劃制作精度懇求也更高。由于要增大螺紋元件的安閑容積，在螺桿外徑不變的狀況下，兩螺桿基地距將減小，這必將使配比齒輪和止推軸承裝置空間不可的疑問(wèn)變得更為杰出。
前進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量
要得到高的產(chǎn)品質(zhì)量，擠出機核心部件——塑化系統的規劃聯(lián)絡(luò )重大。
塑化系統首要包含螺桿和機筒，為習慣多種加工懇求，一般都將螺桿和機筒規劃成積木式組合結構。依照各段的功用可將螺桿分紅加料段、塑化段、混煉段、排氣段和擠出段。這些區段在擠出進(jìn)程中具有不相同的功用，其結構各不相同，與之相應的螺桿元件幾何參數也各不相同，因此如何斷定螺紋元件幾何參數變成塑化系統規劃的要害。
對同向旋轉雙螺桿來(lái)說(shuō)，中徑比(即兩螺桿基地距與螺桿半徑之比)、螺紋頭數以及螺紋頂角之間存在必定的聯(lián)絡(luò )，不可隨意規劃，否則兩螺桿之間會(huì )發(fā)生干與。為處理這一疑問(wèn)，筆者根據兩螺桿的運動(dòng)軌跡得到螺桿的理論端面曲線(xiàn)，使用大型計算機輔助規劃(CAD)軟件的三維實(shí)體外型功用，編制了雙螺桿幾何外型程序，結束了雙螺桿三維實(shí)體圖形顯現，得到了各類(lèi)標準自清式螺紋元件的幾何參數，并查驗兩螺桿的嚙合狀況。此外，還聯(lián)絡(luò )工程實(shí)習，借助于計算機，結束了有空地的雙螺桿三維實(shí)體外型，可以用來(lái)查驗兩螺桿的空地是不是均勻，使物料在螺桿運動(dòng)中無(wú)死角，即確保螺桿具有較強的自清才干，能有用地防止物料在機內停留時(shí)間過(guò)長(cháng)而降解，這無(wú)疑為制作高級、優(yōu)異的塑料產(chǎn)品提供了杰出的加工方法。
由于螺桿轉速的前進(jìn)，物料在擠出機內的停留時(shí)間縮短，為了使物料能得到更充沛的塑化和混合，并能使物料溫度上升進(jìn)程變得陡峭，得到高質(zhì)量的產(chǎn)品，除了需求進(jìn)行螺桿元件的優(yōu)化組合外，還需求增加螺桿的長(cháng)徑比。但L/D增大，對機器的制作精度和驅動(dòng)功率以及螺桿芯軸的承載扭矩的懇求前進(jìn)，在制作技能和結構規劃上懇求有更高的水平。
此外，對排氣段螺紋元件進(jìn)行優(yōu)化組合，在排氣口前樹(shù)立建壓元件，并選用大導程螺紋元件，可以前進(jìn)脫揮功率;其他，在機頭與擠出機間選用熔體齒輪泵建壓，使得擠出機計量段末端壓力下降，螺桿有用充溢長(cháng)度縮短，有用排氣長(cháng)度加長(cháng)，又能在必定程度上前進(jìn)排氣效果。
結束多功用化
跟著(zhù)雙螺桿擠出機的技能用處越來(lái)越廣泛，在擠出機內除了要結束一般的加料、運送、緊縮、塑化、混煉、排氣、均化等工序外，一般還懇求結束脫水、單調、降解、反響擠出等多種技能，并懇求雙螺桿擠出機具有多路喂料和多級排氣等功用。為了滿(mǎn)足用戶(hù)的不相同技能以及快速更新產(chǎn)品的懇求，在塑化系統的規劃進(jìn)程中要著(zhù)重于不相同螺紋元件、機筒以及加料系統的開(kāi)發(fā)工作。除開(kāi)發(fā)四類(lèi)螺桿元件用于不相同組合外，還需規劃不相同類(lèi)型的機筒，除了用在塑化、熔融和均化段的一般的封閉機筒外，還有帶有上開(kāi)口的加料機筒、帶有側開(kāi)口的側向加料機筒以及玻纖、抽真空機筒，如圖2所示。
加料機筒規劃成加料口為楔形空地方式，在加料口的側壁與螺桿外表構成一個(gè)直到加料口底部基地的楔形空地，使物料可以順暢地被旋轉帶入擠出機內。側向加料機筒是為參與炭黑等難參與的物料或不宜在螺桿內停留時(shí)間過(guò)長(cháng)的易分解助劑而規劃的，而輔加料機筒是為參與玻璃纖維等增加劑而規劃的。在排氣機筒上，排氣口筆直向上，排氣口的基地線(xiàn)沿螺桿旋轉方向偏移機筒基地線(xiàn)必定間隔，從而減小物料因離心力的效果而被滾動(dòng)的螺桿從排氣口甩出的可能性。
規劃自清的、高容積同向旋轉雙螺桿定量加料器，它與側向加料器液體寫(xiě)入器協(xié)作，可以得到比慣例用的經(jīng)攪拌器預混合，然后與基料一同經(jīng)過(guò)主加料口參與到雙螺桿擠出機的技能非常好的混合質(zhì)量，并能在必定程度上前進(jìn)產(chǎn)量。
還可規劃多路排氣裝置，如天然排氣和抽真空排氣系統，將混合進(jìn)程中的蒸發(fā)分排出。用多級排氣口可以排出許多的蒸發(fā)分，可以將聚合和混合的中心進(jìn)程省掉，前進(jìn)出產(chǎn)功率。
關(guān)于具有多路喂料和多級排氣的擠出機來(lái)說(shuō)，裝備的長(cháng)徑比要大，為36～48，并能根據用戶(hù)加工技能懇求進(jìn)行安閑調理。
懇求機筒和螺桿具有高耐磨功用。螺紋元件和捏煉元件需選用高耐磨硬質(zhì)合金制作。當用于玻璃纖維增強加工時(shí)，比常用的氮化鋼壽命長(cháng)6～8倍。機筒選用雙金屬襯套來(lái)前進(jìn)耐磨性，可延長(cháng)機筒的使用壽命。雙金屬襯套是在普通鋼材或低合金鋼的筒體內壁復合一層厚1.5～2.0mm的SL100高耐磨型合金，再經(jīng)特別機械加工而成，合金層硬度達HRC58～64。