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注：雙螺桿擠出機(jī)的原理
2021-04-08 08:59
1. 結(jié)構(gòu)原則
對(duì)于擠出過(guò)程的基本機(jī)制，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，螺桿在料筒中旋轉(zhuǎn)并推動(dòng)塑料向前移動(dòng)。螺釘結(jié)構(gòu)是纏繞在中心層上的傾斜表面或斜面，其目的是增加壓力以克服更大的阻力。就擠出機(jī)而言，在工作過(guò)程中需要克服的阻力有三種：一種是摩擦力，包括固體顆粒(喂料)與機(jī)筒壁之間的摩擦以及它們之間螺桿(喂料區(qū))的前幾圈。有兩種相互摩擦;二是熔體在筒壁上的粘附;第三個(gè)是熔體向前推時(shí)的內(nèi)物流阻力。
根據(jù)牛頓定理，如果一個(gè)物體在某個(gè)方向上處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么該物體在這個(gè)方向上處于平衡的力狀態(tài)。對(duì)于沿圓周方向移動(dòng)的螺釘，它沒(méi)有軸向運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)，螺釘上的軸向力處于平衡狀態(tài)。因此，如果螺桿對(duì)塑料熔體施加較大的向前推力，它也會(huì)同時(shí)對(duì)另一個(gè)物體施加相同大小但相同方向的向后推力。顯然，它施加的推力作用在進(jìn)料口后面的推力軸承上。大多數(shù)單螺釘是右旋螺紋。如果從后面看，它們正沿相反方向旋轉(zhuǎn)，并且通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將其擰出槍管。在一些雙螺桿擠出機(jī)中，兩個(gè)螺桿在兩個(gè)料筒中以相反的方向旋轉(zhuǎn)并相互交叉。因此，它必須是一個(gè)右撇子和一個(gè)左撇子。對(duì)于咬合雙螺釘，兩個(gè)螺釘?shù)男D(zhuǎn)方向相同，因此必須具有相同的方向。然而，在任何一種情況下，都有可以承受倒向力的推力軸承，這仍然符合牛頓定理。
2. 溫度原理
可擠出塑料是熱塑性塑料，加熱時(shí)會(huì)熔化，冷卻時(shí)會(huì)再次凝固。因此，在擠出過(guò)程中需要加熱，以確保塑料能夠達(dá)到熔化溫度。那么，塑料熔化的熱量從何而來(lái)呢?首先，地磅進(jìn)料預(yù)熱和料筒/模具加熱器可以工作，并且在啟動(dòng)時(shí)非常重要。此外，電機(jī)輸入能量，即當(dāng)電機(jī)克服粘性熔體旋轉(zhuǎn)螺桿的阻力時(shí)，機(jī)筒中產(chǎn)生的摩擦熱。它是所有塑料最重要的熱源，當(dāng)然，小型系統(tǒng)、低速螺桿、高熔融溫度塑料和擠出涂層應(yīng)用除外。在操作中，重要的是要認(rèn)識(shí)到料筒加熱器不是主要的熱源，它對(duì)擠壓的影響可能比我們預(yù)期的要小。后缸的溫度更為重要，因?yàn)樗鼤?huì)影響齒形或進(jìn)給中固體的速度。一般來(lái)說(shuō)，模具的溫度除了用于特定目的(如上釉、流體分配或壓力控制)外，還應(yīng)達(dá)到或接近熔體所需的溫度。
3. 減速原理
在大多數(shù)擠出機(jī)中，螺桿速度是通過(guò)調(diào)整電機(jī)速度來(lái)改變的。驅(qū)動(dòng)電機(jī)通常以大約 1750 rpm 的全速旋轉(zhuǎn)，這對(duì)于擠出機(jī)螺桿來(lái)說(shuō)太快了。如果以如此快的速度旋轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的摩擦熱，塑料的停留時(shí)間會(huì)太短，無(wú)法制備出均勻且攪拌良好的熔體。典型的減速比應(yīng)介于 10：1 和 20：1 之間。齒輪和滑輪組都可以在第一階段使用，但最好在第二階段使用齒輪并將螺釘定位在最后一個(gè)大齒輪的中心。對(duì)于一些運(yùn)行緩慢的機(jī)器(如用于 UPVC 的雙螺桿)，可能會(huì)有三個(gè)減速階段，最高轉(zhuǎn)速可能低至 30rpm 或更低(比率為 60：1)。另一方面，一些用于混合的很長(zhǎng)的雙螺桿可以以 600 rpm 或更快的速度運(yùn)行，因此需要非常低的減速率和更深入的冷卻。如果減速率與功不匹配，則會(huì)浪費(fèi)過(guò)多的能量。此時(shí)，可能需要在電機(jī)和第一減速階段之間增加一個(gè)滑輪組來(lái)改變最大速度，這將增加絲杠速度甚至超過(guò)之前的極限，或者降低最大速度。這可以增加可用能量，降低電流值并避免電機(jī)故障。在這兩種情況下，由于材料及其冷卻需求，產(chǎn)量可能會(huì)增加。
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