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單螺桿擠出機

鎖定
螺桿擠出機是由一根阿基米德(Archimedean)螺桿在加熱的料筒中旋轉構成的。由於其結構簡單,製造容易,加工效率高,價格便宜而被廣泛使用,是技術最成熟、用量最多的擠出機類型。
單螺桿擠出機已從最初基本的螺旋結構,發展出如阻尼螺塊、排氣式螺桿、開槽螺筒、銷釘料筒、積木式結構等各種不同的結構類型,同時,由於單螺桿擠出機佔用空間小,而成為複合加工以及塑料吹塑薄膜領域的主要使用設備。 [1] 
中文名
單螺桿擠出機
外文名
Single screw extruder
用    途
擠出軟、硬聚氯乙烯
實際使用
加工多種塑料製品
實    例
吹膜、擠管、壓板、拔絲帶
優    點
設計先進,質量高,塑化好

單螺桿擠出機基本結構

圖1 擠出機的基本結構圖 圖1 擠出機的基本結構圖
單螺桿擠出機主要由擠壓系統、傳動系統加熱冷卻系統等3個部分組成,其基本結構如圖 1所示。
擠壓系統
擠壓系統的主要作用是將高分子材料熔融塑化形成均勻的熔體,實現由玻璃態黏流態的轉變.並在這一過程中建立一定的壓力,被螺桿連續的擠壓輸送到機頭模具。因而,擠壓系統對擠出加工的成型質量和產量起到重要作用。
擠壓系統主要包括加料裝置、螺桿和料筒等部分,它是擠出機最關鍵部分,其中螺桿是擠出機的心臟,物料通過螺桿的轉動才能在料筒內移動,並得到增壓和部分熱量。 [1] 
傳動系統
傳動系統通常由電動機、減速器和軸承等組成,其作用主要是驅動螺桿,供給螺桿在擠出過程中所需要的扭矩和轉矩。在擠出過程中,要求螺桿轉速穩定,並且不隨螺桿負荷的變化而變化,以保證製品質量均勻一致。但在不同的場合下,要求螺桿能夠實現變速,以達到一台設備能適應擠出不同材料或不同形狀製品的要求。在多數擠出機中,螺桿速度的變化是通過調整電機速度實現的,傳動系統還設有良好的潤滑系統和迅速制動的裝置。 [1] 
加熱和冷卻系統
擠出機的加熱冷卻系統由加熱裝置和冷卻裝置組成,它是擠出過程能夠順利進行的必要條件,加熱裝置和冷卻裝置必須保證高分子材料熔融塑化和在成型過程中的温度條件達到工藝要求
冷卻裝置一般設置在擠出機的料筒螺桿以及料斗底部等部位。料筒冷卻可以採用水冷或風冷方式,一般中小型擠出機多采用風冷方式;大型擠出機則多采用水冷或兩種形式相結合的方式。螺桿冷卻主要採用中心水冷,目的是增加物料固體輸送速率,穩定出料量,同時提高產品質量。在料斗底部的冷卻裝置主要是為了加強對固體物料的輸送作用,防止因升温使物料顆粒發黏,堵塞料口進而影響進料。一般對於螺桿直徑為90mm以上的擠出機和高速擠出機,其料斗底部處必須設置冷卻裝置 [1] 

單螺桿擠出機用途

1、管材擠出:適用於PP-R管PE燃氣管PEX交聯管,鋁塑複合管ABS管、PVC管、HDPE硅芯管及各種共擠複合管
2、板材片材擠出:適用於PVC、PET、PSPPPC等型材及板材的擠出。其它各種塑料的擠出如絲、棒等。
3、型材的擠出:調節擠出機轉速及改變擠出螺桿的結構可適用於生產PVC、聚烯烴類等各種塑料異型材。 改性造粒:適用於各種塑料的共混、改性、增強造粒。

單螺桿擠出機設計理念

◎在高品質基礎上的高速,高產擠出。
◎低温塑化的設計理念,保證高質量製品的擠出。
◎ 兩階式整體設計,強化塑化功能,保證調整高性能擠出。
◎特種屏障,綜合混煉設計,保證物料的混煉效果。
◎高扭力輸出,特大推力軸承
◎齒輪,軸為高強度合金鋼,滲碳,磨齒處理。
◎高硬度,高光潔度,超低噪音。
PLC 智能控制,可實現主輔機間的聯動。
◎易於監控的人機界面,方便了解加工和機器狀態。
◎根據需要可更換控制方式(控温儀表)。
◎材質為38CrMoAL/A氮化處理,耐磨。
◎嚴格的温控精度,風冷水冷相結合冷卻。
◎獨特的入料口設計,具有完善的水冷裝置。
◎帶溝面喂料底套的螺筒,具有增強進料功能,為高速高產擠出提供了保證。
項目 item
45/30
65/33
75/33
90/33
105/33
120/33
150/33
螺桿直徑mm
Screw diameter(mm)
45
65
75
90
105
120
150
螺桿/L:D
Screw L/D
30
33
33
33
33
33
33
螺桿轉速rpm
Screw rotation speed(rpm)
150
150
150
150
150
120
90
驅動功率(kw)
Drive power(kw)
18.5-37
45-90
90-132
160-185
185-250
250-315
155-450
加熱冷卻段數
Headging cooling segments No.
5
6
6
6
6
6
6
連接體加熱功率
Connector heating power
1.7
2
3
4
4
5
6
產量
Output
60-120
120-220
300-400
400-500
500-700
800-1100
1000-1400
HDPE/MDPE-顆粒狀料
HDPE/MDPE partices
100
260
380
600
700
950
1200
PERT-顆粒狀料
HDPE/MDPE particles
85
220
320
510
600
810
1020
PPRT-顆粒狀料
PPRT particles
80
210
300
480
560
760
960
PP-顆粒狀料
PP particles
75
195
285
450
525
710
900
PB-顆粒狀料
PB particles
70
180
270
420
490
60
840
機筒加熱功率
Machine barrel heating power
10
19
23
35
35
60
72
單螺桿擠出機是塑料擠出生產線中的一種機型,它的技術參數和型號如下:
1、單螺桿擠出機技術參數:
1)擠出機生產能力Q:每小時擠出的塑料量
2)比流量每小時每轉一週擠出機生產能力
3)名義比功率 每小時加工kg塑料所需電機功率
4)螺桿長徑比L/Db:螺桿工作部分長度與螺桿直徑比值
5)螺桿直徑Db:指大徑,系列標準20、30、45、65、90、120、150、165、200、250、300
6)驅動螺桿電機功率P:KW
7)螺桿轉速範圍:nmin-nmax r/min
2、型號
150/20表示螺桿直徑為150mm,長徑比為20:1塑料擠出

單螺桿擠出機產品特點

1、硬齒面齒輪箱,交流或直流無級傳動調速。
2、新型螺桿結構,熔融混和均勻,確保低融温高產量
3、螺桿機筒材料採用氮化鋼38CrMoAIA氮化處理,表面合金處理硬度更高。
4、鑄銅鑄鋁加熱器,根據要求採用風冷與水冷。
5、先進的電器控制系統

單螺桿擠出機優缺點

1、優點:單螺桿擠出機設計簡單,價格便宜,因而應用廣泛。
2、缺點:
(1)單螺桿擠出機的物料輸送主要靠摩擦,使其加料性能受到限制,粉料、糊狀料、玻璃纖維及無機填料等較難加入。
(2)當機頭壓力較高時,逆流增加,使生產率降低。
(3)單螺桿排氣擠出機物料在排氣區的表面更新作用小,因而排氣效果較差。
(4)單螺桿擠出機不適於某些工藝過程,如聚合物着色、熱固性粉料的加工等。
參考資料
  • 1.    方少明,馮鈉主編.《高分子材料成型工程》.北京:中國輕工業出版社,2014.06:第85-86頁