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一份详尽的单双螺杆挤出机对比说明书,不要傻傻分不清了

目前国内塑胶行业的挤出机大致分为两类,一种是单螺杆挤出机,一种是双螺杆挤出机,因为这两种设备都有各自的特点,所以在塑胶行业都广泛应用。那么这两种挤出机各有什么优势,他们之间又有着什么样的区别呢?看完这一文就不会再傻傻分不清楚了。一、单双螺杆挤出机介绍及用途

1.单螺杆挤出机

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图 单螺杆挤出机内部螺杆

顾名思义,单螺杆挤出机就是筒体内有一根螺杆。

01.单螺杆挤出机介绍

单螺杆挤出机一般在有效长度上分为三段,按螺杆直径大小、螺距、螺深确定三段有效长度,一般按各占三分之一划分。

第一段:从料口的最后一段螺纹开始,叫输送段。物料在此处要求不能塑化,但要预热、受压挤实,过去老挤出理论认为此处物料是松散体,后来通过证明此处物料实际是固体塞,就是说这里物料受挤压后是一固体象塞子一样,因此只要完成输送任务就是它的功能了。

第二段,叫压缩段。此段螺槽体积由大逐渐变小单螺杆挤出机温度设定,并且温度要达到物料塑化程度,此处产生压缩(由输送段三,在这里可压缩到一,这叫螺杆的压缩比——3:1,有的机器也有不同),完成塑化的物料进入到第三段。

第三段:计量段。此处物料保持塑化温度,只是象计量泵那样准确、定量输送熔体物料,以供给机头,此时温度不能低于塑化温度,一般略高点。

高效单螺杆挤出机采用双阶式整体设计,强化塑化功能,保证了高速高性能稳定挤出,综合混炼设计,保证了物料的混炼效果,高剪切低熔塑化温度保证了物料的高性能低温低压计量挤出。

02.单螺杆挤出机保养:

1、由于电气控制系统对环境温度及防尘都有很高的要求,应将电气系统与生产现场隔离开单螺杆挤出机温度设定,并安装通风或换气扇,建议将电控柜放在简易房内,保持室内清洁、通风,使室内温度不高于40℃。

2、单螺杆挤出机不允许空车运转,以免螺杆和机简轧毛。主机启动空转时不允许超过100r/min;启动主机时先低速,启动主机后检查有无异常响动后再缓慢提高主机转速至工艺允许范围之内(能调节到最佳状态为好)。新机磨合时,电流负荷应在60-70%,正常使用时的电流最好不超过90%。注意:挤出机运转时若发生不正常的声响时,应立即停车,进行检查或修理。

3、开机先开油泵,关机后关油泵;水泵在整个生产过程中保持工作状态,不可以停止水泵的运转,以免机筒温度上升导致机筒内物料分解炭化;主电机风机的石棉风罩需常清理,避免灰尘粘附过多堵塞风罩导致电机散热不够因过热而跳闸。

4、及时清理机组表面的尘垢、工具及杂物。

5、严防金属或其他杂物落入料斗中,以免损坏螺杆和机筒。为防止铁质杂物进入机筒,可在物料进入机筒加料口处装吸磁部件或磁力架,防止杂物落入必须把物料事先过筛。

6、注意生产环境清洁,勿使垃圾杂质混入物料堵塞过滤板,影响制品产量,质量和增加机头阻力。

7、减速箱应使用机器说明书指定的润滑油,并按规定的油面高度加入油液,油液过少,润滑不够,降低零件使用寿命;油液过多,发热大,耗能多,油易变质,同样使润滑失效,造成损害零件的后果。减速箱漏油部位应及时更换密封垫(圈),以确保润滑油量。

03.主要用途:

主要应用于管材、片材、板材、异型材的挤出,部分改性材料造粒。

2.双螺杆挤出机介绍及用途

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01

双螺杆挤出机

双螺杆挤出机分为以下几个系统部分:

1、喂料系统:包含料斗、搅拌电机、喂料电机。可预防物料堆积,便于其顺利进入进料口。

2、外加热系统:主要使用加热棒和筒体对物料进行高效增热,促进塑化作用。

3、冷却系统:使用导热油或水组成的换热系统降低机身热量,从而达到有效控制筒体温度的作用。

4、液压换网系统:使用可更换的过滤网拦截杂质,提高塑化程度,保证产出物料的质量的均一性和稳定性。

5、真空系统:抽出物料中的水分和其他低分子的挥发物。

6、电控系统:负责监视和控制主辅料系统的相关设备。

7、螺杆系统:挤出机最重要的组成部分,可分为输送段、熔融段(排气口)、塑化段(真空口)、排料段。

螺杆系统主要完成物料的塑化及输送过程,对制出成品的性能质量影响非常大。对于不同型号和不同厂家设备的螺杆参数设置不同,需要重点关注。

02

螺杆的分段

平行双螺杆挤出机的螺杆系统一般分为4段:输送段、熔融段(排气口)、塑化段(真空口)、排料段。

1、输送段:作用为输送物料,防止回料。

2、熔融段:此段通过热传导和摩擦剪切,使物料充分熔融混合。

3、塑化段:使物料各成分进一步熔融混合,具分布性与分散性混合功能。

4、排料段:输送和增压,形成一定压力,使物料更紧密,同时进一步混合,达到挤出造粒的目的。

03

输送元件

1、类型分为:

(1)大导程

(2)小导程

2、导程使用效果:导程越多,则螺杆挤出量增加,物料停留时间越短,物料混合能力越弱。

3、小导程的通常使用方法:组合上逐渐减小,用于输送段、熔融段、塑化段,起到增压,提高熔融;提高混合物的均化程度及输送量的稳定性。

4、调节参考第三部分《螺杆调节关键点》。

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输送元件

04

剪切元件

1、方向分类:有正向和反向。正向,促进物料流动及实现其功能;反向,也称为反旋,对物料的输送有回流作用,延长物料停留时间,增强塑化能力,提高混料效果。

2、角度分类:一般有着30°、45 °、60 °、90 °之分。

3、作用与效果:正向时,增大交错角,降低输送能力,延长停留时间,提高塑化程度。针对分散而言,角度越大效果越明显;分散混合一般在角度45°时最好,其次是30°,最差是60°。

4、头数的作用效果:

(1)正向时,头数越少,挤出输送能力越大,扭矩越大,混合效果也越优,但剪切作用越少;

(2)反向时,头数越少,挤出输送能力越小,混合效果越优。

5、螺杆调节关键点

列出了螺杆参数及其相关影响部件之间的相互关系,并提供调节螺杆参考。

01

塑化关键点

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总结:

为了加强塑化能力,我们可以从以下几个方面去调整:

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以上可以进行单项调整,也同时多个项目组合调整。

注:上表所有的总结是基于其他因素恒定条件下的单因素影响效果。

三、单双螺杆挤出机的区别

上边简单的介绍完但双螺杆挤出机,接下来就从价格,操作性,螺杆等方面具体了解一下这两种挤出机到底有什么区别。

单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的特点比较见表

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1.单螺杆价格更低

单螺杆挤出机结构简单,价格低;

双螺杆结构复杂,价格高。双螺杆挤出机大概是比单螺杆挤出机贵了到1倍左右。个别会更高,具体因厂家,型号而异。

2.单螺杆配方简单

说实话对于操作来说,实际上两者相差并不是很大。但是单螺杆挤出机的工艺,配方较为简单,而双螺杆挤出机的工艺,工艺,配方会更加复杂一些。

3.双螺杆可自由组合螺杆

双螺杆螺纹可根据料的情况和操作人的心情随意组合螺纹,反正你开心就好;

单螺杆就比较死板,不能组合螺杆。

4.双螺杆效率更高

双螺杆挤出机产量大,挤出速度快,单位产量耗能低,而单螺杆差之。双螺杆挤出机的效率大部分是单螺杆挤出机的大约1倍左右。具体依厂家,型号而定。

5.双螺杆混炼塑化能力强

简单来说就是单螺杆适合聚合物的塑化挤出,适合颗粒料的挤出加工,如:成型,吹膜、注塑等,使用材料范围广;

双螺杆挤出机具有很好的混炼塑化能力,比较适合塑料的改性。而且双螺杆挤出机可以制造双色。

6.单螺杆便于维修

就维修方面来说,单螺杆会比双螺杆更加简单一些,因为单螺杆的结构比较简单,便于修理。

7.输送机理

单螺杆挤出机的输送主要依靠物料与机筒间所产生的摩擦力,异向双螺杆挤出机为正向输送,有强制将物料推向前进的作用,并且异向双螺杆挤出机在两根螺杆的啮合处还对物料产生剪切作用。(针对异向双螺杆挤出机)

8.速度场

单螺杆挤出机中速度分布相对来说比较明确并且易于描述,异向双螺杆挤出机中的情况则相当复杂并且描述困难。这主要是由于其螺杆有啮合区,发生在啮合区的复杂流动使其具有混合充分、热传递均匀、熔融能力强、排气性能良好等许多优点,但难以准确地分析啮合区的流动状态。(针对异向双螺杆挤出机)

9.应用举例

双螺杆挤出机的应用举例:玻纤增强、阻燃料造粒(如PA6、PA66、PET、PBT、PP、PC增强阻燃等),高填充料造粒(如PE、PP填充75% CaCO3),热敏性物料造粒(如PVC、XLPE电缆料),浓色母粒(如填充50%色粉),防静电母粒、合金、着色、低填充共混造粒,电缆料造粒(如护套料、绝缘料),XLPE管材料造粒(如用于热水交联的母粒),热固性塑料混炼挤出(如酚醛树脂、环氧树脂、粉末涂料),热熔胶、PU反应挤出造粒(如EVA热熔胶、聚氨脂),K树脂、SBS脱挥造粒等。

单螺杆挤出机应用举例:适用于PP-R管、PE燃气管、PEX交联管,铝塑复合管,ABS管、PVC管、HDPE硅芯管及各种共挤复合管;适用于PVC、PET、PS、PP、PC等型材及板材的挤出,其它各种塑料的挤出如丝、棒等;调节挤出机转速及改变挤出螺杆的结构可适用于生产PVC、聚烯烃类等各种塑料异型材。

欲了解单双螺杆挤出机的具体行业标准,请自行查看。

单螺杆的行业标准,具体请查询JB/T8061-2011。

异向双螺杆塑料挤出机,具体请查询JB/T6491-2015。

同向双螺杆塑料挤出机,具体请查询JB/T5420-2001。

锥形双螺杆塑料挤出机,具体请查询JB/T6492-2001。

四、螺杆的几个重要几何参数

1、螺杆直径(D)

a、与所要求的注射量相关:。

射出容积=1/4*π*D2*S(射出行程)*0.85;

b、一般而言,螺杆直径D与最高注射压力成反比,与塑化能力成正比。

2、输送段

a 、负责塑料的输送,推挤与预热,应保证预热到熔点;

b 、结晶性塑料宜长(如:POM、PA)非晶性料次之(如:PS、PU、ABS),热敏性最短(如:PVC)。

3、压缩段

a、 负责塑料的混炼、压缩与加压排气,通过这一段的原料已经几乎全部熔解,但不一定会均匀混合;

b、在此区域,塑料逐渐熔融,螺槽体积必须相应下降,以对应塑料几何体积的下降,否则料压不实,传热慢,排气不良;

c、 一般占25%以上螺杆工作长度,但尼龙(结晶性料)螺杆的压缩段约占15%螺杆工作长度,高粘度、耐火性、低传导性、高添加物等塑料螺杆,占40%'50%螺杆工作长度,PVC螺杆可占100%螺杆工作长度,以免产生激烈的剪切热。

4、计量段

a、 一般占20'25%螺杆工作长度,确保塑料全部熔融以及温度均匀,混炼均匀;

b、计量段长则混炼效果佳,太长则易使熔体停留过久而产生热分解,太短则易使温度不均匀;

c、 PVC等热敏性塑料不宜停留时间过长,以免热分解,可用较短的计量段或不要计量段。

5、进料螺槽深度,计量螺槽深度

a、 进料螺槽深度越深,则输送量越大,但需考虑螺杆强度,计量螺槽深度越浅,则塑化发热、混合性能指数越高,但计量螺槽深度太浅则剪切热增加,自生热增加,温升太高,造成塑 胶变色或烧焦,尤其不利于热敏性塑料;

b、计量螺槽深度=KD=(0.03'0.07)*D,D增大,则K选小值。

五、影响塑化品质的主要因素

影响塑化品质的主要因素为:长径比、压缩比、背压、螺杆转速、料筒加热温度等。

1、长径比:为螺杆有效工作长度与螺杆直径的比值。

a、长径比大则吃料易均匀;

b、热稳定性较佳的塑料可用较长的螺杆以提高混炼性而不烧焦,热稳定性较差的塑料可用较短的螺杆或螺杆尾端无螺纹。以塑料特性考虑,一般流长比如下:热固性为14'16,硬质PVC,高粘度PU等热敏性为17'18,一般塑料为18'22,PC、POM等高温稳定性塑料为22'24。

2、压缩比:为进料段最后一个螺槽深度与计量段第一个螺槽深度的比值。

a、 考虑料的压缩性、装填程度、回流等影响,制品要密实、传热与排气;

b、 适当的压缩比可增加塑料的密度,使分子与分子之间结合更加紧密,有助于减少空气的吸取, 降低因压力而产生的温升,并影响输出量的差异,不适当的压缩比将会破坏塑胶的物性;

c、 压缩比值越高,对塑料在料管内塑化过程中产生的温升越高,对塑化中的塑料产生较佳的混 炼均匀度,相对的出料量大为减少。

d、 高压缩比适于不易熔塑料,特别具低熔化粘度,热稳定性塑料;低压缩比适于易熔塑料,特别具高熔化粘度、热敏性塑料。

3、背压

a、 增加背压可增加螺杆对熔融树脂所做的功,消除未熔的塑胶颗粒,增加料管内原料密度及其均匀程度;

b、 背压被运用来提高料筒温度,其效果最为显著;

c、 背压过大,对热敏性较高的塑料易分解,对低粘度的塑料可能会产生流涎现象,背压过小,注塑出的成品可能会有气泡。

4、螺杆转速

a、螺杆的转动速度直接影响塑料在螺旋槽内的切变;

b、 小型螺杆槽较浅吸收热源快速,足够促使塑料在压缩段时间软化,螺杆与料筒壁间的摩擦热能较低,适宜高速旋转,增加塑化能力;

c、 大型螺杆则不宜快速旋转,以免塑化不匀及造成过度摩擦热;

d、 对热敏性较高的塑料,螺杆转速过大的话,塑料会很容易分解;

e、 通常各尺寸螺杆有一定的转速范围,一般转速100'150rpm;太低则无法熔化塑胶,太高则将塑料烧焦。

5、电热温度设定

a、 使滞留于料筒及螺杆内的冷硬塑料熔融以利于螺杆转动,提供塑料获得熔融所需的一部分热 量;

b、 设定比熔胶温度低5'10℃(部分由摩擦热能提供);

c、 射咀温度的调整也可用来控制流涎、冷凝料(塞咀)、牵丝等问题;

d、 结晶性塑料一般温度控制

请各位有经验的专家补充及留言,并点赞及分享,谢谢!

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