基本介紹
- 中文名：塑膠擠出機
- 發展歷史：100多年
- 主機：擠塑機
- 系統組成：擠壓、傳動和加熱冷卻系統
組成,發展過程,早期套用,廣泛套用,類別,成型原理,故障分析,特點,保養方法,國產問題,操作規程,使用,工作原理,
組成
塑膠擠出機的主機是擠塑機，它由擠壓系統、傳動系統和加熱冷卻系統組成。
擠壓系統
⑴螺桿：是擠塑機的最主要部件，它直接關係到擠塑機的套用範圍和生產率，由高強度耐腐蝕的合金鋼製成。
⑵機筒：是一金屬圓筒，一般用耐熱、耐壓強度較高、堅固耐磨、耐腐蝕的合金鋼或內襯合金鋼的複合鋼管制成。機筒與螺桿配合，實現對塑膠的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實，並向成型系統連續均勻輸送膠料。一般機筒的長度為其直徑的15～30倍，以使塑膠得到充分加熱和充分塑化為原則。
⑶料斗：料斗底部裝有截斷裝置，以便調整和切斷料流，料斗的側面裝有視孔和標定計量裝置。
⑷機頭和模具：機頭由合金鋼內套和碳素鋼外套構成，機頭內裝有成型模具，機頭的作用是將旋轉運動的塑膠熔體轉變為平行直線運動，均勻平穩的導入模套中，並賦予塑膠以必要的成型壓力。塑膠在機筒內塑化壓實，經多孔濾板沿一定的流道通過機頭脖頸流入機頭成型模具，模芯模套適當配合，形成截面不斷減小的環形空隙，使塑膠熔體在芯線的周圍形成連續密實的管狀包覆層。為保證機頭內塑膠流道合理，消除積存塑膠的死角，往往安置有分流套筒，為消除塑膠擠出時壓力波動，也有設定均壓環的。機頭上還裝有模具校正和調整的裝置，便於調整和校正模芯和模套的同心度。
擠塑機按照機頭料流方向和螺桿中心線的夾角，將機頭分成斜角機頭（夾角120o）和直角機頭。機頭的外殼是用螺栓固定在機身上，機頭內的模具有模芯坐，並用螺帽固定在機頭進線連線埠，模芯座的前面裝有模芯，模芯及模芯座的中心有孔，用於通過芯線，在機頭前部裝有均壓環，用於均衡壓力，擠包成型部分由模套座和模套組成，模套的位置可由螺栓通過支撐來調節，以調整模套對模芯的相對位置，便於調節擠包層厚度的均勻性，機頭外部裝有加熱裝置和測溫裝置。
傳動系統
而在結構基本相同的前提下，減速機的製造成本大致與其外形尺寸及重量成正比。因為減速機的外形和重量大，意味著製造時消耗的材料多，另所使用的軸承也比較大，使製造成本增加。
同樣螺桿直徑的擠出機，高速高效的擠出機比常規的擠出機所消耗的能量多，電機功率加大一倍，減速機的機座號相應加大是必須的。但高的螺桿速度，意味著低的減速比。同樣大小的減速機，低減速比的與大減速比的相比，齒輪模數增大，減速機承受負荷的能力也增大。因此減速機的體積重量的增大，不是與電機功率的增大成線性比例的。如果用擠出量做分母，除以減速機重量，高速高效的擠出機得數小，普通擠出機得數大。
以單位產量計，高速高效擠出機的電機功率小及減速機重量小，意味著高速高效擠出機的單位產量機器製造成本比普通擠出機低。
加熱冷卻裝置
加熱與冷卻是塑膠擠出過程能夠進行的必要條件。
⑴擠塑機通常用的是電加熱，分為電阻加熱和感應加熱，加熱片裝於機身、機脖、機頭各部分。加熱裝置由外部加熱筒內的塑膠，使之升溫，以達到工藝操作所需要的溫度。
⑵冷卻裝置是為了保證塑膠處於工藝要求的溫度範圍而設定的。具體說是為了排除螺桿旋轉的剪下摩擦產生的多餘熱量，以避免溫度過高使塑膠分解、焦燒或定型困難。機筒冷卻分為水冷與風冷兩種，一般中小型擠塑機採用 風冷比較合適，大型則多採用水冷或兩種形式結合冷卻；螺桿冷卻主要採用中心水冷，目的是增加物料固體輸送率，穩定出膠量，同時提高產品質量；但在料斗處的冷卻，一是為了加強對固體物料的輸送作用，防止因升溫使塑膠粒發粘堵塞料口，二是保證傳動部分正常工作。
發展過程
早期套用
擠出機起源於1 8世 紀 ， 英格蘭的 Joseh Bramah於 1 7 9 5年製造的用於製造無縫鉛管的手動活塞式壓出機被認為是世界上第一 台擠出機。從那時開始， 在 1 9世紀前 5 0年內， 擠出機基本上只套用於鉛管的生產、通心粉和其它食品的加工、 制磚及陶瓷工業。
廣泛套用
在作為一種製造方法的發展過程中，第 1次有明確記載的是 R ． B r o o m a n在 1 8 4 5年 申請的用擠出機生產固特波膠電線的專利。固特波公 司的 H．B e w l g y隨後對該 擠 出機進 行了改進 ， 並於 1 8 5 1 年將它用於包覆在 D o v e r 和 C a l a i s公司之間的第 1根海底電纜的銅線上。在此後的 2 5年內， 擠出方法 1 3漸重要 ， 並且逐漸由電動操縱的擠出機迅速替代了以往的手動擠出機。初期機械操縱的柱塞式擠出機生產了成千上萬公里的絕緣電線和電纜， 從而牢固地確立了擠出法用於生產電纜的地位。早期生產電纜的擠出機無論是手動的、 機械的或者液壓的， 全都是柱塞式的。在這種生產過程中， 柱塞將熱的古塔波膠壓入到通有銅導線口模中， 古塔波膠從口模中 擠 出， 這樣就包覆在銅導線上形成絕緣層。
類別
塑膠擠出機按其螺桿數量可以分為單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機和多螺桿擠出機。目前以單螺桿擠出機套用最為廣泛，適宜於一般材料的擠出加工。雙螺桿擠出機由於具有由摩擦產生的熱量較少、物料所受到的剪下比較均勻、螺桿的輸送能力較大、擠出量比較穩定、物料在機筒內停留長，混合均勻。
單螺桿擠出機無論作為塑化造粒機械還是成型加工機械都占有重要地位，近幾年業，單螺桿擠出機有了很大的發展。
雙螺桿擠出機餵料特性好，適用於粉料加工，且比單螺桿擠出機有更好的混煉、排氣、反應和自潔功能，特點是加工熱穩定性差的塑膠和共混料時更顯示出其優越性。在雙螺桿擠出機的基礎上，為了更容易加工熱穩定性差的共混料，開發出的多螺桿擠出機，如光華塑膠擠出機等。
1、根據螺桿數目的多少，分為單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機及多螺桿擠出機；
2、根據擠出機中是否有螺桿存在，分為螺桿式擠出機和柱塞式擠出機；
3、根據螺桿的運轉速度來分:
普通型擠出機：轉速在100r/min以下；
高速擠出機：轉速為100～300r/min；
超高速擠出機：轉速為300～l500r/min。
4、根據擠出機的裝配結構分類：有整體式擠 出機和分開式擠出機；
5、根據擠出機中螺桿所處的空間位置，可分為臥 式擠出機和立式擠出機；
6、根據擠出機在加工過程中是否排氣，又可分為排氣式擠出機和非排氣式擠出機。
成型原理
塑膠擠出機的擠出方法一般指的是在200度左右的高溫下使塑膠熔解，熔解的塑膠再通過模具時形成所需要的形狀。擠出成型要求具備對塑膠特性的深刻理解和模具設計的豐富經驗、是一種技術要求較高的成型方法。
擠出成型是在擠出機中通過加熱、加壓而使物料以流動狀態連續通過口模成型的方法，也稱為“擠塑”。與其他成型方法相比，具有效率高、單位成本低的優點。
擠出的產品可稱為“型材”，由於橫截面形狀大多不規則，因此又稱為“異型材”。
故障分析
塑膠擠出機是一種常見的塑膠機械設備，在日常操作擠出機的過程中，擠出機會出現各種各樣的故障，影響塑膠機械正常生產，下面我們就對擠出機故障分析。
主機電流不穩
1、生產原因：
⑴餵料不均勻。
⑵主電機軸承損壞或潤滑不良。
⑶某段加熱器失靈，不加熱。
⑷螺桿調整墊不對，或相位不對，元件干涉。
2、處理方法：
⑴檢查餵料機，排除故障。
⑵檢修主電機，必要時更換軸承。
⑶檢查各加熱器是否正常工作，必要時更換加熱器。
⑷檢查調整墊，拉出螺桿檢查螺桿有無干涉現象。
主電機不能啟動
1、產生原因：
⑴開車程式有錯。
⑵主電機執行緒有問題，熔斷絲是否被燒環。
⑶與主電機相關的連鎖裝置起作用
2、處理方法：
⑴檢查程式，按正確開車順序重新開車。
⑵檢查主電機電路。
⑶檢查潤滑油泵是否啟動，檢查與主電機相關的連鎖裝置的狀態。油泵不開，電機無法打開。
⑷變頻器感應電未放完，關閉總電源等待5分鐘以後再啟動。
⑸檢查緊急按鈕是否復位。
機頭出料不暢或堵塞
1、產生原因：
⑴加熱器某段不工作，物料塑化不良。
⑵操作溫度設定偏低，或塑膠的分子量分布寬，不穩定。
⑶可能有不容易熔化的異物。
2、處理方法：
⑴檢查加熱器，必要時更換。
⑵核實各段設定溫度，必要時與工藝員協商，提高溫度設定值。
⑶清理檢查擠壓系統及機頭。
主電啟動電流過高
1、產生原因：
⑴加熱時間不足，扭矩大。
⑵某段加熱器不工作。
2、處理方法：
⑴開車時套用手盤車，如不輕鬆，則延長加熱時間或檢查各段加熱器是否正常工作。
主電機發出異常聲音
1、產生原因：
⑴主電機軸承損壞。
⑵主電機可控矽整流線路中某一可控矽損壞。
2、處理方法：
⑴更換主電機軸承。
⑵檢查可控矽整流電路，必要時更換可控矽元件。
特點
模組化和專業化
塑膠擠出機模組化生產可以適應不同用戶的特殊要求，縮短新產品的研發周期，爭取更大的市場份額；而專業化生產可以將擠出成型裝備的各個系統模組部件安排定點生產甚至進行全球採購，這對保證整期質量、降低成本、加速資金周轉都非常有利。
高效、多功能化
塑膠擠出機的高效主要體現在高產出、低能耗、低製造成本方面。在功能方面，螺桿塑膠擠出機已不僅用於高分子材料的擠出成型和混煉加工，它的用途已拓寬到食品、飼料、電極、炸藥、建材、包裝、紙漿、陶瓷等領域。
大型化和精密化
實現塑膠擠出機的大型化可以降低生產成本，這在大型雙螺桿塑膠造粒機組、吹膜機組、管材擠出機組等方面優勢更為明顯。國家重點建設服務所需的重大技術裝備，大型乙烯工程配套的三大關鍵設備之一的大型擠壓造粒機組長期依靠進口，因此必須加快國產化進程，滿足石化工業發展需要。
智慧型化和網路化
已開發國家的塑膠擠出機已普遍採用現代電子和計算機控制技術，對整個擠出過程的工藝參數如熔體壓力及溫度、各段機身溫度、主螺桿和餵料螺桿轉速、餵料量，各種原料的配比、電機的電流電壓等參數進行線上檢測，並採用微機閉環控制。這對保證工藝條件的穩定、提高產品的精度都極為有利。
壓力及溫度智慧型化儀表
壓力及溫度智慧型化儀表保養方法
⒈應把塑膠擠出機設備安置通風位置，保證電機工作熱量散發，延長其壽命；機器應保持良好接地。
⒉定期檢查刀具螺絲，全新機使用1小時後，用工具緊固動刀，定刀的螺絲，加強刀片與刀架間的固定性；應定期對軸承加注潤滑油，保證軸承間的潤滑性；為保證刀具切口的鋒利度，應常檢查刀具，保證其鋒利度，減少由於刀鋒鈍缺而引起其它部件的不必要損壞；定期檢查皮帶是否鬆弛，及時調緊。
⒊重啟動——第二次啟動前，應先清除機室所剩餘的碎料，減少啟動阻力.應定期打開慣性罩和皮帶輪罩，清除法蘭盤下方出灰口，因破碎機室排出粉料進入轉軸軸承.
⒋更換部件——更換刀具時，動刀與定刀之間的間隙：20HP以上破碎機0.8MM為佳，20HP以下的破碎機0.5MM為佳.回收料越薄，間隙可適當調大.
國產問題
模頭:在我們國家的塑膠擠出機,進口模頭與國產模頭都用的比較多,不是進口的就一定比國產的好。因為進口模頭的要求很高,設計流通時,根據料的流動性專門設計。進口模頭採用高品質的料,生產的產品質量也非常好。使用進口模頭並不代表能生產高品質的膜,高品質的產品需要整條線的配合。現在隨著各行業的提高,國產模頭加工設備在材質、熱處理、電鍍各方面取得了巨大進步。近十年內,國產設備基本都採用國產模頭。近年來有些產品開始配置進口模頭,但還是以國產模頭為主。
冷輥:很多人以為國產機開不快是模頭及機械設計有問題,其實輥也是一個關鍵問題,國內的流延輥的厚都在18mm ,國外的厚在8mm ,流延膜忽冷定型,太厚定型就太慢就開不快,進口機由於薄所以開的快。現在仕誠也已經在做流延輥,厚度在9 - 10mm 左右,希望生產線能加快。
電暈:電暈機在進電暈時沒有把膜展平,使得打電暈不勻,進電暈前一定要把膜展平,電暈輥液體矽膠硬度在70 度最好,現在國內電暈輥都在65 度左右,硬度不夠。所以,仕誠公司液體膠輥已達到70 度。反面電暈的主要問題也在膠輥上,膜未展平,膠輥硬度不夠。
線上同步:國內很多流延機組同步在5 %左右,開機時慢慢調速,厚薄均勻,但浪費很大。其實主要問題是電器設計和減速箱的選型,現在仕誠公司已經改進了,同步在0. 1 %左右,也會開得越來越快
操作規程
塑膠擠出生產線中各個類型產品，都有其操作特點，對其操作特點有個詳細的了解，才可以充分發揮機器的效能。擠出機是其中一種類型機器，把握好擠出機的操作要點，正確合理地使用擠出機。螺桿擠出機的使用包括機器的安裝、調整、試車、操作、維護和修理等一系列環節，它的使用具有一般機器的共性，主要表現在驅動電機和減速變速裝置方面。但螺桿擠出機的工作系統即擠出系統，卻又獨具特點，在使用螺桿擠出機時應特別注意其特點。機器的安裝、調整、試車一般在擠出機的使用說明書中均有明確規定，這裡對擠出機的操作要點，維護與保養簡述如下：操作人員必須熟悉自己所操作的擠出機的結構特點，尤其要正確掌握螺桿的結構特性，加熱和冷卻的控制儀表特性、機頭特性及裝配情況等，以便正確地掌握擠出工藝條件，正確地操作機器。
使用
塑膠擠出機在塑膠的擠出成型需要經歷三個階段，即原料塑化，成型，冷卻。塑膠擠出機也分為很多不同的種類，帶螺桿的擠出機分為單螺桿擠出機，雙螺桿擠出機，多螺桿擠出機等；擠出機按作用可以分為連續擠出和非連續擠出。擠出機的產量是根據螺桿的轉速來決定的。螺桿轉速可以影響擠出機擠出塑膠的產量，還能影響到塑化效果的好壞。
塑膠擠出機
塑膠擠出機工作原理
加壓和剪下等方式，將固態塑膠轉變成 均勻一致的熔體，並將熔體送到下一個工藝。熔體的生產涉及到混合色 母料等添加劑、摻混樹脂以及再粉碎等過程。成品熔體在濃度和溫度上 必須是均勻的。加壓必須足夠大，以將粘性的聚合物擠出。
塑膠擠出機通過一個帶有一個螺桿和螺旋道的機筒完成以上所有的過 程。塑膠粒料通過機筒一端的料斗進入機筒，然後通過螺桿傳送到機筒 的另一端。為了有足夠的壓力，螺桿上螺紋的深度隨著到料斗的距離的 增加而下降。外部的加熱以及在塑膠和螺桿由於摩擦而產生的內熱，使塑膠變軟和熔化。 不同的聚合物及不同的套用，對塑膠擠出機的設計要 求常常也是不同的。許多選項涉及到排出口、多個上料口，沿著螺桿特 殊的混合裝置，熔體的冷卻及加熱，或無外部熱源（絕熱塑膠擠出機），螺桿和機筒之間的間隙變化相對大小，以及螺桿的數目等。例如，雙螺 桿塑膠擠出機與單螺桿塑膠擠出機相比，能使熔體得到更加充分的混合。串聯擠壓是用第一個塑膠擠出機擠出的熔體，作為原料供給第二個 塑膠擠出機，通常用來生產擠出聚乙烯泡沫。
D L 塑膠擠出機的特徵尺寸是螺桿的直徑（D）和螺桿的長度（L）與直徑 D L/D （D）的比率（L/D 。塑膠擠出機通常至少由三段組成。第一段，靠近 L/D） 加料斗，是加料段。它的功能讓物料以一個相對平穩的速率進入塑膠擠 出機。一般情況下，為避免加料通道的堵塞，這部分將保持相對低的溫度。第二部分為壓縮段，在這段形成熔體並且壓力增加。由加料段到壓 縮段的過渡可以突然的也可以是逐步 （平緩） 最後一個部分計量段， 的。 緊靠著塑膠擠出機出口。 主要功能是流出塑膠擠出機的物質是均勻一致 的。在這部分為確保組成成分和溫度的均勻性，物料應有足夠的停留時 間。
在機筒的尾部，塑膠熔體通過一個機頭離開塑膠擠出機， 這個機頭設計 成理想的形狀，擠出的熔體流在這裡通過。
另一個重要的部分是塑膠擠出機的驅動機構。它控制螺桿的旋轉速度， 螺桿的旋轉速度決定著塑膠擠出機的產量。 所需的功率由聚合物的粘性 （流動阻力）決定。而聚合物的粘性取決於溫度和流動速率，隨著溫度 和剪下力的增加而下降。 塑膠擠出機都帶有濾網，能將雜質阻擋在濾網上。為避免停工，濾網應 能自動更換。 當加工帶有雜質的樹脂時， 比如回收料， 這一點特別重要。 擠塑機的螺桿分進料段， 塑化， 熔融段， 溫度根據塑膠粒子的工藝參數， 型號按螺桿直徑分 20、36、52、65、75、95、120、135。塑膠顆粒加熱後由螺桿的運動來改變原來的狀態,類型就很多了，看具 體套用。變頻的容量跟螺桿的直徑成正比，再根據原料的不同調整。
