【doc】挤出机的发展与应用

挤出机的发展与应用
Qj枷,精{}
《设备与工艺》
型机,
1蚋8.N0.3
y/挤出机的发展与应用
1挤出机的发展
刘肖然
橡胶工业使用了多年的热喂料挤出机,
用它加工的胶料必须是经过开炼机热炼塑化
后的,这种挤出工艺和设备至今在我国橡胶
加工厂中仍占有相当大的份额.
六十年代发展起来的冷喂料挤出机,它
不需在压出之前将胶料在两辊开炼机预热,
'
而是通过特殊结构的螺纹和加长螺杆尺寸增
加胶料在螺槽和机筒内运行时问将喂入的未
经热炼的冷胶料加热塑化,这对于适合于冷
喂料挤出工艺和设备的胶料来说,它明显地
优于热喂料挤出机.
冷喂料挤出机的优点:省掉预热胶料的
热炼机及相应的供胶装置}减少操作人员,设
备占地面积,空问,维修,动力和冷却水的消
耗.缺点:胶料生热大;产量比同规格的热喂
料挤出机低}特定的螺杆结构只适合于加工
几种特定的胶料,而对某些胶料会造成塑化
不均或因生热过高引起焦烧.正因为冷喂料
挤出机生产量低,适应能力差,使它无法全部取代热喂料挤出机.
近十多年发展最快的是机筒销钉式冷喂
料挤出机.销钉挤出机开始主要是用于常规冷喂料挤出机不能胜任的地方.由于它具有挤出胶温度低,产量可超过热喂料挤出机,塑好程度好,挤出质量高的特点,从这些年的发展趋势看,有取代热喂料挤出机和冷喂料挤出机的倾向.
另外,随着工业制品常压硫化技术的发
展,冷喂料排气挤出机的应用也在扩大.
为提高挤出制品质量的稳定性,除要求
6
挤出机螺杆设计良好外,稳定的喂料,平稳的传动,正确的温度控翻也是十分重要的,这些方面都取得了进步
2机筒销钉式冷喂料挤出机
机筒铺钉式冷喂料挤出机的结构是从径
向向机筒插入成排的销钉,销钉端部几乎达到螺杆纹的底部,插有销钉部位的螺纹开有环形沟槽(切口).挤出工作时,销钉将胶料连续地分割和移位,反复地将螺纹沟槽中的胶料料流分隔戚一些较小的料流,胶料经分隔, 移位和局部阻滞之后,小料流又汇合到一起. 在各销钉周围横过流动的胶料料流,方向发生变化,与相邻未受干扰区域的胶料相比,流动速度下降,另外,通过螺纹各切口的胶料被拉长,胶料受到如此反复作用,得到良好的塑化和均匀化.
机筒销钉式冷喂料挤出机的主要优点还
表现在:锖钉防止胶料在机筒表面打滑,可提高和稳定产量,较一般冷喂料挤出机相比,产量约提高10,对于较易加工的胶料和较难
加工的胶料,产量差别很小;可降低挤出机的温度,出口处挤出胶的温度较一般冷喂料挤出机低l0～l5"C.
销钉挤出机和热喂料挤出机,普通冷喂
料挤出机的比较见表1.机筒销钉式挤出机取代一般热喂料挤出机和冷喂料挤出机的优越性是显丽易见的.此外,它还可取代供胶热炼机,作为需要热炼胶的压延机等设备的胶斟预热设备.
1996.NO.3'设备与工艺,一31一
袁1各种挤出机的比较
型
机苘诮钉式普通冷热喂料
鞍内容\冷喂料挤出机喂料挤出机挤出机
占地面积1.001203.00
滑耗功率l_001.5g2.75
劳动力1.00I_002
加工成本1.00I_503.00
桂林橡胶设计研究院和北京化工学院在
发展机筒销钉式冷喂料挤出机的挤出机理, 销钉尺寸及其配置等方面做了研究和验证工作,在此基础土,桂林橡胶设计研究院新技术开发实业公司开发成功小规格的销钉冷喂料挤出机系列产品,主要规格见表2.
丧2桂林院销钉式冷喂料挤出机
螺杆转数电机功率最大挤出能力产品规格螺杆长径H=备注
r/mfmKWkg/h
伽012Il8～802280～150小批量投产
~60X<X>60复合机组12:l10~80】B5X2】60～250双色复合挤出已批量生产
硝0×l212{16～6045250~350批量生产
120×1414;15～舶75500～750批量生产
1501B}14～40l85800~1500正式投产
o15012I14～如185800～1500正式投产
伽0012:l3～26220l4.0～2300按需求生产
90/中120复合机组12:l6～6012080O～1200小批量投产
14:15～5
沈阳橡胶机械厂引进了德国贝尔新托夫
公司的销钉冷喂料挤出机的生产技术,并同
时进口了加工螺杆的专用数控铣床.现已形
成下列销钉冷喂料挤出机系列产品的生产能
力.～
①OE150KS一16D销钉冷喂料挤出机
用途管状断面半成品的挤出
产量12OO～1800kg/h
喂料口尺寸(宽×长)l60X200mm
螺杆直径d>l50ram
螺杆长径比l6
螵杆转速44r/min
销钉行教12
直流驱动电动机
功率185KW
加热冷却区段4段(机身2段,螺
杆l段,喂料段l
段)
每段热水循环
加热功率12KW
主机重量7.25t
配置机头直型
机头重量135kg
②OE200KS一18D销钉冷喂料挤出机用途挤出管状断面半成品和胎面
产量2100~2600kg/h
喂斟口尺寸(宽×长)210X260ram
螺杆直径~,200mm
螺杆直径比l8
螺杆转速33r/min
,
r
一
32'设备与工艺》l996.NO.3
销钉行数12
直流驱动电机
功率315KW
加热冷却区段4段
每段热水循环
加热功率12KW
主机重量l2.6t
配置机头直型,宽型
③GE200KS一12D销钉冷喂料挤出机用途混炼胶预热挤出
产量2300k8/h
喂料口尺寸(宽x长)210×260mm 螺杆直径~200mm
螺杆长径比12
螺杆转速26r/rain
销钉行数10
直流驱动电机
功率250KW
加热冷却区段3段(机筒,喂料段,螺杆各一段)
每段热水循环
加热功率机筒18KW
螺杆12KW
主机重量12t
配置机头直型
④GEl50KSx16D/GE200KS×18D复合销钉式冷喂料挤出机组
①GE150KS×16D挤出机
螺杆直径150ram
螺杆最高转速44r/rain
销钉行数12
电机功率185KW
⑤GE200KS×18D挤出机
螺杆直径q>200mm
螺杆最高转速35r/rain
销钉行数12
电机功率315KW
⑤热水循环区段7区段
总功率128KW
⑤GE200KSx18D/GE150KSx16D复
合销钉式冷喂料挤出机组
①GE200KS×18D挤出机
螺杆直径~200mm
螺杆最高转速33r/rain
销钉行数12
②GE150KSX16D挤出机
螺杆直径150ram
螺杆最高转速44r/min
销钉行数12
③热水循环区段7区段
总功率128KW
复合挤出机组是由两台销钉冷喂料挤出机用钢架组合起来,配备复合挤出机头.两复合挤出机头采用液压开合,温控精度士2℃.
3冷喂料排气挤出机
目前像橡胶密封条等工业制品生产过程
中采用常压硫化的技术正不断发展,为使常压硫化的胶料在硫化过程中不致产生气孔, 要求彻底地排除胶料中所含气体,以保证舸品质量.为此,需选用冷喂料排气挤出机,它
可将挤出胶中的气体基本排除,保证制品在常压硫化时不致产生气孔.
冷喂料排气挤出机的工作原理是在螺杆
的塑化区段和挤出区段之问设有抽真空区段,经过螺杆塑化的胶料挤入到真空区段时, 胶料体积突然膨胀,所含气体被释放出来,释放出来的气体被抽真空装置抽走,之后胶料继续由螺杆向前推移,由螺杆挤出段将胶料
挤至机头口型,挤出所需形状的半成品.
广东湛江机械厂为配合国内密封胶条连
续生产的需求,从德国Berstorff公司配套引进了两种规格的冷喂料排气挤出机,其规格如下:
①V acGE60>(16冷喂料排气挤出机
螺杆直径60ram
螺杆长径比16t1
1996.N0.3'设备与工艺)一33
螺杆转速8.5~85r/min
生产能力75kg/b
抽气量20m./h
电机功率18.5KW
②V acGE90×16冷喂料排气挤出机
螺杆直径90ram
螺杆长径比I61
螺杆转速5.5~55r/mm
生产能力200ks/h
电机功率45KW
这种挤出机的螺杆采用Maillerfer专利结构, 具有较低的挤出温度和较高的产量以及良好的自洁性的特点.
4挤出机的传动,温控,喂料与
口型
挤出机的传动技术,有齿轮变速,直流电
机和其它方式等若干种.国内外常用的是由电机通过减速装置带动螺杆进行无级调速传动,国外多用直流电机变速传动,而国内则多
用整流子电机变速传动近年国外在发展液压技术的基础上,如同开炼机一样,采用液压马达传动方式来装备挤出机
挤出机运转过程中所压出的胶料常有不
均匀及波动现象,这种现象引起的原因:①电源波动;②供料不均匀;③胶料本身不均匀.采用液压马达传动方式来装备挤出机,使胶料的挤出和电源的波动不发生直接的联系,带动螺杆传动的转速,由油量的大小来决定,因此液压传动不象电机转速一样有波动此外.液压传动具有工作稳定,噪音低,操作安全等特点,所以适用于挤出机作业
为提高挤出翩品质量的稳定性,挤出机
除要求螺杆设计良好和传动系统平稳外,稳定的喂料和正确的温度控翩也十分重要. 装有对螺杆进行强翩喂料的喂料辊,可
以保证胶料均匀喂入.近年国外发展了转矩喂料装置,即在加料口设置两个小辊筒分别由两个液压马达传动,由于两个小辊筒相当于一台小开炼机,使胶料加料恒定在一定位置而不波动.加料口胶料由两只转矩加料辊施以压力,并产生反压力,当进入加料口的胶料过多时,转矩加料辊就减速,当进入加料口的胶料减少时,转矩辊就增速,当进入加料口的胶料适量时,则转矩辊就恢复保持正常速度,所供给的胶片遇厚薄不匀时,转矩加料装置能自动加以控制,以达到均匀加料,提高胶料压出精度,其误差可由0.5ram的高到0. 25ram.
挤出机的温度控翩,主要是对机身,螺杆
和机头的温度进行控制,而机身通常按螺杆结构分三个区段进行控制,每个部位的控温介质用各自独立的热交换器控制,以适应不同温控部位不同温度的要求.这种温控方式准确,有效,合理.
除上述外,挤出园形制品的挤出机头采
用了液压调节技术,以调整挤出制品的偏心程度,其值用数字式仪表显示,使用十分方便.挤出翩品尺寸用激光测量装置测定
以往挤出机口型板较薄,一般厚度为
i0mm,而采用较厚的口型板(如胎面口型板65ram),由于口型板厚这样就可以有较长的过渡斜面,使胶料流动均匀,免除内应力的产生设计胎面口型板时,要注意增加两边部的流量,并使两边胶料有较高的压力,只有冷喂料挤出机才能达到两边部有较高的压力和足够的流量,流动大就能使胶料在口型中流动完全平行且均匀,避免应力集中压出胶管口型板应为40ram,压出汽车用雨刷的口型板应为30ram,以便保证胶料能均匀地在口型板上流动.口型板要设计成锥孔,如图1所示.决不要在口型锥孔中设置联桥夹阻碍物件,以免对口型部位胶料造成不良的流动.
一
34一《设备与工艺)1996.N0.3
.
一
桥
围1
如对压出复杂件的口型板设计时,要注
意胶料速度的分布均匀,尽可能减少口型板处的阻力
口型板按装在绞练式的门框内,更换口
型板时,只需0.5分钟即可完成,不会因更换口型板时间过长而发生胶料焦烧.
5挤出机的应用
挤出机主要应用于挤出胎面,轮胎半成
品部件,内胎,胶管,电缆及其它需要挤出的半成品.由于挤出机的进步,其应用方法和应用范围也在不断的改进和扩大.下面列举部分示例.
5.1汽车用散热器胶管的制造
汽车用散热器胶管的通常制造方法是先
挤出内胶,经编织后再复盖外胶.这种制造方法质量不能保证.酉塞尔公司用复合挤出的方法一次挤出,由两台挤出机成角度排列将胶料挤入复合机头,一台挤出机挤入内胶,另一
台挤出机挤入外胶,两台挤出机中间设置
两卷骨架织物交错使用,经机头复合后挤出胶管,如图2所示.由于机头内有很高的压力,把橡胶挤入到编织物中并排出空气,制成的胶管耐曲挠可达10万次.
挤出机
5.2工业制品小胶条的制造圈'
用冷喂料挤出机可以使窗条(由钢,橡
胶,编织物组合)等一次复合完成.橡胶工业
制品可以用冷喂料挤出机以很高的精度来完成,特别是压出很小的胶条,一定要用泸胶机去除杂质,可以采用边泸胶边压出的办法,如图3,不再单独进行泸胶,这样可以保证胶料不受任何污染和掺人杂质,保证产品质量,更换网可以在挤出机工作中进行,新的泸同推入,原有的泸纲被推出,更换十分方便.
图3
5.3挤出连续硫化的橡胶制品
连续硫化是一种动态的硫化方法,近年
来受到极大的重视,出现了许多新设备,新工艺,按设备与工艺适用范围的不同,进一步可分为挤出制品连续硫化和压延制品的连续硫化.
1996.NO.3《设备与工艺》35
挤出制品连续硫化可提高工艺自动化水
平,使生产工艺更加合理化,具有效率高,劳
动强度低的优点,是橡胶加工技术一大进步. 压出制品最早的连续硫化是在电线,电缆工业上实现的,随汽车和建筑业所用压出制品需求量的大幅度增加,并希望不断地降低成本,从而有力地促进了压出制品连续硫化的发展和使用.
压出制品在连续硫化中易产生气泡和变
形,_j盍主要由于胶料在混炼及压出操作中央人大量的空气,采用冷喂料排气挤出机,能有效的排除胶料中的空气和挥发分,使压出{6j
品在190~200"C下硫化,既使不加压也不致于产生气泡,并在压出时获得到较高的线速度和精确的断面.
对于薄型制品,如汽车用刮水板(图4所示),必须用300巴的压力才能压出这样的截面,厚薄相差悬殊的制品,一般热喂料挤出机机头压力只有l5～d0巴,而冷喂料挤出机机头压力可达160巴,特别设计的机头压力最大可达到680巴,这样薄型制品在挤出机内经高压挤出后即可连续硫化.
5.4由挤出机取代压延机
挤出机可取代压延机用于制备胶片,钢
丝帘布和纤维帘布.如:子午线轮胎的气密层,运辖带的复盖胶以及三元乙丙橡胶和丁基橡胶的防水卷材}挤出钢丝帘布或无纬的各种纤维的帘布.
挤出机取代压延机适于大规模专业化生
产的产品,特点:厚度范围宽}半成品更为密实;挤出的钢丝或纤维帘布,胶料可以完全渗入其缝隙中,从而增加了附着力,使用特殊的El型能使挤出钢丝帘布排列精度大大提高I 缩小加工厚度公差.
s.5为压延机供热炼胶
影响压延胶片或压延胶帘帆布质量的几
个重要方面是热炼胶的可塑性均匀度,供胶胶条的尺寸以及供胶速度.采用销钉挤出机取代开炼胶为压延机热炼供胶具有如下的优点:开炼机热炼不能使所有热炼胶料通过完全相同的加工历程,即热炼胶不可能完全捣
均匀,而连续挤出则使所有的胶料都通过基本相同的加工历程,使胶料具有均匀的可塑度;可使供胶量趋于与压延速度同步,保证压延机两存胶辊隙的堆积胶量相对稳定,使压延时帘线或帆布受压均匀}可节省投资30～40,占地面积节省3/4,设备动力消耗和常
年维修费用也会大大节省I降低噪音,改善操作环境.'
[1]橡腔技术与装备
[2]橡脏技术与装备
[3]橡脏技术与装备
[橡腔技术与装备
[5]橡胶工业
参考文献
[6]特种檬膛制品lggl,3'
[7]橡胶制品机械发展概况.
[8]天津国库塑辩和橡胶工业技术展览会
设备'82'4
天津劳动保护橡胶厂通过质量认证
天津劳动保护橡胶厂近日通过了长城
(天津)质量保证中心专家组对该厂申请的GB/T19002一ISO9002质量体系认证,从而成为全国劳动保护行业和天津市化工总公司第一家获得此项认证的企业.
丁力
i
l5l蜘。