大规格橡胶冷喂料排气挤出机的研制王继宏
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( 内蒙古宏立达橡塑机械有限责任公司, 内蒙古 呼和浩特 010000)
摘 要: 文章对大规格橡胶冷喂料排气挤出机的研制过程中, 螺杆结构、排气段机身结构、自动控制 系统的选择和机头进行优化设计进行了论述。
关键词: 排气螺杆; 排气段机身; 复合挤出机头; 运行参数; 监测装置 中图分类号: T Q 330. 4+ 4 文献标识码: B 文章编号: 1007—6921( 2012) 24—0062—02
2012 年 12 月 第 24 期 总第 274 期
内 蒙 古科 技 与 经 济 Inner M o ngo lia Science T echnolo gy & Economy
December 2012 N o . 24 T o tal N o. 274
大规格橡胶冷喂料排气挤出机的研制
王继宏
责任公司开发的大规格橡胶冷喂料排气挤出机既满
足产量又保证了质量, 解决了国内胶管生产企业日 益增长的需求。而最重要的是由于对螺杆、机筒及控
制的优化设计, 具有胶料塑化效果好; 挤出制品断面 密实无气泡; 排胶温度低、能耗小; 可用于加工不同 性能的胶料。螺杆自洗性好; 变换胶种方便; 挤出过 程的工艺参数控制方便, 挤出稳定、易操作。大大提 高了胶管的质量, 受到胶管生产企业的好评。
针对排气挤出机的特性, 笔者主要对螺杆及排 气段机筒结构, 参数控制系统及机头进行了优化设 计, 使之满足性能要求。 1 螺杆结构及参数的优化设计
排气螺杆是排气挤出机中的重要工作部件, 素 有“挤出机心脏”之称, 螺杆的结构及参数选择是否 合理, 必将影响整个挤出机的工作性能。螺杆设计的 基本要求是能经济地进行优质高产的挤出。对于排 气挤出机的螺杆, 除要求稳定均匀地挤出外, 还要能 产生较高的压力, 以保证所挤出制品的质量。因为橡 胶制品的胶种比较多, 要适应的工艺条件各不相同, 这样就要求排气挤出机螺杆要与不同种类、不同硬
机喂料辊, 专利号: ZL 200720193084. 0。并获得 2011 年呼和浩特市科技进步二等奖。 作者简介: 王继宏( 1963— ) 男, 工程师, 1985 年毕业于内蒙古电视大学机械制造专业, 从事橡塑机械设计及制造。
·62·
王继宏 · 大规格橡胶冷喂料排气挤 出机的研制
2012 年第 24 期
大规格橡胶冷喂料排气挤出机( 螺杆直径 120mm ～200mm ) 。使之国产化并达到国际先进水平, 为胶 管生产企业提供高精度、高质量、高性价比的设备, 进一步替代进口。
为了满足生产能力, 提高胶管制品质量, 国内胶 管企业将目光转向需求大规格橡胶冷喂料排气挤出 高精度大型设备上来。内蒙古宏立达橡塑机械有限
单的仪表显示, 某些参数则根本没有监测, 致使橡胶 制品的质量无法定量控制。同时简单的参数显示, 不 能实时记录生产过程的运行参数, 使得可能出现操 作者为提高产量而盲目提高螺杆转速或在温度没有
达到工艺要求范围继续生产的不良做法, 造成制品 的抗老化程度、拉伸强度、耐压性能、密实度等指标
无法定量分析, 制品质量控制出现失控的环节。同时 随着应用领域的扩展, 以及原材料成本、能源消耗的 增大, 保证制品的合格率就显得尤为重要。随着橡胶 制品品种和应用领域的不断扩大, 对橡胶制品的性 能提出了更高的要求, 而且对橡胶制品的质量控制 及生产过程的质量控制也提出了更高的挑战。因此, 实时监测记录橡胶挤出机整个生产过程的运行参
橡胶管作为流体的输送器材以及压力传导器
件, 现已广泛用于各行各业, 遍布千家万户。我国高 等级胶管生产起步较晚, 国产设备落后, 满足不了胶 管生产企业的发展需求, 关键设备均靠进口国外设 备。大规格橡胶冷喂料排气挤出机作为高等级胶管
生产的关键设备就是其中之一。内蒙古宏立达橡塑 机械有限责任公司针对自身优势, 通过周密的市场 调研并结合国内外胶管生产工艺条件与市场需求, 决定在参照国外引进设备的基础上, 通过消化、吸 收、再创新研究开发高档次的满足不同工艺条件的
数, 不但对生产的过程监控十分重要, 而且对制品的 生产过程质量的分析、追溯极为必要。
图1 2 对排气段机身结构进行优化设计
图2 排气口设在什么位置, 是能否解决完全排除胶 料在挤出过程中所产生气体的关键所在。通过在小
收稿日期: 2012- 09- 16 基金项目: 该项目获得国家实用新型专利两项。专利名称: 橡胶挤出机排气装置, 专利号: ZL 200720193043. 1; 橡胶挤出
规格排气挤出机上的多次试验, 取得了一些第一手 资料, 通过模拟仿真后发现排气口必须设置在排气 段中间, 而且螺杆排气段的容积必须是第一计量段 容积的 2. 5～4 倍, 并在排气口机身内部设置一段偏 心, 以利胶料顺利过渡及气体的排出, 见图 2 所示。 3 自动控制系统的选择
传统的挤出机在运行时各主要参数只是依靠简
度、不同粘度的胶种相适应。因此, 我们对排气螺杆 应用计算机辅助设计系统及软件进行了优化设计, 按照模拟仿真后的三维结构, 经过多次、多胶种的反 复试验, 冷喂料排气挤出机螺杆采用大长径比18∶1 至 20∶1 之间较为适宜。销钉排气螺杆采用长短销 钉合理搭配, 以此来满足不同胶种的需要。排气挤出 机螺杆结构为: 喂料段, 第一计量段; 排气段, 第二计 量段, 而且在设计与生产制造过程中, 必须使第一计 量段的产量Q 1 等于第二计量段的产量Q 2, 若 Q 1> Q 2 胶料将从排气口溢出, 导致排气效率为零; 若 Q 1 < Q 2 挤出时挤出压力不稳定, 导致制品的几何尺寸 不稳定变化较大, 尤其是 150 以上规格的排气螺杆 在解决Biblioteka Baidu上问题时难度更大。针对以上要求我们按 照计算机模拟仿真后的三维结构, 经过多次、多胶种 的反复试验, 在保证Q 1 与Q 2 相等的情况下, 必须在 第一计量段与排气段之间增加阻尼, 并且必须使排 气段的容积是第一计量段容积的 2. 5～4 倍, 才能保 证气体的有效排出和稳定挤出, 见图 1 所示。
摘 要: 文章对大规格橡胶冷喂料排气挤出机的研制过程中, 螺杆结构、排气段机身结构、自动控制 系统的选择和机头进行优化设计进行了论述。
关键词: 排气螺杆; 排气段机身; 复合挤出机头; 运行参数; 监测装置 中图分类号: T Q 330. 4+ 4 文献标识码: B 文章编号: 1007—6921( 2012) 24—0062—02
2012 年 12 月 第 24 期 总第 274 期
内 蒙 古科 技 与 经 济 Inner M o ngo lia Science T echnolo gy & Economy
December 2012 N o . 24 T o tal N o. 274
大规格橡胶冷喂料排气挤出机的研制
王继宏
责任公司开发的大规格橡胶冷喂料排气挤出机既满
足产量又保证了质量, 解决了国内胶管生产企业日 益增长的需求。而最重要的是由于对螺杆、机筒及控
制的优化设计, 具有胶料塑化效果好; 挤出制品断面 密实无气泡; 排胶温度低、能耗小; 可用于加工不同 性能的胶料。螺杆自洗性好; 变换胶种方便; 挤出过 程的工艺参数控制方便, 挤出稳定、易操作。大大提 高了胶管的质量, 受到胶管生产企业的好评。
针对排气挤出机的特性, 笔者主要对螺杆及排 气段机筒结构, 参数控制系统及机头进行了优化设 计, 使之满足性能要求。 1 螺杆结构及参数的优化设计
排气螺杆是排气挤出机中的重要工作部件, 素 有“挤出机心脏”之称, 螺杆的结构及参数选择是否 合理, 必将影响整个挤出机的工作性能。螺杆设计的 基本要求是能经济地进行优质高产的挤出。对于排 气挤出机的螺杆, 除要求稳定均匀地挤出外, 还要能 产生较高的压力, 以保证所挤出制品的质量。因为橡 胶制品的胶种比较多, 要适应的工艺条件各不相同, 这样就要求排气挤出机螺杆要与不同种类、不同硬
机喂料辊, 专利号: ZL 200720193084. 0。并获得 2011 年呼和浩特市科技进步二等奖。 作者简介: 王继宏( 1963— ) 男, 工程师, 1985 年毕业于内蒙古电视大学机械制造专业, 从事橡塑机械设计及制造。
·62·
王继宏 · 大规格橡胶冷喂料排气挤 出机的研制
2012 年第 24 期
大规格橡胶冷喂料排气挤出机( 螺杆直径 120mm ～200mm ) 。使之国产化并达到国际先进水平, 为胶 管生产企业提供高精度、高质量、高性价比的设备, 进一步替代进口。
为了满足生产能力, 提高胶管制品质量, 国内胶 管企业将目光转向需求大规格橡胶冷喂料排气挤出 高精度大型设备上来。内蒙古宏立达橡塑机械有限
单的仪表显示, 某些参数则根本没有监测, 致使橡胶 制品的质量无法定量控制。同时简单的参数显示, 不 能实时记录生产过程的运行参数, 使得可能出现操 作者为提高产量而盲目提高螺杆转速或在温度没有
达到工艺要求范围继续生产的不良做法, 造成制品 的抗老化程度、拉伸强度、耐压性能、密实度等指标
无法定量分析, 制品质量控制出现失控的环节。同时 随着应用领域的扩展, 以及原材料成本、能源消耗的 增大, 保证制品的合格率就显得尤为重要。随着橡胶 制品品种和应用领域的不断扩大, 对橡胶制品的性 能提出了更高的要求, 而且对橡胶制品的质量控制 及生产过程的质量控制也提出了更高的挑战。因此, 实时监测记录橡胶挤出机整个生产过程的运行参
橡胶管作为流体的输送器材以及压力传导器
件, 现已广泛用于各行各业, 遍布千家万户。我国高 等级胶管生产起步较晚, 国产设备落后, 满足不了胶 管生产企业的发展需求, 关键设备均靠进口国外设 备。大规格橡胶冷喂料排气挤出机作为高等级胶管
生产的关键设备就是其中之一。内蒙古宏立达橡塑 机械有限责任公司针对自身优势, 通过周密的市场 调研并结合国内外胶管生产工艺条件与市场需求, 决定在参照国外引进设备的基础上, 通过消化、吸 收、再创新研究开发高档次的满足不同工艺条件的
数, 不但对生产的过程监控十分重要, 而且对制品的 生产过程质量的分析、追溯极为必要。
图1 2 对排气段机身结构进行优化设计
图2 排气口设在什么位置, 是能否解决完全排除胶 料在挤出过程中所产生气体的关键所在。通过在小
收稿日期: 2012- 09- 16 基金项目: 该项目获得国家实用新型专利两项。专利名称: 橡胶挤出机排气装置, 专利号: ZL 200720193043. 1; 橡胶挤出
规格排气挤出机上的多次试验, 取得了一些第一手 资料, 通过模拟仿真后发现排气口必须设置在排气 段中间, 而且螺杆排气段的容积必须是第一计量段 容积的 2. 5～4 倍, 并在排气口机身内部设置一段偏 心, 以利胶料顺利过渡及气体的排出, 见图 2 所示。 3 自动控制系统的选择
传统的挤出机在运行时各主要参数只是依靠简
度、不同粘度的胶种相适应。因此, 我们对排气螺杆 应用计算机辅助设计系统及软件进行了优化设计, 按照模拟仿真后的三维结构, 经过多次、多胶种的反 复试验, 冷喂料排气挤出机螺杆采用大长径比18∶1 至 20∶1 之间较为适宜。销钉排气螺杆采用长短销 钉合理搭配, 以此来满足不同胶种的需要。排气挤出 机螺杆结构为: 喂料段, 第一计量段; 排气段, 第二计 量段, 而且在设计与生产制造过程中, 必须使第一计 量段的产量Q 1 等于第二计量段的产量Q 2, 若 Q 1> Q 2 胶料将从排气口溢出, 导致排气效率为零; 若 Q 1 < Q 2 挤出时挤出压力不稳定, 导致制品的几何尺寸 不稳定变化较大, 尤其是 150 以上规格的排气螺杆 在解决Biblioteka Baidu上问题时难度更大。针对以上要求我们按 照计算机模拟仿真后的三维结构, 经过多次、多胶种 的反复试验, 在保证Q 1 与Q 2 相等的情况下, 必须在 第一计量段与排气段之间增加阻尼, 并且必须使排 气段的容积是第一计量段容积的 2. 5～4 倍, 才能保 证气体的有效排出和稳定挤出, 见图 1 所示。