在提高产品质量的同时,减少成本的压力正加速质量不断改进的进程,并由此而构成新投资决定的基础。对设备生产厂家来讲,这意味着未来的趋势朝着生产技术的高效率的方向发展,并成为一项长期的任务。
在挤出生产线上的经济性方面,一个重要的因素就是生产能力。在70年代和80年代中,PVC(聚氯乙烯)型材在平行双螺杆挤出机上的生产呈线性增加,在90年代中期,产量又有明显的增加。在80年代,挤出机螺杆正常的线速度为1m/min和2m/min.使用具有L/D比为1620D的挤出机。
从1990年到1994年,由于挤出口型和校准技术的发展,螺杆的线速度能够从2m/min增至4m/min.使用110mm直径螺杆和L/D比为2023D的挤出机,可获得150350kg/h的相应产量。
从1994年起,同时存在两种趋势:首先,单线挤出的线速度已增至6m/min.其次,为适应产量快速增加,双线挤出的使用呈增长的趋势。
就具有螺杆直径约为130mm和L/D比为23D的挤出机来讲,1995年其双线挤出(内部没有冷却)和单线挤出(内部有冷却)的产量范围达450500kg/h.为不断地满足进入21世纪的市场需求,德国Krauss-Maffei公司开发出了具有L/D比为26D螺杆直径160mm的平行双螺杆新一代挤出机。这种牌号为KMD160-26D的新一代挤出机在生产能力方面获得了进一步的提高,可达5001目前,双线挤出的*大产量约为750kg/h;而在单线口型挤出中,则约为500kg/h.但在单线挤出中,大多数的生产线均以大约250kg/h的产量进行操作。
1增加产量就一定的螺杆直径来讲,挤出机的产量取决于如下3个重要的特性,即:在玻璃窗型材挤出中,主要使用抗冲击的改性PVC胶料,这种胶料对剪切相对较为敏感。在实践中业已发现,因为可能出现材料的一些极度剪切和温度不均性,现有的螺杆设计不应以高于特别限制的圆周速度使用,对玻璃窗型材挤出来说,*大的螺杆圆周速度是在77.5m/min之间。而对新的平行型材挤出来说,*大的圆周速度已规定为7.2m/min.米用约为6m/min的螺杆圆周速度,则可使用相应的挤出机获得其所要求的产量。
*小的螺杆圆周速度不得小于2.5m/min.此外,如果输入于胶料的剪切能量不够大,则成品就达不到所要求的机械强度。
2管挤出用的双螺杆挤出机PVC管的生产应符合型材制造的有关要求:*高的效率和*佳的质量。就管挤出而言,使用新的26D系列平行双螺杆挤出机,也有可能使产量获得较大的增加。就管挤出而言,*大的圆周速度是在1011.5m/min之间。因此,本文所讨论的挤出机系列,*大的圆周速度已规定为11.5m/min.实践中亦发现了螺杆的圆周速度不应小于46m/min,该速度相当于15r/min.圆周速度较低时,输入胶料的剪切能量较小,则成品缺乏足够的机械强度。在约为11.5m/min的螺杆圆周速度下,能使新型平行双螺杆挤出机获得保证的产量。
根据上述,具有既定螺杆直径的双螺杆挤出机的产量不能通过增加螺杆速度来提高。由于螺杆速度不得过高,因此,挤出机的产量只能通过增加胶料特定的通过量来提高。这可以通过增加装机的螺杆扭矩或减少特定的驱动能量来实现。
3较大的L/D比对产量的影响为充分塑化所增加的胶,必须增加胶料在挤出机内的滞留时间。这可以通过加长加工设备来实现。为达此目的,把加工设备在喂料口中部和排气孔中部间的长度增加45%.尤其在这个区段里,通过对机筒加热能够把较多的能量传给胶料,使胶料获得较好的预热,从而使得特定的驱动能量减少。
4较大的螺杆扭矩如上所述,增加装机的螺杆扭矩是提高具有既定螺杆直径的双螺杆挤出机的产量一个先决的条件。
对反转的双螺杆挤出机的螺杆扭矩的研究表明,螺杆扭矩与挤出机产量的增加成正比关系。而在70和80年代,螺杆扭矩呈线性增加;在90年代,能够看到其有明显增加。例如,新型平行双螺杆挤出机的装机螺杆扭矩已增加25%~45%.扭矩的较大增加预示着齿轮是相当坚硬的。
5型材挤出时的供料在玻璃窗型材挤出中,实际所用的挤出机主要从全自动给料器中直接供料。这就容许相对稳定的供料和*佳的螺杆填充。一般说来,在高性能型材挤出中,只加工一种胶料(通常指干混),且设备在较窄的性能范围内操作。
在任何情况下,无论是胶粉还是胶粒或重新破碎的颗粒需要加工时,都必须使用供料装置。值得注意的是,重量式供料系统的数量正稳步增加。这是胶料极其严格的尺寸误差要求所致,特别是其所具有的节省材料的潜力所致。
6管挤出时的供料在管挤出中,各种不同的管诸如压力管、下水管和导线管是用不同胶料制造的。胶料间的主要区别在于其填充剂用量和视密度不同。例如发现这些视密度约在580820g/L之间。
含有小量填充剂,即低视密度的压力管胶料而言的。这意味着螺杆的供料区是为630±30g/L的视密度而设计的。用这个视密度和完全填充的供料区,能获得相应的特定挤出速率。螺杆的压缩比要与这些特定的挤出速率相适应。
如果此时对具有较大视密度的胶料进行加工,则螺杆可能填胶过量。新型26D挤出机能够加工这种胶料,因其有大的装机螺杆扭矩。然而,由于有效材料压缩过大,致使其磨损增加。因此,所有26D管挤出机都装有供料装置。供料螺杆速度必须与主螺杆速度同步,以免挤出机螺杆填胶过量。
重量式供料系统的数量稳步增加。这些与热壁厚度中心装置和超声壁厚测量仪结合使用的供料系统可节省胶料。该系统容许在挤出机中对合适的特定的高通过量作*佳调整。
7螺杆冷却过去,挤出机往往以带有外螺杆冷却系统的方式进行设计,而现在,内螺杆冷却系统正成为标准。
内螺杆冷却系统具有许多优点,特别是其L/D比大的优点。
在内螺杆冷却(以蒸馏水作冷却剂)中,热是从螺杆测量区散发的,并传给位于供料和预压区的较冷胶料。采用内部冷却时,热不仅通过机筒,而且还通过螺杆传入**螺杆区。这就使得位于口型出口处的胶料以非常均匀的温度软化。此外,该系统能自动调节,且完全无需维护。
加工设备至26D的伸长和内螺杆冷却的采用节约了大量能量。来自生产中的试验和经验表明,采用内螺杆冷却可减少特定驱动能量大约8机筒冷却新型挤出机系统的机筒表面通常是光滑的。因此,相同机筒能用空气或油冷却。用空气冷却时,则使用具有集成加热蛇管和集成冷却翼片的铝块。
冷却是以冷却风扇进行,该风扇吹动位于冷却翼之间的盖板下面的空气。为获得尽可能*短的控制线姚琳编译。高效率与高质量一PVC管和型材挤出的发展趋势路,把温度传感器横向地装在机筒上。由于维护容易,空气冷却无疑是*佳的。
至于机筒的油冷却,亦使用铝块。采用以前的设计方案,油管则装在带槽的机筒里。而新设计的26D挤出机的集成加热和冷却蛇管装在光滑的机筒上,这种设计能获得很好的冷却效果。但该系统需要维护。
9螺杆的几何形状由于加工设备的螺杆加长,因此,产品质量有了较大的提高。特别是增加机筒供料口中心和排气孔中心之间的长度(从13D到18D)对挤出加工来讲非常有利。较长的螺杆长度使预压缩区的数量得以增加。这样压缩级比以往分得更细些。使从供料区到排气区的连续压缩的胶料得到非常适度的混合。
为增加通过机筒的能量供给,机筒加热面积也是较大的。内螺杆冷却与滞留时间增加的结合导致压缩减少。上述特点不仅减少了特定驱动能量,而且还能使螺杆和机筒的磨损大大减少。
目前,在型材挤出中所用的螺杆形状一般都是2条全长螺纹。出于稳定性原因,只有大压缩区才是单螺纹形状。就全球98%的型材市场来讲,每种挤出机必定不多于两种基本的几何形状。螺杆间的**不同在于高压缩区。
与型材相比,管通常为24条螺纹,并且有一个“动态”混合头。高性能挤出机的几何形状必须很好地与特定胶料相适应。这是因为剪切能和产量随螺杆速度的增加而大大增加。
在高压缩区前面,捏和凹槽(节流)会增加反转双螺杆的正向输送。累积在捏和凹槽里的胶料总是通过凹槽背部流入预压缩区。这种背流有助于延长滞留时间,并获得良好的混合效果。其结果是使胶料具有较好的均化和软化。
10塑化均匀性除了增加产量外,还对挤出型材的质量提出较高的要求。估计塑化均匀性的两个非常重要的因素是塑化温度均匀性和随时间变化的塑化压力性能。
为在塑化时较准确地估计温度均匀性,使用了一种特殊的测量直角器。这种测量直角器装于连接器和口型之间,在塑化线水平方向上的8个点、垂直方向的6个点和中点处进行精确的测量。
水平的塑化温度分布图对说明螺杆梢区的温度是否与螺杆槽其它部位的温度相符尤为重要。在中间工厂所进行的各种测量已得到了对螺杆梢和杆芯孔设计来讲较为重要的大量数据。其目的是想获得对所有相同类型的挤出机尽可能类似的塑化温度分布图。这就容许增加在不同挤出机中所使用的口型挠度。
除塑化温度均匀性外,随时间变化的塑化压力特性对挤出产量也有较大的影响。在这一点上,必须区别短期和长期的塑化压力特性间的差异。任何反转的紧密啮合的双螺杆挤出机都象泵那样进行操作。这意味着塑化是在一室一室地进行。因此,产生短期塑化压力波动,该波动在空室的内表面上表现为扰动。
为把短期塑化压力波动减至*小,螺杆必须在测量区末端“敞开”。
减少波动的方法有如下几种:在测量区末端设置不同的齿距;在测量区末端把螺纹断开;使用多螺纹混合头螺杆。
在额定的2535MPa的压力下,通过这些测量,能获得少于1%的短时间塑化压力波动。除短时间塑化压力波动外,亦会产生长时间塑化压力波动。这可能是由于视密度、产量、机筒和适配器或口型的非恒温度控制的波动所致。现代控制技术可达到士1°C的温控精度。
11能量平衡非常有意义的是,比较以前的23D和新型26D型材挤出机之间的特定驱动能量。为使胶料软化,26D挤出机所需要的剪切能比23D挤出机的少得多,特别在从较低到中等螺杆速度下。在*大的螺杆速度范围内,26D挤出机的特定驱动能量仍约为15%以下。
12填充剂在管挤出中的应用为降低胶料的成本,在下水管和导线管中尽可能多的使用碳酸钙填充剂用量曾一度成为市场上的一种趋势。根据所取得的经验证明,不仅是碳酸右侧偏心轴连杆的长度。首先将连杆4的销轴8拆出,松开螺母3,旋进或旋出连杆4来改变其长度,然后将连杆4的销轴8装上。由于连杆长度的变化,连杆在偏心轮结合件2驱动下前后运动时,推动连接板5转动的角度就会变化,从而改变摆叉6转动的角度的大小,摆叉转动的角度大,压丝的高度就小,摆叉转动的角度小,压丝的高度就大。机器*大切割厚度为30mm.(上接第19页)钙的使用量,而且特别是其粒度和颗粒结构都对螺杆和机筒磨损有决定性的影响。一使螺杆和机筒产生*小磨损的碳酸钙牌号为Omya 95T.其粒子呈圆形,*大断面尺寸为2m以下。此外,涂覆这种碳酸钙,可以提供额外的磨损保护。实践证明,碳酸钙的*大断面尺寸决不应在10m以上,且其结构不应呈锐边或菱形。
13磨损保护所有双螺杆挤出机都装有深色的氮化机筒。所使用的氮化钢使机筒孔有一个特别高的表面硬度(约9001 100维氏硬度)和0.60.8mm的硬度深度。
平行型材螺杆涂有一层钼硬化表面层。在公司特殊服务项目中,可以经常为客户测量磨损量,并在需要时回厂修复,而修复费用约为新螺杆价格的14复合挤出系统型材挤出的发展趋势是玻璃窗型材的复合挤3.3压辊压力的调节切割时加在丝束上的压力大小,根据加工时喂入原料的厚度不同、材料不同而变化,通过调节气路上的进气阀,从气压表上可以看出。一般情况下,喂入的丝束厚度越大,压力也应越大,切割细纤维和单纤维丝束应使用小压力。压丝气压>4个大气压。
3.4刀片的更换动刀片钝化后,将铝刀架升至上死点,拉出夹紧手柄上的插销,向下扳夹紧手柄,就可以将动刀片与刀片夹一起从铝刀架中取出,将备用刀片装入刀夹后,由上方放入刀架,配有导槽的刀夹必需压入刀架滑槽内,然后向上扳夹紧手柄,插入销子后手柄被锁紧。机器在切割一定数量的丝束后,下刀片刀口也会变钝,这时候应更换下刀片,将刀架升至*高位置,露出下刀片,拧下刀片上的固定螺钉,取下经复磨后再装上。
出,而该型材具有型芯和一层由非常昂贵的色泽坚牢的材料制成的薄外层。为此,型材厂家要求设备厂家提供尽可能小型的设备。
为使单线挤出和双线挤出的总产量分别达到300kg/h和900kg/h,将平行主挤出机与一台或两台锥形分段自动控制的挤出机(亦称为节省空间的挤出机)进行并联。
螺杆直径高达50mm(在螺杆末端)的锥形挤出机能容易地装在主挤出机上,以便在两轴中进行调整。
如果要求复合挤出机有较高的产量必须把其装在主挤出机旁边。这里,一个简单的解决办法就是采用“串联”系统。在这种情况下,具有锥形KMD 2-60KK的平行主挤出机与平行复合挤出机(例如KMD 75-26或KMD90-26)并联。这些挤出机并联机组的总产量是在450900kg/h之间。该方案允许进行各种不同的并联,这样,就能为任何产品找出适当的解决办法。