擠出機(jī)屬于塑料機(jī)械的種類之一,起源于18世紀(jì)。擠出機(jī)依據(jù)機(jī)頭料流方向以及螺桿中心線的夾角,可以將機(jī)頭分成直角機(jī)頭和斜角機(jī)頭等。螺桿擠出機(jī)是依靠螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力及剪切力,能使得物料可以充分進(jìn)行塑化以及均勻混合,通過口模成型。塑料擠出機(jī)可以基本分類為雙螺桿擠出機(jī),單螺桿擠出機(jī)以及不多見的多螺桿擠出機(jī)以及無螺桿擠出機(jī)。單螺桿一般在有效長度上分為三段,按螺桿直徑大小 螺距 螺深確定三段有效長度,一般按各占三分之一劃分。
料口后一道螺紋開始叫輸送段:物料在此處要求不能塑化,但要預(yù)熱、受壓擠實(shí),過去老擠出理論認(rèn)為此處物料是松散體,后來通過證明此處物料實(shí)際是固體塞,就是說這里物料受擠壓后是一固體象塞子一樣,因此只要完成輸送任務(wù)就是它的功能了。第二段叫壓縮段,此時(shí)螺槽體積由大逐漸變小,并且溫度要達(dá)到物料塑化程度,此處產(chǎn)生壓縮由輸送段三,在這里壓縮到一,這叫螺桿的壓縮比--3﹕1,有的機(jī)器也有變化,完成塑化的物料進(jìn)入到第三段。第三段是計(jì)量段,此處物料保持塑化溫度,只是象計(jì)量泵那樣準(zhǔn)確、定量輸送熔體物料,以供給機(jī)頭,此時(shí)溫度不能低于塑化溫度,一般略高點(diǎn)。
在進(jìn)行加壓的情況,使得處于粘流態(tài)的物料通過具有一定的形狀的口模,然后根據(jù)口模而成為橫截面和口模樣子相仿的連續(xù)體。繼而冷卻定型形成玻璃態(tài),由此得到所需加工的制件。在擠出機(jī)中,一般情況下,基本和通用的是單螺桿擠出機(jī)。其主要包括:傳動(dòng)、加料裝置、料筒、螺桿、機(jī)頭和口模等六個(gè)部分。
因此減速機(jī)的體積重量的增大,不是與電機(jī)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(jī)重量,高速的擠出機(jī)得數(shù)小,普通擠出機(jī)得數(shù)大。以單位產(chǎn)量計(jì),高速擠出機(jī)的電機(jī)功率小及減速機(jī)重量小,意味著高速擠出機(jī)的單位產(chǎn)量機(jī)器制造成本比普通擠出機(jī)低。
一般為一個(gè)金屬料桶,為合金鋼或者內(nèi)襯為合金鋼的復(fù)合鋼管制成。其基本特點(diǎn)為耐溫耐壓強(qiáng)度較高,堅(jiān)固耐磨耐腐蝕。一般料筒的長度為其直徑的15~30倍,其長度以使物料得到充分加熱和塑化均勻?yàn)樵瓌t。料筒應(yīng)該有其足夠的厚度與剛度。內(nèi)部應(yīng)該光滑,但是有些料筒刻有各種溝槽,以增大與塑料的摩擦力。在料筒外部附有電阻、電感以及其他方式加熱的電熱器、溫度自控裝置及冷卻系統(tǒng)。
為了提高固體輸送量,還有一種方法。就是冷卻加料段料筒,目的是使被輸送的物料的溫度保持在軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)以下,避免熔膜出現(xiàn),以保持物料的固體摩擦性質(zhì)。采用上述方法后,輸送效率由0.3提高到0.6,而且擠出量對機(jī)頭壓力變化的敏感性較小。
螺桿是擠出機(jī)的心臟,是擠出機(jī)的關(guān)鍵部件,螺桿的性能好壞,決定了一臺擠出機(jī)的生產(chǎn)率、塑化質(zhì)量、填加物的分散性、熔體溫度、動(dòng)力消耗等。是擠出機(jī)重要的部件,它可以直接影響到擠出機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)效率。通過螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)對塑料產(chǎn)生極壓的作用,塑料在料筒中才可以發(fā)生移動(dòng)、增壓以及從摩擦中獲取部分熱量,塑料在料筒的中的移動(dòng)過程中獲得混合和塑化,黏流態(tài)的熔體在被擠壓而流經(jīng)口模時(shí),獲得所需的形狀而成型。與料筒一樣,螺桿也是用高強(qiáng)度、耐熱和耐腐蝕的合金制備而成。
常見的螺桿直徑D大約為45~150毫米。螺桿直徑增大,擠出機(jī)的加工能力也相應(yīng)提高,擠出機(jī)的生產(chǎn)率與螺桿直徑D的平方呈正比。螺桿工作部分有效長度與直徑之比(簡稱長徑比,表示為L/D)通常為18~25。L/D大,能改善物料溫度分布,有利于塑料的混合和塑化,并能減少漏流和逆流。提高擠出機(jī)的生產(chǎn)能力,L/D大的螺桿適應(yīng)性較強(qiáng),能用于多種塑料的擠出;但L/D過大時(shí),會(huì)使塑科受熱時(shí)間增長而降解,同時(shí)因螺桿自重增加,自由端撓曲下垂,容易引起料簡與螺桿間擦傷,并使制造加工困難;增大了擠出機(jī)的功率消耗。過短的螺桿,容易引起混煉的塑化不良。