擠出機屬于塑料機械的種類之一,起源于18世紀。擠出機依據(jù)機頭料流方向以及螺桿中心線的夾角,可以將機頭分成直角機頭和斜角機頭等。螺桿擠出機是依靠螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力及剪切力,能使得物料可以充分進行塑化以及均勻混合,通過口模成型。塑料擠出機可以基本分類為雙螺桿擠出機,單螺桿擠出機以及不多見的多螺桿擠出機以及無螺桿擠出機。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,但要預熱、受壓擠實,過去老擠出理論認為此處物料是松散體,后來通過證明此處物料實際是固體塞,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,此時螺槽體積由大逐漸變小,并且溫度要達到物料塑化程度,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,有的機器也有變化,完成塑化的物料進入到第三段。第三段是計量段,此處物料保持塑化溫度,只是象計量泵那樣準確、定量輸送熔體物料,以供給機頭,此時溫度不能低于塑化溫度,一般略高點。
加熱部分節(jié)能:加熱部分節(jié)能大多是采用電磁加熱器節(jié)能,節(jié)能率約是老式電阻圈的30%~70%。工作過程,塑料物料從料斗進入到擠出機,在螺桿的轉(zhuǎn)動帶動下將其向前進行輸送,物料在向前運動的過程中,接受料筒的加熱、螺桿帶來的剪切以及壓縮作用使得物料熔融,因而實現(xiàn)了在玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)的三態(tài)間的變化。
傳動部分通常由電動機,減速箱和軸承等組成。在擠出的過程中,螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,不能隨著螺桿負荷的變化而變化,這樣才能保持所得制品的質(zhì)量均勻一致。但是在不同的場合下又要要求螺桿可以變速,以達到一臺設(shè)備可以擠出不同塑料或不同制品的要求。因此,本部分一般采用交流整流子電動機、直流電動機等裝置,以達到無級變速,一般螺桿轉(zhuǎn)速為10~100轉(zhuǎn)/分。
常見的螺桿直徑D大約為45~150毫米。螺桿直徑增大,擠出機的加工能力也相應(yīng)提高,擠出機的生產(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。提高擠出機的生產(chǎn)能力,L/D大的螺桿適應(yīng)性較強,能用于多種塑料的擠出;但L/D過大時,會使塑科受熱時間增長而降解,同時因螺桿自重增加,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;增大了擠出機的功率消耗。過短的螺桿,容易引起混煉的塑化不良。
螺旋角Φ是螺紋與螺桿橫斷面的夾角,隨Φ增大,擠出機的生產(chǎn)能力提高,但對塑料產(chǎn)生的剪切作用和擠壓力減小,通常螺旋角介于10°到30°之間,沿螺桿長度的變化方向而改變,常采用等距螺桿,取螺距等于直徑,Φ的值約為17°41′
壓縮比越大,塑料收到的擠壓比也就越大。螺槽淺時,能對塑料產(chǎn)生較高的剪切速率,有利于料筒壁和物料間的傳熱,物料混合和塑化效率越高,反而生產(chǎn)率會降低;反之,螺槽深時。情況剛好相反。因此,熱敏性材料(如聚氯乙烯)宜用深螺槽螺桿;而熔體粘度低和熱穩(wěn)定性較高的塑料(如聚酰胺),宜用淺螺槽螺桿。