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常見問題
Common problem
塑料成型最重要的兩種工藝即注塑成型和擠出成型,螺桿是整個成型過程中的關(guān)鍵部件，所以一直強調(diào)螺桿的重要性。我們知道，單螺桿有各式各樣的，如分離性、混煉型以及壓縮減壓型的單螺桿。其中，壓縮減壓型螺桿又分為:能量傳遞式(ET)螺桿和波形螺桿。
波型螺桿與普通單螺桿一樣，仍分固體輸送段、壓縮段及計量段，但不同之處是：在從壓縮段起，螺紋有偏心距，螺槽展開時呈波狀。硬聚氯乙烯物料在擠出塑化時，除要經(jīng)過螺旋輸送和一定的熱歷程外，還要經(jīng)過波峰和波谷的間歇作用，促使物料收到周期性的壓縮---減壓作用，在減壓時分子產(chǎn)生應(yīng)力松弛。這樣，硬聚氯乙烯在塑化過程中不致因不斷收到剪切、不擦作用而使物料溫度持續(xù)上升，從而發(fā)生降解，這就大打提高了硬聚氯乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量。
經(jīng)過多年的努力，目前達到實用階段，應(yīng)大力推廣應(yīng)用，華南理工大學(xué)主要研究雙波形螺桿、排氣或擠出機用螺桿，而背景化工學(xué)院則著重研究注塑用波狀螺桿，本文重點介紹這種波狀注塑螺桿。
近年來,由于擠出機產(chǎn)量越來越大,驅(qū)動功率越來越大,螺桿的轉(zhuǎn)速也隨之提高。為了有效提高軸承受單向扭矩能力，分析研究擠出機螺桿芯軸的失效和受力原因是非常重要的。為何獲取更好的塑化效果和生產(chǎn)能力，大直徑螺桿、超深螺槽是近年擠出機發(fā)展的趨向，其軸所承受的扭矩也越大，擠出機在運行中發(fā)生的芯軸折斷事故拼拼出現(xiàn)。因此，研究擠出機螺桿芯軸失效的原因，對于提高擠出機生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，有著至關(guān)重要的意義。
在塑料加工工業(yè)中，選用合理地裝配結(jié)構(gòu)和部件的加工精度；正確地設(shè)計螺桿結(jié)構(gòu)形狀以及采用新型材料和螺扦表面的處理是降低螺桿表面磨損，腐蝕，提高生產(chǎn)率的有效措施。
擠出機塑化裝置中除了擠出機螺桿很重要,還有機筒和射嘴在加工生產(chǎn)中也非常重要,接下來簡單接受下這兩個部件的結(jié)構(gòu)特點。
擠出機機筒是一個直筒，與螺桿緊密配合。螺桿與機筒之間的徑向間隙一般為0.2M(0.008in);螺桿直徑不大于40mm的擠出機的間隙約0.15mm(0.006in)。機筒通常由雙金屬通過中心澆鑄制成。當塑化裝置要求排氣時，機筒上要開排氣口。在機筒的喂料端開喂料口。喂料口與料斗相連，固體塑料顆粒經(jīng)科斗加到擠出機中。
擠出機的噴嘴頂?shù)街鳚蔡咨?。噴嘴的尖部通常倒圓，圓弧的半徑略小于與其配合的主澆套的半徑，以實現(xiàn)良好密封。為避免過度磨損，半徑應(yīng)足夠大。美國標淮中，噴魔的半徑為。0.5in和0.75in；在歐洲歐盟標準中，噴嚏的半徑取10mm、15mm、20mm和30mm。噴嘴既可以是直通式，也可以包含一個開關(guān)裝
置。直通式噴嘴一般推薦用于熱敏性整合物和高黏度聚合物的加工，例如硬PVC、熱固型樹脂和彈性體。圖1.12顯示了一種直通式噴嘴的結(jié)構(gòu)。
1.螺筒要直。
2.螺筒的設(shè)計應(yīng)能經(jīng)受擠出機的工作壓力。這些壓力可能高達70-140MPa(10000-20000psi)，在注塑中還要更高些。
3.螺筒內(nèi)壁面應(yīng)比擠出機螺桿更耐磨，因為螺桿比螺筒易更換，重新加工也比螺筒便宜。
4.螺筒后端的支撐應(yīng)采用滑動支撐，當螺筒被加熱時允許其膨脹。剛性的支撐會引起螺筒的彎曲，可能導(dǎo)致螺桿和螺筒嚴重損壞。
5.為了改進團體輸送，螺筒的加料段可以開槽。開槽加解段應(yīng)保證良好的冷卻能力，以帶走高摩擦產(chǎn)生的熱，并阻止槽內(nèi)堆積物料的熔融。另外，溝槽應(yīng)傾斜開，深度逐漸變淺，最大限度地減小物料在構(gòu)糟內(nèi)的掛料機會。
6. 如果沒有搭氣口，應(yīng)偏置，并且開口側(cè)壁與螺筒內(nèi)壁相切，以減小塑料熔體掛在排氣口前沿的機會，見圖2．20。較傳統(tǒng)的對稱式排氣口設(shè)計，易使物料在排氣口的底部不斷堵塞。排氣口的開口處可以設(shè)計成向下傾斜的，以避免冷卻物流人擠出機螺筒。
一.擠出機螺桿與其支撐傳動軸的裝配間隙過大，旋轉(zhuǎn)工作時兩軸心線不同心，誤差過大。
二.擠出機螺桿彎曲變形，軸中心線的直線度超差較大。
三.擠出機料筒端面與機座連接法蘭端面和料筒中心線的垂直度沒能保證，誤差大。
四.擠出機螺桿裝配在擠出機料筒內(nèi)，兩零件同心度的誤差大。
腐蝕性、磨蝕性和耐高溫的樹脂有可能在不知不覺中損害螺桿和機筒。例如，部分工程材料、熱塑性彈性體和生物高分子材料，有時會形成一種腐蝕性環(huán)境。另外，增強材料（如玻璃纖維、玻璃球等）、某些填料以及添加劑，都具有磨蝕性。
為避免影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，加工商必須密切監(jiān)測這些材料可能會對設(shè)備造成的危害。為了保持較高的加工標準，建立一種預(yù)防性的維護方案（以下簡稱“PM方案”）非常必要。在需要的時候，應(yīng)該對機筒螺桿進行檢查和測量，并將螺桿拉出來，重新進行安裝或更換，因為極小的磨損也會影響產(chǎn)品質(zhì)量。
保護設(shè)備免遭腐蝕性和磨蝕性樹脂的損害，最好的辦法是選擇合適的材料來制造螺桿和機筒。為應(yīng)對腐蝕性、磨損性和耐高溫的熔體而制造耐耗損機筒和螺桿，其加工成本超過標準的聚烯烴用螺桿約3~4倍。這是因為耐耗損合金的價格比較昂貴，并且很難加工。但它們能提供更長的使用壽命，并且維修的間隔可以更長。
1.擠出生產(chǎn)過程中，由于工藝溫度過低或擠出機機筒內(nèi)隨物料混進金屬異物，會使螺桿的工作轉(zhuǎn)動扭矩突然增加，這種扭矩力超出螺桿的強度極限，會造成螺桿扭斷。
2.物料中如果有碳酸鈣或玻璃纖維等填充料，會加劇擠出機螺桿和擠出機機筒的磨損。
3.擠出機螺桿在擠出機機筒內(nèi)轉(zhuǎn)動、擠出物料，螺桿、機筒和物料三者之間長時間摩擦必然會造成機筒和螺桿的磨損。機筒的內(nèi)徑會逐漸加大、螺桿的外徑逐漸縮小，這樣，螺桿與機筒的配臺間隙會隨著兩者的逐漸磨損而一點點加大.
4.操作不當，工藝溫度控制不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)被擠出物料分解如pvc分解時放出大量HCI氣體，加劇了對零件的腐蝕。
5.擠出機螺桿或機筒工作表面的熱處理硬度沒有達到要求值，會加快兩零件的磨損。
6.螺桿和擠出機機筒的材料選擇不當，使兩零件的工作強度不夠，會縮短其工作壽命。
擠出產(chǎn)值直接決議于螺桿轉(zhuǎn)速，所以精密切量和操控擠出機螺桿轉(zhuǎn)速非常主要。測量和閃現(xiàn)的冕桿轉(zhuǎn)速應(yīng)最少精確到0.1r/min，最好精確到0.1r/min或更小。換句話說，螺桿速度測量的敏感度和分辯牢應(yīng)為0.1r/min或非常好。假設(shè)滿量程為200r/min，則測量敏感度為滿量程的0.05%。當擠出機在低速下作業(yè)時．轉(zhuǎn)速的測量尤為主要。例如，擠出機在5r/min下作業(yè)，螺桿轉(zhuǎn)速的分辯率為1r/min．則實習(xí)的螺桿轉(zhuǎn)速改變在20%以內(nèi)時，在測量控數(shù)上不會有改變。當分辯率為0.1r/min時，螺桿轉(zhuǎn)速在%以內(nèi)改變時，螺桿測量閃現(xiàn)值不會有改變。
另一個需求思索的主要疑問是擠出機和牽引機的速度調(diào)度疑問。典型帶有測速反響調(diào)度的電刷式宜流電機的速度調(diào)度精度為滿量程的1%。假設(shè)最高轉(zhuǎn)速為100r/min，則螺桿轉(zhuǎn)速為10r/min時，其改變值可達正負1r/min，即正負10％，總改變置達20%。這對大都擠出進程是不允許的。采用數(shù)字化驅(qū)動技能的無刷直流電機或數(shù)字脈沖有刷直流電機，調(diào)速精度可大為前進，其調(diào)速精度可達滿量程的0.01%或非常好。這就是說．即便在很低的轉(zhuǎn)速下，這種驅(qū)動方法也能確保螺桿轉(zhuǎn)速非常安穩(wěn)。
明顯、牽引速度的調(diào)度具有相同主要的含義。假設(shè)擠出產(chǎn)值堅持安穩(wěn)，而牽引速度在改變，則成品的尺度也會發(fā)生改變。所以，建議擠出機和牽引裝置的速度調(diào)度精度都要抵達滿量程的0.01%或更高。因為現(xiàn)在數(shù)字化驅(qū)動在價錢上比起舊式的帶測速僅或不帶測速儀的刷式直流電機并不算貴，所以沒有理由不采用數(shù)字驅(qū)動裝置。
在擠出物料時需要對螺桿進行冷卻，主要是為了保證生產(chǎn)能順利進行，防止物料因塑化溫度過高而造成分解。比如在螺桿的加料段冷卻，是防止此段螺桿溫度過高，避免物料因溫度高而戮附在螺桿的螺紋槽內(nèi)隨螺桿轉(zhuǎn)動，影響物料輸送前移，造成因供料不足而不能正常生產(chǎn)。螺桿的均化段冷卻降溫，是因為此段熔料因受較大的擠壓、摩擦和剪切作用，產(chǎn)生熱量多，溫升較快，為防止物料分解才需降溫冷卻。
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