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管材料具有相對密度小、耐化學(xué)藥品性、耐水性好以及良好的機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣性等特點(diǎn),可制成薄膜、管材、板材等各種形狀制品,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、包裝、電子、電氣、汽車、機(jī)械、日用雜品等日常生產(chǎn)生活中。目前PP
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管材料已逐步的走入國際市場。世界上PP
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管材料每年的需求量也在不斷的擴(kuò)大。鑒于國內(nèi)巨大的市場需求空間,很多國外公司紛紛將目光投向我國,建立PPH管材
料塑機(jī)生產(chǎn)線對我國來說也是一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)。
目前,國內(nèi)用于PPH
管材料擠出成型的設(shè)備一般是單螺桿擠出機(jī)。單螺桿擠出機(jī)盡管具有結(jié)構(gòu)簡單、工藝控制簡單等優(yōu)勢,但其對PPH
管材料的剪切降解小,物料在擠出機(jī)中停留時(shí)間長,生產(chǎn)效率低。尤其值得指出的是,為了提高生產(chǎn)效率,目前單螺桿擠出機(jī)中螺桿長度有逐步加長的趨勢,同時(shí)電機(jī)功率加大,單位制品能耗與國外同類產(chǎn)品相比差距巨大。
錐形雙螺桿擠出機(jī)在PP
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管材料的加工成型中有廣泛的應(yīng)用,然而,對PPH
材料的加工成型具有一定的限制,主要是因?yàn)?font face="Times New Roman">PPH
材料顆粒對雙螺桿之間的分離力很大,從而損壞螺桿。通過對雙螺桿的導(dǎo)程和壓縮比進(jìn)行改進(jìn),可以使PPH
料對雙螺桿間的分離力減小,從而實(shí)現(xiàn)錐形雙螺桿擠出機(jī)在PPH
材料加工成型中的應(yīng)用。
錐形雙螺桿擠出機(jī)的研究與應(yīng)用實(shí)例
本產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)為:螺桿獨(dú)特結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù),主傳動軸與從傳動軸夾角設(shè)計(jì)技術(shù),內(nèi)排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)。
1、
對進(jìn)料、壓縮、塑化均化三大功能段的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì),成功解決了螺桿后座力大、電流負(fù)荷大等核心技術(shù)難點(diǎn),提高了聚烯烴的塑化和混煉效果,以滿足聚烯烴相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)要求在螺桿上都設(shè)置有進(jìn)料段,壓縮段和塑化均化段共三段螺棱,且壓縮段螺棱長度為螺桿本體上所有螺棱總長度的35%~45%。壓縮段螺棱的導(dǎo)程為40~58 毫米。增加了有效壓縮段和預(yù)塑化段的長度,使聚烯烴材料得到很好的塑化和混煉。
2 、主傳動軸與從傳動軸獨(dú)特的夾角設(shè)計(jì),有效防止了生產(chǎn)過程中熔體壓力過高,產(chǎn)生分配箱推力軸承易損及漏油現(xiàn)象。
本產(chǎn)品的動力傳遞方式為:一根錐形螺桿通過主連軸器與分配箱中的主傳動軸連接,另一根錐形螺桿通過連軸器與分配箱中的從傳動軸相連接,主傳動軸與從傳動軸通過一對錐形齒輪相互嚙合傳動;并且對于最大螺棱外徑為132 毫米、最小螺棱外徑為65毫米的錐形雙螺桿來說,主傳動軸與從傳動軸之間的夾角α為2 度11分19 秒至2 度20分0秒之間;對于最大螺棱為188毫米、最小螺棱為92毫米的錐形雙螺桿來說,主傳動軸與從傳動軸間的夾角α為1 度52 分39秒至1 度63分0秒之間。這種結(jié)構(gòu)能有效防止由于聚烯烴類材料在擠出生產(chǎn)過程中熔體壓力過高,產(chǎn)生分配箱推力軸承易損及漏油現(xiàn)象。
3、
獨(dú)特設(shè)計(jì)了設(shè)置在螺棱的內(nèi)置凹槽排氣槽,解決了聚烯烴類材料加工中易出現(xiàn)氣孔而影響制品性能的關(guān)鍵技術(shù)問題。機(jī)筒上無排氣孔,在整個(gè)壓縮段的螺棱上設(shè)置有若干排氣凹槽,自壓縮段至進(jìn)料口下方的那段進(jìn)料段的螺棱上也設(shè)置有排氣凹槽。在加工過程式中產(chǎn)生的氣體會從排氣凹槽中返回到進(jìn)料口自然排出,這種結(jié)構(gòu)的錐形雙螺桿擠出機(jī)解決了因?yàn)榫巯N類材料加工易出現(xiàn)氣孔影響制品性能的關(guān)鍵技術(shù)問題。
4、
PP材料專用錐形雙螺桿擠出機(jī)的擠出裝置包括,在機(jī)筒中設(shè)置了具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的一對錐形螺桿,機(jī)筒上設(shè)置有進(jìn)料口,進(jìn)料口的位置對應(yīng)著錐形螺桿上的進(jìn)料段,在整個(gè)壓縮段的螺棱上設(shè)置有若干排氣凹槽,自壓縮段至進(jìn)料口下方的那段進(jìn)料段的螺棱上也設(shè)置有排氣凹槽,其中一根錐形螺桿與分配箱中的主傳動軸相連接,另一根錐形螺桿與分配箱中的從傳動軸相連接。這種裝置把每個(gè)設(shè)備都有效的組合在一起。使其成為一個(gè)整體,各個(gè)部件相輔相成,最終讓擠出機(jī)的功能發(fā)揮到了極致。
經(jīng)過不斷的探索和改進(jìn),我公司終于成功研制出了聚烯烴專用錐形雙螺桿擠出機(jī)。該產(chǎn)品在2009年生產(chǎn)樣機(jī)3臺,并試車成功,所加工的聚烯烴制品的性能也達(dá)到客戶的要求。
經(jīng)江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院及性能測試單位檢測,產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合Q/320582JDJ2-2009企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,產(chǎn)品技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。主要技術(shù)性能指標(biāo)如下:
最高產(chǎn)量:≥650 kg/h
螺桿轉(zhuǎn)速:1~38(r/min)
螺桿表面硬度:≥700 HV
整體噪聲:≤85 dB(A)
比功率:≤0.23 Kw/(kg/h)
實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果如下:
實(shí)際產(chǎn)量:660 kg/h
實(shí)際耗電量:138度
實(shí)際比功率:0.21 Kw/(kg/h)
熔體流動速率變化:
HDPE(80級) 加工前:0.24 g/10min 加工后:0.25 g/10min
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加工前:0.30 g/10min 加工后:0.32 g/10min
從上面的性能測試結(jié)果可以看出,錐形雙螺桿擠出機(jī)的實(shí)際比功率小于等于普通單螺桿擠出機(jī)(0.46 Kw/(kg/h))的一半,由此得出,該產(chǎn)品單位產(chǎn)量耗能較傳統(tǒng)單螺桿擠出機(jī)節(jié)能50%以上。另外,從熔體流動速率數(shù)據(jù)可以看出,該設(shè)備對聚烯烴加工前后的流動性能幾乎沒有影響,從而大大擴(kuò)展了錐形雙螺桿擠出機(jī)的應(yīng)用范圍
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