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擠出機(jī)發(fā)展歷史:固特波公司的H.Bewlgy隨后對(duì)該擠出機(jī)進(jìn)行了改進(jìn),并于1851年將它用于包覆在Dover和Calais公司之間的首根海底電纜的銅線上。1879年英國(guó)人M.Gray取得獨(dú)一個(gè)采用阿基米德螺線式螺桿擠出機(jī)專利。在此后的25年內(nèi),擠出方法逐漸重要,并且逐漸由電動(dòng)操縱的擠出機(jī)迅速替代了以往的手動(dòng)擠出機(jī)。1935年德國(guó)機(jī)械制造商Paul Troestar生產(chǎn)出用于熱塑性塑料的擠出機(jī)。這種螺桿適應(yīng)性強(qiáng),易獲得尤佳工作條件,在一定程度上解決了多功能與專用的矛盾,因此得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。1939年他們把塑料擠出機(jī)發(fā)展到了一個(gè)現(xiàn)階段——現(xiàn)代單螺桿擠出機(jī)階段。
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。由于塑料的種類很多,它們的性質(zhì)也各不相同。因此在實(shí)際操作中,為了適應(yīng)不同的塑料加工需要,所需的螺桿種類不同,結(jié)構(gòu)也有各有差別。以便能尤大效率的對(duì)塑料產(chǎn)生至大化運(yùn)輸、擠壓、混合和塑化作用。圖為幾種較常見的螺桿。同樣螺桿直徑的擠出機(jī),高速高有效的擠出機(jī)比常規(guī)的擠出機(jī)所消耗的能量多,電機(jī)功率加大一倍,減速機(jī)的機(jī)座號(hào)相應(yīng)加大是必須的。表示螺桿特征的基本參數(shù)包括以下幾點(diǎn):直徑、長(zhǎng)徑比、壓縮比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺桿和料筒的間隙等。
均化段螺桿的重要參數(shù):螺槽深度H3由經(jīng)驗(yàn)公式確定:H3=(0.02~0.06)Ds;長(zhǎng)度L3由下式確定:L3=(20%~25%)Ld。根據(jù)熔體輸送理論,熔體在螺桿均化段的流動(dòng)有四種形式,熔融物料在螺槽中的流動(dòng)是這四種流動(dòng)的組合:正流——塑料熔體在料筒和螺桿間沿著螺槽方向朝機(jī)頭方向的流動(dòng)。逆流——流動(dòng)方向與正流相反,由機(jī)頭、多孔板、過(guò)濾板等阻力引起的壓力梯度所造成。橫流——熔體沿著垂直于螺紋壁方向的流動(dòng),影響擠出過(guò)程中熔體的混合和熱交換作用。漏流——由于壓力梯度在螺桿與料筒間隙處形成的倒流,沿螺桿軸向方向。為了滿足國(guó)內(nèi)對(duì)橡膠熔體齒輪泵的需求,北京化工大學(xué)還與北京航空制造工程研究所、杭州朝陽(yáng)橡膠有限公司合作,共同研制開發(fā)XCP150/100、XCP120/90兩種型號(hào)橡膠熔體齒輪泵擠出機(jī)組。
預(yù)熱裝置:在擠塑料過(guò)程中,預(yù)熱可消除冷線進(jìn)入高溫機(jī)頭,在模口處與塑膠接觸時(shí)形成的懸殊溫差,避免塑膠溫度的波動(dòng)而導(dǎo)致擠出壓力的波動(dòng),從而穩(wěn)定擠出量,保證擠出質(zhì)量。擠塑機(jī)組中均采用電加熱線芯預(yù)熱裝置,要求有足夠的容量并保證升溫迅速,使線芯預(yù)熱和纜芯烘干效率很高。預(yù)熱溫度受放線速度的制約,一般與機(jī)頭溫度相仿即可。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(guò)口模成型。