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管材料具有相對密度小、耐化學藥品性、耐水性好以及良好的機械強度、電絕緣性等特點,可制成薄膜、管材、板材等各種形狀制品,廣泛應用于農業、包裝、電子、電氣、汽車、機械、日用雜品等日常生產生活中。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大。鑒于國內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
料塑機生產線對我國來說也是一項重大的挑戰。
目前,國內用于PPH
管材料擠出成型的設備一般是單螺桿擠出機。單螺桿擠出機盡管具有結構簡單、工藝控制簡單等優勢,但其對PPH
管材料的剪切降解小,物料在擠出機中停留時間長,生產效率低。尤其值得指出的是,為了提高生產效率,目前單螺桿擠出機中螺桿長度有逐步加長的趨勢,同時電機功率加大,單位制品能耗與國外同類產品相比差距巨大。
錐形雙螺桿擠出機在PP
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管材料的加工成型中有廣泛的應用,然而,對PPH
材料的加工成型具有一定的限制,主要是因為PPH
材料顆粒對雙螺桿之間的分離力很大,從而損壞螺桿。通過對雙螺桿的導程和壓縮比進行改進,可以使PPH
料對雙螺桿間的分離力減小,從而實現錐形雙螺桿擠出機在PPH
材料加工成型中的應用。
錐形雙螺桿擠出機的研究與應用實例
本產品的關鍵技術為:螺桿獨特結構的設計技術,主傳動軸與從傳動軸夾角設計技術,內排氣結構設計技術。
1、
對進料、壓縮、塑化均化三大功能段的結構參數進行了創新設計,成功解決了螺桿后座力大、電流負荷大等核心技術難點,提高了聚烯烴的塑化和混煉效果,以滿足聚烯烴相關產品的生產技術要求在螺桿上都設置有進料段,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%。壓縮段螺棱的導程為40~58 毫米。增加了有效壓縮段和預塑化段的長度,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特的夾角設計,有效防止了生產過程中熔體壓力過高,產生分配箱推力軸承易損及漏油現象。
本產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。這種結構能有效防止由于聚烯烴類材料在擠出生產過程中熔體壓力過高,產生分配箱推力軸承易損及漏油現象。
3、
獨特設計了設置在螺棱的內置凹槽排氣槽,解決了聚烯烴類材料加工中易出現氣孔而影響制品性能的關鍵技術問題。機筒上無排氣孔,在整個壓縮段的螺棱上設置有若干排氣凹槽,自壓縮段至進料口下方的那段進料段的螺棱上也設置有排氣凹槽。在加工過程式中產生的氣體會從排氣凹槽中返回到進料口自然排出,這種結構的錐形雙螺桿擠出機解決了因為聚烯烴類材料加工易出現氣孔影響制品性能的關鍵技術問題。
4、
PP材料專用錐形雙螺桿擠出機的擠出裝置包括,在機筒中設置了具有獨特結構設計技術的一對錐形螺桿,機筒上設置有進料口,進料口的位置對應著錐形螺桿上的進料段,在整個壓縮段的螺棱上設置有若干排氣凹槽,自壓縮段至進料口下方的那段進料段的螺棱上也設置有排氣凹槽,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。這種裝置把每個設備都有效的組合在一起。使其成為一個整體,各個部件相輔相成,最終讓擠出機的功能發揮到了極致。
經過不斷的探索和改進,我公司終于成功研制出了聚烯烴專用錐形雙螺桿擠出機。該產品在2009年生產樣機3臺,并試車成功,所加工的聚烯烴制品的性能也達到客戶的要求。
經江蘇省產品質量監督檢驗研究院及性能測試單位檢測,產品各項性能指標均符合Q/320582JDJ2-2009企業標準要求,產品技術達到國內領先水平。主要技術性能指標如下:
最高產量:≥650 kg/h
螺桿轉速: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)
實驗測試結果如下:
實際產量:660 kg/h
實際耗電量:138度
實際比功率: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
PP-
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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果可以看出,錐形雙螺桿擠出機的實際比功率小于等于普通單螺桿擠出機(0.46 Kw/(kg/h))的一半,由此得出,該產品單位產量耗能較傳統單螺桿擠出機節能50%以上。另外,從熔體流動速率數據可以看出,該設備對聚烯烴加工前后的流動性能幾乎沒有影響,從而大大擴展了錐形雙螺桿擠出機的應用范圍
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