Extrusora para moldeo por extrusión

La máquina principal de la extrusora de plástico es la extrusora, que consta de un sistema de extrusión, un sistema de transmisión y un sistema de calentamiento y enfriamiento.

1. Sistema de extrusión El sistema de extrusión incluye un tornillo, un cilindro, una tolva, una matriz y un molde. El plástico se plastifica en una masa fundida uniforme a través del sistema de extrusión y la masa fundida se establece durante este proceso. presión, el tornillo se extruye continuamente desde el cabezal del troquel.

(1) Tornillo: Es el componente más importante de la extrusora. Está directamente relacionado con el rango de aplicación y la productividad de la extrusora. Está hecho de acero de aleación de alta resistencia y resistente a la corrosión.

(2) Barril: Es un cilindro metálico, generalmente hecho de acero aleado con alta resistencia al calor, alta resistencia a la compresión, fuerte resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión o tubo de acero compuesto revestido con acero aleado. El cilindro y el tornillo cooperan para lograr la trituración, ablandamiento, fusión, plastificación, agotamiento y compactación del plástico, y transportan de manera continua y uniforme el material de caucho al sistema de moldeo. Generalmente, la longitud del cilindro es de 15 a 30 veces su diámetro, para garantizar que el plástico esté completamente calentado y plastificado.

(3) Tolva: la parte inferior de la tolva está equipada con un dispositivo de corte para ajustar y cortar el flujo de material. El costado de la tolva está equipado con un orificio de visión y un dispositivo dosificador de calibración. .

(4) Cabezal de la máquina y molde: el cabezal de la máquina está compuesto por un manguito interior de acero aleado y un manguito exterior de acero al carbono, y un molde de formación está instalado dentro del cabezal de la máquina. La función del cabezal de la máquina es convertir el plástico fundido giratorio en un movimiento lineal paralelo, introducirlo de manera uniforme y suave en el juego de moldes y darle al plástico la presión de moldeo necesaria. El plástico se plastifica y compacta en el cilindro y fluye hacia el cabezal de la máquina formando el molde a través de la placa de filtro porosa a lo largo de un determinado canal de flujo a través del cabezal y el cuello de la máquina. El núcleo del molde y el manguito del molde coinciden adecuadamente para formar un espacio anular con. una sección transversal continuamente decreciente, de modo que el plástico fundido pueda formarse alrededor del alambre central un recubrimiento tubular continuo y denso. Para garantizar una trayectoria de flujo de plástico razonable en el cabezal de la máquina y eliminar los rincones muertos donde se acumula el plástico, a menudo se instala un manguito desviador. Para eliminar las fluctuaciones de presión durante la extrusión de plástico, también se instala un anillo de compensación de presión. El cabezal de la máquina también está equipado con un dispositivo de ajuste y corrección del molde para facilitar el ajuste y la corrección de la concentricidad del núcleo del molde y la camisa del molde.

De acuerdo con el ángulo entre la dirección del flujo de material del cabezal extrusor y la línea central del tornillo, el cabezal extrusor se divide en un cabezal de ángulo oblicuo (ángulo incluido de 120°) y un cabezal de máquina de ángulo recto. . La carcasa del cabezal de la máquina se fija al fuselaje con pernos. El molde dentro del cabezal de la máquina tiene un asiento del núcleo del molde y se fija al puerto de entrada del cabezal de la máquina con una tuerca. La parte delantera del asiento del núcleo del molde está equipada con un molde. núcleo, un núcleo de molde y un asiento de núcleo de molde. Hay un orificio en el centro para pasar el alambre del núcleo; se instala un anillo de compensación de presión en la parte frontal del cabezal de la máquina para igualar la presión. asiento del manguito y un manguito del molde. La posición del manguito del molde se puede ajustar mediante pernos y soportes, para ajustar la posición relativa del manguito del molde al núcleo del molde para facilitar el ajuste de la uniformidad del espesor de la capa de revestimiento extruida. El exterior del cabezal de la máquina está equipado con un dispositivo de calentamiento y un dispositivo de medición de temperatura.

2. Sistema de transmisión La función del sistema de transmisión es accionar el tornillo y suministrar el par y velocidad requerido por el tornillo durante el proceso de extrusión. Suele estar compuesto por un motor, un reductor y un rodamiento. .

3. Dispositivo de calentamiento y enfriamiento El calentamiento y el enfriamiento son condiciones necesarias para que se lleve a cabo el proceso de extrusión de plástico.

(1) Hoy en día, las extrusoras suelen utilizar calentamiento eléctrico, que se divide en calentamiento por resistencia y calentamiento por inducción y se instalan láminas calefactoras en varias partes del fuselaje, el cuello y el cabezal de la máquina. El dispositivo calefactor calienta el plástico del cilindro desde el exterior hasta alcanzar la temperatura necesaria para el funcionamiento del proceso.

(2) El dispositivo de enfriamiento está configurado para garantizar que el plástico esté dentro del rango de temperatura requerido por el proceso. Específicamente, es para eliminar el exceso de calor generado por la fricción de corte de la rotación del tornillo, para evitar que el plástico se descomponga, se queme o tenga dificultades de fraguado debido a una temperatura excesiva. El enfriamiento por barril se divide en dos tipos: enfriamiento por agua y enfriamiento por aire. Generalmente, el enfriamiento por aire es más adecuado para extrusoras pequeñas y medianas, mientras que el enfriamiento por agua o una combinación de las dos formas de enfriamiento se usa para extrusoras de gran escala. el enfriamiento por agua se utiliza principalmente para el enfriamiento del tornillo, con el propósito de aumentar la tasa de entrega de material sólido, para estabilizar la salida de pegamento y mejorar la calidad del producto, pero el enfriamiento en la tolva es, en primer lugar, mejorar el transporte de materiales sólidos y evitarlo. que las partículas de plástico se vuelvan pegajosas y bloqueen la abertura del material debido al aumento de temperatura, y en segundo lugar, garantizar el funcionamiento normal de la parte de transmisión.

2. Equipo auxiliar

El equipo auxiliar de la unidad de extrusión de plástico incluye principalmente un dispositivo de compensación, un dispositivo de enderezamiento, un dispositivo de precalentamiento, un dispositivo de enfriamiento, un dispositivo de tracción. un contador de metros y una máquina de prueba de chispa, dispositivo de recogida. El equipo auxiliar opcional varía según el propósito de la unidad de extrusión. Por ejemplo, también existen cortadoras, secadoras, dispositivos de impresión, etc.

Dispositivo de alineación: el tipo más común de desperdicio de extrusión de plástico es la excentricidad, y varios tipos de flexión del núcleo del cable son una de las razones importantes de la excentricidad del aislamiento. En la extrusión de la funda, los rayones en la superficie de la funda suelen ser causados ​​por la flexión del núcleo del cable. Por tanto, los dispositivos de alineación en varias unidades de extrusión son esenciales. Los principales tipos de dispositivos de enderezamiento son: tipo rodillo (dividido en tipo horizontal y tipo vertical); tipo polea (dividido en polea única y tipo cabrestante, que tiene múltiples funciones como arrastrar, enderezar y estabilizar la tensión); tipo de rueda (dividido en tipo horizontal y tipo vertical), etc.

Dispositivo de precalentamiento: El precalentamiento del núcleo del cable es necesario tanto para la extrusión del aislamiento como para la extrusión de la funda. Para la capa de aislamiento, especialmente el aislamiento de capa delgada, no se puede permitir la existencia de poros. El núcleo del alambre se puede eliminar completamente de la humedad y el aceite de la superficie mediante precalentamiento a alta temperatura antes de la extrusión. Para la extrusión de la funda, su función principal es secar el núcleo del cable para evitar la posibilidad de que se formen poros en la funda debido a la humedad (o la humedad alrededor de la capa acolchada). El precalentamiento también puede prevenir la presión interna residual causada por el enfriamiento repentino del plástico durante la extrusión. Durante el proceso de extrusión de plástico, el precalentamiento puede eliminar la gran diferencia de temperatura que se forma cuando el alambre frío ingresa al cabezal de la máquina de alta temperatura y hace contacto con el plástico en la boca del troquel, evitando fluctuaciones en la presión de extrusión causadas por fluctuaciones en la temperatura del plástico, estabilizando así el volumen de extrusión y garantizar la calidad de la extrusión. La unidad de extrusión utiliza un dispositivo eléctrico de precalentamiento del núcleo del alambre calefactor, que requiere capacidad suficiente y garantiza un rápido aumento de temperatura, de modo que la eficiencia del precalentamiento del núcleo del alambre y del secado del núcleo del cable sean altas. La temperatura de precalentamiento está limitada por la velocidad de desenrollado y generalmente es similar a la temperatura del cabezal de la máquina.

Dispositivo de enfriamiento: el revestimiento de plástico extruido formado debe enfriarse y moldearse inmediatamente después de salir del cabezal de la máquina; de lo contrario, se deformará bajo la acción de la gravedad. El método de enfriamiento generalmente utiliza enfriamiento por agua y se divide en enfriamiento rápido y enfriamiento lento según las diferentes temperaturas del agua. El enfriamiento rápido es un enfriamiento directo con agua fría que es beneficioso para dar forma al revestimiento de plástico extruido. Sin embargo, en el caso de los polímeros cristalinos, debido al enfriamiento repentino, es probable que la tensión interna permanezca dentro de la estructura del revestimiento extruido, lo que provoca grietas durante el uso. Generalmente, PVC La capa de plástico se enfría rápidamente. El enfriamiento lento sirve para reducir la tensión interna del producto. Se coloca agua de diferentes temperaturas en el tanque de agua de enfriamiento en secciones para enfriar gradualmente el producto y darle forma. Para la extrusión de PE y PP, se utiliza un enfriamiento lento. , a través de agua caliente, agua tibia y agua fría. Tres etapas de enfriamiento.

3. Sistema de control

El sistema de control de la extrusora de plástico incluye un sistema de calentamiento, un sistema de enfriamiento y un sistema de medición de parámetros de proceso. Está compuesto principalmente por aparatos eléctricos, instrumentos y. actuadores (es decir, panel de control y mesa de operaciones). Su función principal es: controlar y ajustar el motor de arrastre de las máquinas principales y auxiliares, generar la velocidad y potencia que cumpla con los requisitos del proceso y permitir que las máquinas principales y auxiliares trabajen en coordinación para detectar y ajustar la temperatura, presión, y caudal del plástico en la extrusora realizar un control o control automático de toda la unidad.

El control eléctrico de la unidad de extrusión se divide aproximadamente en dos partes: control de transmisión y control de temperatura. Realiza el control del proceso de extrusión, incluida la temperatura, la presión, la velocidad de rotación del tornillo, el enfriamiento del tornillo, el enfriamiento del barril y el producto. enfriamiento y control externo, así como velocidad de tracción, disposición ordenada de la línea y control de tensión constante desde vacío hasta lleno en el carrete de recogida.

1. Control de temperatura del host de la extrusora

La extrusión plástica de aislamientos y revestimientos de alambres y cables se basa en las características de deformación de los plásticos termoplásticos, haciéndolos en un estado de flujo viscoso. Además de requerir calentamiento externo del tornillo y el cilindro para transferirlo al plástico para su fusión y extrusión, también se debe considerar el calor generado por el propio tornillo al extruir el plástico. Por lo tanto, se debe considerar la temperatura de la máquina anfitriona. En su conjunto, incluida la apertura y el cierre del calentador, se debe considerar la fuga de calor de extrusión del tornillo para el enfriamiento, y se deben proporcionar instalaciones de enfriamiento efectivas. También es necesario determinar correcta y razonablemente la ubicación y el método de instalación del termopar como elemento de medición, de modo que la temperatura real de cada sección del host pueda reflejarse con precisión en las lecturas del instrumento de control de temperatura. También requiere que la precisión del instrumento de control de temperatura esté bien coordinada con el sistema, de modo que la estabilidad de fluctuación de todo el sistema de control de temperatura del host pueda cumplir con los requisitos de temperatura de extrusión de varios plásticos.

2. Control de presión del extrusor

Para reflejar la situación de extrusión del cabezal de la máquina, es necesario detectar la presión del cabezal de la máquina durante la extrusión, ya que los extrusores domésticos no lo hacen. tiene presión en el cabezal de la máquina El sensor generalmente mide la fuerza de empuje después de la extrusión del tornillo en lugar de la presión del cabezal. El medidor de carga del tornillo (amperímetro o voltímetro) puede reflejar con precisión la presión de extrusión.

Las fluctuaciones en la presión de extrusión también son uno de los factores importantes que causan una calidad de extrusión inestable. Las fluctuaciones en la presión de extrusión están estrechamente relacionadas con factores como la temperatura de extrusión, el uso de dispositivos de enfriamiento y la duración del tiempo de operación continua. Cuando ocurre un fenómeno anormal, debe eliminarse rápidamente si se puede eliminar. Si es necesario reorganizar la producción, la máquina debe apagarse de manera decisiva. Esto no solo puede evitar el aumento de productos de desecho, sino también evitar la aparición de accidentes. Al detectar la lectura del manómetro, puede conocer el estado de presión del plástico durante la extrusión. Generalmente, el valor límite de empuje trasero se utiliza para el control de alarma.

3. Control de la velocidad del tornillo

El ajuste y la estabilidad de la velocidad del tornillo es uno de los requisitos importantes del proceso para la transmisión del host. La velocidad del tornillo determina directamente la cantidad de pegamento producida y la velocidad de extrusión. La producción normal siempre espera alcanzar la velocidad más alta y lograr el mayor rendimiento posible. Para la extrusora, se requiere que la velocidad del tornillo tenga un amplio rango de ajuste de velocidad. comenzando a la velocidad de trabajo requerida. Además, los requisitos para la estabilidad de la velocidad de rotación son altos, porque las fluctuaciones en la velocidad de rotación causarán fluctuaciones en el volumen de extrusión y afectarán la calidad de la extrusión. Por lo tanto, si la velocidad de la línea de tracción no cambia, el diámetro exterior del cable. cambiará. De la misma manera, las grandes fluctuaciones en la velocidad de la línea del dispositivo de tracción también causarán cambios en el diámetro exterior del cable. Se debe realizar una observación cuidadosa de la velocidad del tornillo y de la línea de tracción. durante la extrusión para garantizar alta calidad y alto rendimiento.

4. Control del diámetro exterior

Como se mencionó anteriormente, con el fin de asegurar el tamaño del diámetro exterior del cable terminado, además de controlar la tolerancia dimensional del núcleo del cable. (núcleo del cable), durante la extrusión La temperatura, la velocidad del tornillo, la velocidad lineal del dispositivo de tracción y otros aspectos deben controlarse y garantizarse, mientras que el control de medición del diámetro exterior refleja de manera integral la precisión y el nivel del control anterior. En el equipo de la unidad de extrusión, especialmente en la línea de producción de extrusión de alta velocidad, se debe equipar un detector de diámetro exterior en línea para detectar el diámetro exterior del cable en cualquier momento y retroalimentar la señal fuera de tolerancia para ajustar la tracción o el tornillo. Velocidad para corregir el diámetro exterior Extremadamente pobre.

5. Control de tensión para los requisitos de bobinado

Para garantizar el bobinado a diferentes velocidades de línea y los requisitos de tensión constantes para trabajar desde una bobina vacía hasta una bobina llena, es Se espera que el dispositivo de bobinado y disposición tenga un mecanismo de ajuste de tensión de línea de almacenamiento, o considere eléctricamente el bobinado de un sistema de velocidad de línea constante y un sistema de tensión constante, etc.

6. Control de automatización eléctrica de toda la máquina

Este es el requisito de control de proceso que debe tener una línea de producción de extrusión de alta velocidad, principalmente: bloqueo de temperatura de inicio y presión de trabajo; interbloqueo control sincrónico proporcional de la transmisión de los dos componentes principales de extrusión y tracción; control sincrónico de recogida y tracción en línea y control de retroalimentación del diámetro exterior de una sola máquina y seguimiento completo de los componentes de la máquina según diversas necesidades; . Por cantidad: sin tornillo, de un solo tornillo, de doble tornillo

Por posición espacial: horizontal y vertical

Por velocidad de tornillo: normal, alta velocidad y súper alta velocidad

Puede ser ventilado: ventilado y no ventilado

Según estructura de ensamblaje: integral y separado

El extrusor integral horizontal de un solo tornillo sin ventilación más utilizado Fuera de la máquina 1 Tornillo

1. Estándares para evaluar el rendimiento del tornillo y factores que deben considerarse al diseñar tornillos

1) Estándares para evaluar el rendimiento del tornillo

①Calidad de plastificación: Debe. cumplir con los requisitos de calidad. La calidad del producto está relacionada con el cabezal de la máquina y la maquinaria auxiliar, pero está más estrechamente relacionada con la calidad plastificante del tornillo, como temperatura desigual, fluctuaciones de presión axial, temperatura radial alta, dispersión desigual del teñido, etc. todos los cuales afectan directamente la calidad del producto.

②Salida: La cantidad extruida a través del cabezal de la máquina bajo la premisa de garantizar la calidad. Un buen tornillo debe tener una alta capacidad de plastificación

③Consumo de energía nominal específico: El consumo de energía por 1 kg de plástico exprimido es P/Q (potencia/producción). En calidad garantizada, cuanto menor sea el consumo unitario, mejor.

④Adaptabilidad: Capacidad de adaptarse al procesamiento de diferentes plásticos, combinando diferentes cabezales de máquina y diferentes productos. Sin embargo, generalmente tiene una gran adaptabilidad y, a menudo, una baja eficiencia plastificante.

⑤Dificultad de fabricación: Debe ser fácil de fabricar y de bajo coste

2) El diseño del tornillo debe tener en cuenta

①Características del material y geometría de procesamiento , tamaño, condiciones de temperatura. Dado que diferentes materiales tienen diferentes propiedades físicas, tienen diferentes propiedades de procesamiento y diferentes requisitos para la estructura del tornillo y los parámetros geométricos.

②La forma geométrica del troquel y las características de resistencia del cabezal de la máquina. La forma del tornillo debe coincidir con ellos.

La forma estructural y las condiciones de calentamiento y enfriamiento del cañón.

Si se procesan conos y ranuras longitudinales en la pared interior del barril en la sección de alimentación y se enfrían, se mejorará la eficiencia del transporte de sólidos. El tornillo debe diseñarse para aumentar la velocidad de fusión y la capacidad de homogeneización para que coincida con la sección de alimentación.

③Velocidad del tornillo

④Uso de la extrusora: para mezclar, granular y alimentar, etc. La estructura del tornillo es diferente

2. diseño de tornillo

se refiere a un tornillo en el que el tornillo consta de tres secciones de roscas: una sección de alimentación, una sección de compresión y una sección de homogeneización. El proceso de extrusión se completa completamente en forma de roscas.

1) Determinación del tipo de tornillo

Según la transición de la profundidad de la ranura del tornillo desde la sección de alimentación más profunda a la sección de homogeneización menos profunda:

① Tipo de gradiente : Los cambios de profundidad de la ranura se vuelven progresivamente más superficiales en distancias más largas. Se utiliza para procesar plásticos amorfos y sensibles al calor, y también se pueden utilizar formas cristalinas.

②Tipo de mutación: se utiliza para plásticos con punto de fusión repentino y baja viscosidad. Como PA, PE y PP, que no son adecuados para plásticos sensibles al calor como el PVC

2) El diámetro del tornillo

se ha estandarizado y su tamaño generalmente se basa en se determina el tamaño de la sección transversal de los productos que se procesan, el tipo de plástico que se procesa y el tipo de plástico que se procesa. La cantidad de extrusión requerida

3) La relación entre longitud y diámetro del tornillo L. /Db

Cuanto mayor sea la relación longitud-diámetro del tornillo, más tiempo permanecerá el plástico en el cilindro y la plastificación será más completa y uniforme, para garantizar la calidad del producto 1. Parámetros técnicos del monotornillo. extrusora

Diámetro del tornillo Db: se refiere al diámetro grande, estándares de serie 20, 30, 45, 65, 90, 120, 150, 165, 200, 250, 300

Longitud del tornillo Relación entre diámetro L/Db: relación entre la longitud de la parte de trabajo del tornillo y el diámetro del tornillo.

Rango de velocidad del tornillo: nmin-nmax r/min

Potencia del motor del tornillo de accionamiento P : KW Capacidad de producción del extrusor Q: Cantidad de plástico extruido por hora

Caudal específico por hora por revolución Capacidad de producción del extrusor

Potencia específica nominal por Potencia del motor necesaria para procesar kg de plástico por hora

2. Modelo

SL-150 significa que el diámetro del tornillo es de 150 mm y la relación de aspecto es de extrusión de plástico 20:1.