擠塑機(jī)的工作原理

1、河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計/論文緒論 目前我國工業(yè)總量已達(dá)到相當(dāng)?shù)乃剑页掷m(xù)高速發(fā)展，與電線電纜關(guān)聯(lián)的機(jī)械、電子、信息、通訊、輕工等工業(yè)的不斷增長，促進(jìn)了我國電線電纜行業(yè)的發(fā)展，從而帶動了電線電纜企業(yè)對電工圓銅桿的旺盛需求，而且這種需求已從單純量的增長轉(zhuǎn)變到對高品質(zhì)的追求。 據(jù)統(tǒng)計，2010年，我國的電力電纜產(chǎn)量已達(dá)720萬公里。電力工業(yè)十二五期間，仍將以電網(wǎng)建設(shè)為重點(diǎn)，累計電網(wǎng)投資超過10000億元（據(jù)統(tǒng)計每億元電網(wǎng)投資對銅材需求量約為300噸），這將給電線電纜行業(yè)帶來了進(jìn)一步發(fā)展的機(jī)遇。預(yù)計未來幾年，我國電線電纜行業(yè)將以7-8%的增速發(fā)展。其中: 架空線用量到2015年將達(dá)160240

2、萬噸。北方、中部、南方跨省聯(lián)網(wǎng)及全國的逐步實(shí)現(xiàn)，超高壓、大容架空線的大量應(yīng)用（西北750線路，其余地區(qū)500線路）使架空線在十一五期間將有10%的環(huán)比增長。中壓1035電纜將以8-10%的環(huán)比速度增長。大城市采用雙環(huán)網(wǎng)供電和市中心地區(qū)地下電纜化率的提高將大大增加中壓電纜使用量。目前大多數(shù)城市規(guī)劃部門都強(qiáng)調(diào)了市區(qū)地下電纜供電，有的城市已把這一要求列入地方法規(guī)。目前全國平均城市地下電纜化率僅10%，而各城市目標(biāo)大都確定在5080%左右，這給中壓配電電纜帶來較大機(jī)遇。 建筑工業(yè)在世紀(jì)初成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，它將給建筑用線及其他電氣裝備用線纜帶來機(jī)遇。 近年來，我國房地產(chǎn)業(yè)發(fā)迅猛，除了住宅房之外，商

3、務(wù)辦公樓數(shù)量也有較大增長。住宅的智能化需求加上各種專業(yè)網(wǎng)的建設(shè)，給電線電纜帶來極大市場。預(yù)計今后35年建筑用布線的產(chǎn)值在電線電纜行業(yè)中將超過15%。 汽車工業(yè)將成為我國新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，它將給汽車用線及漆包線帶來較快發(fā)展。2010年汽車工業(yè)占當(dāng)年國內(nèi)生產(chǎn)總值的比例已達(dá)1.1%。汽車與摩托車行業(yè)用線主要有兩大類：漆包線與汽車用線。汽車業(yè)使漆包線、汽車用線銷量大增，2010年，國產(chǎn)汽車線需求超過370萬，在今后幾年，其需求還將持續(xù)10%左右的將長。 我國鐵路主要技術(shù)裝備水平的提升，為電氣化機(jī)車銅合金接觸線、機(jī)車車輛用線、繞組線等提供了市場。十二五期間，鐵道部仍需要3.5以及相應(yīng)的220變電所設(shè)備和線

4、路。5000新建電車線路，如果按一半單線、一半雙線考慮，大約要1.3萬噸接觸線。加上相應(yīng)的車廂更新?lián)Q代及維修，大約需要910萬公里機(jī)車車輛線。 核電站用電線電纜有一定的需求量。到2010年，核電裝機(jī)容量已實(shí)現(xiàn)2000萬千瓦，而到2020年核電將達(dá)到4000萬千瓦，占當(dāng)時裝機(jī)總?cè)萘?%左右。目前泰山二期、三期工程、嶺澳核電站工程、連云港核電站工程建設(shè)進(jìn)展順利，山東、福建、江西、湖南等省均積極籌劃建設(shè)核電站。平均每新建100萬千瓦核電站帶來億元人民幣產(chǎn)值的核電電站用電線電纜產(chǎn)品需求。 船舶工業(yè)的發(fā)展將給船用電纜帶來生機(jī)，同時船用電纜的更新?lián)Q代將加快。2007年我國造船已達(dá)到420550萬噸左右，需

5、各種船用電纜達(dá)到1.7萬左右。工業(yè)發(fā)展將使電動機(jī)用量增加以及家電工業(yè)產(chǎn)品的升級，電機(jī)絕緣等級從級向級轉(zhuǎn)換將加快漆包線更新?lián)Q代，促使繞組市場的穩(wěn)步發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計：全世界電線電纜用銅量2006年為1200萬噸，其中電磁漆包線約為240.6萬噸，中國約為62萬噸。目前繞組線的總量超過90萬噸，預(yù)計將以56%的速度遞增。 城市的發(fā)展將帶動城市軌道交通的發(fā)展，將促使各種阻燃電纜的應(yīng)用。隧道和地鐵車站用電照明電纜也是一大亮點(diǎn)。 根據(jù)目前我國電線電纜行業(yè)市場預(yù)測，可知用銅量增長大約每年遞增78%，預(yù)計到2015年圓銅桿的需求量為420460萬噸，市場缺口將達(dá)60萬噸以上。 本設(shè)計就擠塑的原理及在擠塑工藝過程中

6、出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行了詳盡的分析和研究.并且就出現(xiàn)的質(zhì)量問題給予了解決的方法.第1章 擠塑機(jī)的工作原理擠塑機(jī)的工作原理是：利用特定形狀的螺桿，在加熱的機(jī)筒中旋轉(zhuǎn)，將由料斗中送來的塑料向前擠壓，使塑料均勻地塑化（即熔融），通過機(jī)頭和不同形狀的模具，使塑料擠壓成連續(xù)性的所需要各種形狀的塑料層，擠包在線芯和電纜上。1.1 塑料擠出過程電線電纜的塑料絕緣和護(hù)套是采用連續(xù)擠壓方式進(jìn)行的，擠出設(shè)備一般是單螺桿擠塑機(jī)。塑料在擠出前，要事先檢查塑料是否潮濕或有無其它雜物，然后把塑料預(yù)熱后加入料斗內(nèi)。在擠出過程中，裝人料斗中的塑料借助重力或加料螺旋進(jìn)人機(jī)筒中，在旋轉(zhuǎn)螺桿的推力作用下不斷向前推進(jìn)，從預(yù)熱段開始逐漸地

7、向均化段運(yùn)動；同時，塑料受到螺桿的攪拌和擠壓作用，并且在機(jī)筒的外熱及塑料與設(shè)備之間的剪切摩擦熱的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，在螺槽中形成連續(xù)均勻的料流。在工藝規(guī)定的溫度作用下，塑料從固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的可塑物體，再經(jīng)由螺桿的推動或攪拌，將完全塑化好的塑料推入機(jī)頭，到達(dá)機(jī)頭的料流，經(jīng)模芯和模套間的環(huán)形間隙，從模套口擠出，擠包干線芯或纜芯周圍，形成連續(xù)密實(shí)的絕緣層或護(hù)套層，然后經(jīng)冷卻和固化，制成電線電纜產(chǎn)品。1.2 擠出過程的三個階段塑料擠出主要依據(jù)的是塑料所具有的可塑態(tài)。塑料在擠出機(jī)中完成可塑成型過程是一個復(fù)雜的物理過程：包括了混合、破碎、熔融、塑化、排氣、壓實(shí)并最后成型定型，這一過程是連續(xù)實(shí)現(xiàn)的。

8、然而習(xí)慣上，人們往往按塑料的不同反應(yīng)將擠塑過程，人為的分成各個不同階段；塑化階段（塑料的混合、熔融和均化）；成型階段（塑料的擠壓成型）；定型階段（塑料層的冷卻和固化）。1.2.1 塑化階段 也稱為壓縮階段。它是在擠塑機(jī)機(jī)筒內(nèi)完成的，經(jīng)過螺桿的旋轉(zhuǎn)作用，使塑料由顆粒狀固體變?yōu)榭伤苄缘恼沉黧w。塑料在塑化階段獲得熱量的來源有兩個方面：一是機(jī)筒外部的電加熱；二是螺桿旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的摩擦熱。起初的熱量是由機(jī)筒外部的電加熱產(chǎn)生的；當(dāng)正常開車后，熱量的取得則是由螺桿旋轉(zhuǎn)物料在壓縮，剪切、攪拌過程中與機(jī)筒內(nèi)壁的摩擦和物料分子問的內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的。1.2.2 成型階段它是在機(jī)頭內(nèi)進(jìn)行的，由于螺桿旋轉(zhuǎn)和壓力作用，把粘流

9、體推向機(jī)頭，經(jīng)機(jī)頭內(nèi)的模具，使粘流體成型為所需要的各種尺寸形狀的擠包材料，并包覆在線芯或?qū)w外。1.2.3 定型階段 它是在冷卻水槽中進(jìn)行的，塑料擠包層經(jīng)過冷卻后，由無定型的塑性狀態(tài)變?yōu)槎ㄐ偷墓腆w狀態(tài)。1.3 塑化階段塑料流動的變化塑化階段，塑料沿螺桿軸向被螺桿推向機(jī)頭的移動過程中，經(jīng)歷著溫度、壓力、粘度、甚至化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，這些變化在螺桿的不同區(qū)段情況是不同的。塑化階段根據(jù)塑料流動時的物態(tài)連續(xù)變化過程又可分成三個階段：加料段（又稱破碎段）；熔融段（又稱塑化段）；均化段又稱均壓段）。各段對塑料擠出產(chǎn)生不同的作用，塑料在各段呈現(xiàn)不同的形態(tài)，從而表現(xiàn)出塑料的擠出特性。1.3.1 加料段首先就是為顆

10、粒狀的固體塑料提供軟化溫度，其次是以螺桿的旋轉(zhuǎn)與固定的機(jī)筒之間產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用在塑料顆粒上，實(shí)現(xiàn)對軟化塑料的破碎。而最主要的則是以螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生足夠大的連續(xù)而穩(wěn)定的推力和反向摩擦力，以形成連續(xù)而穩(wěn)定的擠出壓力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對破碎塑料的攪拌與均勻混合，并初步實(shí)行熱交換，從而為連續(xù)而穩(wěn)定的擠出提供基礎(chǔ)。在此階段產(chǎn)生的推力是否連續(xù)均勻穩(wěn)定、剪切應(yīng)變率的高低，破碎與攪拌是否均勻都直接影響著擠出的質(zhì)量和產(chǎn)量。1.3.2 熔融段 經(jīng)破碎、軟化并初步攪拌混合的固態(tài)塑料，由于螺桿的推擠作用，沿螺槽向機(jī)頭移動，自加料段進(jìn)人熔融段。在此段塑料遇到了較高溫度的熱作用，這時的熱源，除機(jī)筒外部的電加熱外，螺桿旋轉(zhuǎn)的摩擦熱也

11、在起著作用。而來自加料段的推力和來自均化段的反作用力，使塑料在前進(jìn)中形成了回流，回流產(chǎn)生在螺槽內(nèi)以及螺桿與機(jī)筒的間隙中，回流的產(chǎn)生不但使物料進(jìn)一步均勻混合，而且使塑料熱交換作用加大，達(dá)到了表面的熱平衡。由于在此階段的作用溫度已超過了塑料的流變溫度，加之作用時間較長，致使塑料發(fā)生了物態(tài)的轉(zhuǎn)變，與加熱機(jī)筒接觸的物料開始熔化，在機(jī)筒內(nèi)表面形成一層聚合物熔膜，當(dāng)熔膜的厚度超過螺紋頂與機(jī)筒之間的間隙時，就會被旋轉(zhuǎn)的螺紋刮下來，聚集在推進(jìn)螺紋的前面，形成熔池。由于機(jī)筒和螺紋根部的相對運(yùn)動，使熔池產(chǎn)生了物料的循環(huán)流動。螺棱后面是固體床（固體塑料），物料沿螺槽向前移動的過程中，由于熔融段的螺槽深度向均化段逐漸

12、變淺，固體床不斷被擠向機(jī)簡內(nèi)壁，加速了機(jī)筒向固體床的傳熱過程，同時螺桿的旋轉(zhuǎn)對機(jī)筒內(nèi)壁的熔膜產(chǎn)生剪切作用，從而使熔膜和固體床分界面的物料熔化，固體床的寬度逐漸減小，直到完全消失，即由固態(tài)轉(zhuǎn)為粘流態(tài)（可塑態(tài)）。此時塑料分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本的改變，分子間張力極度松弛，若為結(jié)晶性高聚物，則其晶區(qū)開始減少，無定形增多，除其中的特大分子而外，主體完成了塑化，即所謂的“初步塑化”，并且在壓力的作用下，排除了固態(tài)物料中所含的氣體，實(shí)現(xiàn)初步壓實(shí)。1.3.3 均化段 具有這樣幾個突出的工藝特性：這一段螺桿螺紋深度最淺，即螺槽容積最小，所以這里是螺桿與機(jī)筒間產(chǎn)生壓力最大的工作段；另外來自螺桿的推力和篩板等處的反作用

13、力，是塑料“短兵相接”的直接地帶；這一段又是擠出工藝溫度最高的一段，所以塑料在此階段所受到的徑向壓力和軸向壓力最大，這種高壓作用，足以使合于塑料內(nèi)的全部氣體排除，并使熔體壓實(shí)、致密。該段所具有的“均壓段”之稱即由此而得。由于高溫的作用，使得經(jīng)過融熔段未能塑化的高分子在此段完成塑化，從而最后消除“顆?！保顾芰纤芑浞志鶆?，然后將完全塑化熔融的塑料定量、定壓地由機(jī)頭均勻地擠出。1.4擠出過程中塑料的流動狀態(tài)擠出過程中，由于螺桿的旋轉(zhuǎn)使塑料推移，而機(jī)筒是不動的，這就在機(jī)筒和螺桿之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，這種相對運(yùn)動對塑料產(chǎn)生摩擦作用，使塑料被拖著前進(jìn)。另外，由于機(jī)頭中的模具、多孔篩板和濾網(wǎng)的阻力，又使塑料

14、在前進(jìn)中產(chǎn)生反作用力，這就使塑料在螺桿和機(jī)筒中的流動復(fù)雜化。通常將塑料的流動狀態(tài)看成是由以下四種流動形式組成的。1.4.1 正流是指塑料沿著螺桿螺槽向機(jī)頭方向的流動。它是由螺桿旋轉(zhuǎn)的推擠力產(chǎn)生的，是四種流動形式中最主要的一種。正流量的大小直接決定著擠出量。1.4.2 倒流 又稱逆流，它的方向與正流的流動方向正好相反。它是由于機(jī)頭中的模具、篩板和濾網(wǎng)等阻礙塑料的正向運(yùn)動，在機(jī)頭區(qū)域里產(chǎn)生的壓力（塑料前進(jìn)的反作用力）造成的。由機(jī)頭至加料口形成了“壓力下的回流”也稱為“反壓流動”。它能引起生產(chǎn)能力的損失。1.4.3 橫流 它是沿著軸的方向，即與螺紋槽相垂直方向的塑料流動。也是由螺桿旋轉(zhuǎn)時的推擠所形成

15、的。它的流動受到螺紋槽側(cè)壁的阻力，由于兩側(cè)螺紋的相互阻力，而螺桿是在旋轉(zhuǎn)中，使塑料在螺槽內(nèi)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，形成環(huán)狀流動，所以橫流實(shí)質(zhì)是環(huán)流。環(huán)流對塑料在機(jī)筒中的混合、塑化及熱交換影響很大，塑料所以能在螺桿中混合、塑化成熔融狀態(tài)，環(huán)流使物料在機(jī)筒中產(chǎn)生攪拌和混合，并且利于機(jī)筒和物料的熱交換，它對提高擠出質(zhì)量有重要的意義，但對擠出流率的影響很小。1.4.4 漏流 它也是由機(jī)頭中模具、篩板和濾網(wǎng)的阻力產(chǎn)生的。不過它不是螺槽中的流動，而是在螺桿與機(jī)筒的間隙中形成的倒流。它也能引起生產(chǎn)能力的損失。由于螺桿與機(jī)筒的間隙通常很小，故在正常情況下，漏流流量要比正流和倒流小得多。在擠出過程中，漏流將影響擠出量，漏

16、流量增大，擠出量將減小。塑料的四種流動狀態(tài)都不能以單獨(dú)形式出現(xiàn)，就某一塑料質(zhì)點(diǎn)來說，既不會有真正的倒流，也不會有封閉的環(huán)流。熔體塑料在螺紋槽中的實(shí)際流動是上述四種流動狀態(tài)的綜合，以螺旋形軌跡向前的一種流動。1.5 擠出量擠出量是擠塑機(jī)的重要特性參數(shù)，是擠出理論的重要研究內(nèi)容之一。如上所述擠出過程中塑料流動是人為的將螺桿按某工作特性分為三個部分，事實(shí)上，螺桿本身是一個整體；塑料沿螺桿全長上的物態(tài)變化，是逐漸連續(xù)發(fā)生、發(fā)展并完成的，并不存在一個兩相界面。為此，對擠出量就有了兩個假設(shè)，把塑料由固態(tài)轉(zhuǎn)為粘流態(tài)的全過程假定發(fā)生并完成在變化區(qū)段的所謂“粘結(jié)點(diǎn)”，而塑料被壓實(shí)則假定發(fā)生并完成在變化區(qū)段的所謂

17、“填實(shí)點(diǎn)”，由此人為的將全部物料分為兩部分，即“粘結(jié)點(diǎn)”前的固體部分和“粘結(jié)點(diǎn)”后的流體部分。對于一個結(jié)構(gòu)合理的擠出機(jī)構(gòu)，由于擠出具有連續(xù)性的特點(diǎn)，其固態(tài)下的擠出量與粘流態(tài)下的擠出量應(yīng)絕對相等（逸出的氣體忽略不計），因此擠出量即可由兩部分之一求得，一般都以后段的流體力學(xué)方法計算，對等距不等深螺桿的擠出量計算公式是： (11）Q-擠出量（分）；V-螺桿在推進(jìn)方向的速度（cm/分）；b-螺槽寬度（cm）h-填實(shí)點(diǎn)螺紋深度（cm）；h-端部螺紋深度（cm）；g-重力加速度（cm/分2）；p-擠出壓力（kg/）；-塑料粘度（kgcm分）L-填實(shí)點(diǎn)到端部螺紋展開長度（cm）。 擠出量計算公式來看，影響擠

18、出量的因素主要是： 擠出壓力越大，擠出量就越小。擠出壓力是推力與其反作用力形成的，擠出壓力大則反作用力大，而反作用力是回流（倒流和漏流）產(chǎn)生的根源，故擠出壓力越大，對正流的抵消作用也就越大，從而使擠出量減少螺槽越淺，擠出量越穩(wěn)定。在擠出過程中，因溫度、螺桿速度的微小變化，將導(dǎo)致擠出壓力的變化。從擠出量計算公式第二項(xiàng)可以知道，當(dāng)螺槽深度較大時，（h12h22）之值將很大，即使擠出壓力發(fā)生微小變化，也將引起第二項(xiàng)式的大量波動，影響擠出量的大幅度波動 螺槽寬度越大，螺槽容積越大，則擠出量越大。但不能一味地加大螺槽寬度來提高擠出量，因加寬螺槽寬度，將使螺紋厚度減小或塑化路徑縮短，前者使螺紋耐磨強(qiáng)度降低

19、，后者使塑化能力降低。螺紋深度要適當(dāng)，太淺則擠出量??；太深則形成擠出量不穩(wěn)，并影響塑化均勻性。 1.6 擠出質(zhì)量擠出質(zhì)量主要指塑料的塑化情況是否良好，幾何尺寸是否均一。即徑向厚度是否一致，軸向外徑是否均勻。決定塑化狀況除塑料本身之外，主要是溫度和剪切應(yīng)變率及作用時間等因素。擠出溫度過高不但造成擠出壓力的波動，而且導(dǎo)致塑料的分解，甚至可能釀成設(shè)備事故，因此擠出溫度應(yīng)按工藝溫度控制。而減小螺槽深度，增大螺桿長徑比，雖然有利于塑料的熱交換和延長受熱時間，滿足塑化均勻，但將影響擠出量，又為螺桿制造和裝配造成困難。所以確保塑化的重要考慮應(yīng)是提高螺桿旋轉(zhuǎn)對塑料所產(chǎn)生的剪切應(yīng)變率，以達(dá)到機(jī)械混合均勻，擠出熱

20、交換均衡，并由此為塑化均勻提供保障。這個應(yīng)變率的大小由螺桿與機(jī)筒間的剪切應(yīng)變力所決定，其剪切的應(yīng)變率數(shù)值的為： （12）其中：-為剪切應(yīng)變率（l/min）；D-為螺桿直徑（cm）；N-為螺桿轉(zhuǎn)速（rmin）；H-為螺槽深度（cm）。 由此可見，在保證擠出量的要求下，可以在提高轉(zhuǎn)速的情況下加大螺槽深度。此外，螺桿與機(jī)筒的間隙也對擠出質(zhì)量有影響，間隙過大時則塑料的倒流、漏流增加，不但引起擠出壓力波動，影響擠出量；而且由于這些回流的增加，使塑料過熱而導(dǎo)致塑料焦燒或成型困難。1.7 擠出理論的研究塑料擠出理論的研究就是根據(jù)塑料在擠出機(jī)中的三個歷程-即從加料區(qū)的固態(tài)到過渡區(qū)（熔融區(qū)）的固態(tài)-粘流態(tài)、直到

21、均化區(qū)的粘流態(tài)這三種物理過程進(jìn)行研究。擠出機(jī)的擠出理論主要分成三個職能區(qū)進(jìn)行研究，即一般所謂加料區(qū)的固體輸送理論、熔融區(qū)的熔融理論和粘流體輸送理論。理論不同程度上揭示了物質(zhì)性質(zhì)、機(jī)器結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝條件對熔融過程、輸送流率的影響，為改進(jìn)擠出機(jī)結(jié)構(gòu)、制定合理的工藝條件、選擇材料等提供了依據(jù)。1.7.1 固體輸送理論在擠出過程中，加入螺桿中的固體塑料，由旋轉(zhuǎn)螺桿的推力作用，向前推進(jìn)，在機(jī)頭阻力作用下，物料不斷被壓實(shí)。開始塑化和尚未塑化物料連續(xù)整齊排列，形成充塞于整個送料段螺槽有彈性的“固體塞”。根據(jù)這一現(xiàn)象，利用固體對固體摩擦的靜力平衡方程為基礎(chǔ)，建立了固體輸送理論。1.7.2 熔融理論熔融理論是建

22、立在熱力學(xué)、流變學(xué)基礎(chǔ)上的一種理論。在加料段末段與加熱機(jī)筒接觸的物料開始熔化，在筒內(nèi)表面形成一層聚合物熔膜，當(dāng)熔膜的厚度超過螺紋頂與機(jī)筒之間的間隙時，就會被旋轉(zhuǎn)的螺紋刮下，聚集在螺紋的前面，形成熔池。由于隨著溫度的不斷提高及螺桿的剪切作用，熔池不斷擴(kuò)大。影響熔融段長度的因素主要是物料特性、流率、螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)筒溫度和物料初溫。1.7.3 熔體輸送理論熔體輸送理論又稱為流體動力學(xué)理論，它是研究螺桿均化段如何保證塑料徹底塑化，并使之定壓、定量、定溫擠出，以獲得穩(wěn)定的質(zhì)量和產(chǎn)量。第2章 擠出設(shè)備和輔助設(shè)備電線電纜的塑料擠包是采用連續(xù)擠壓方式進(jìn)行的。通過擠塑機(jī)用螺桿擠壓，將塑料包到導(dǎo)體或線芯上，構(gòu)成電線

23、電纜的絕緣層、屏蔽層、內(nèi)護(hù)層、和外護(hù)套。2.1 塑料擠出設(shè)備生產(chǎn)線塑料擠出機(jī)組通常由放線裝置及放線張力裝置、校直裝置、預(yù)熱裝置、擠塑機(jī)（主機(jī)）、冷卻裝置、火花試驗(yàn)機(jī)、計米裝置、牽引裝置、收線裝置及控制系統(tǒng)等組成。為保證不停機(jī)換盤，連續(xù)生產(chǎn)，放線裝置由兩臺放線設(shè)備組成，導(dǎo)體或纜芯從放線裝置放出后，經(jīng)校直裝置進(jìn)入預(yù)熱裝置，導(dǎo)體在預(yù)熱加熱后可消除導(dǎo)體線芯殘余應(yīng)力，增加伸長率和柔軟性。擠塑機(jī)把塑料加工成高溫的粘流態(tài)并連續(xù)的擠向機(jī)頭，導(dǎo)體或纜芯通過機(jī)頭時，擠包成一定厚度的塑料絕緣層或外護(hù)套，然后在水槽或管道內(nèi)水冷或氣冷，冷卻定形后的電線電纜制品，在牽引裝置拖動下作直線運(yùn)動，使加工過程穩(wěn)定連續(xù)的進(jìn)行，最后

24、由首先裝置收繞在收線盤上。下圖為塑料擠出機(jī)的主要組成：56978234110圖21 塑料擠出生產(chǎn)線1放線裝置 2張緊輪 3預(yù)熱器 4塑料擠出機(jī) 5自動加料裝置6水槽 7計米器 8牽引輪 9收排線裝置 10控制屏2.2主機(jī)設(shè)備 塑料擠出機(jī)的主機(jī)是擠塑機(jī)，它由擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)組成。2.2.1 擠壓系統(tǒng) 擠壓系統(tǒng)包括螺桿、機(jī)筒、料斗、機(jī)頭、和模具，塑料通過擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體，并在這一過程中所建立壓力下，被螺桿連續(xù)的擠出機(jī)頭。 1螺桿 是擠塑機(jī)的最主要部件，它直接關(guān)系到擠塑機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率，由高的合金鋼制成。2機(jī)筒是一金屬圓筒，一般用耐熱、耐壓強(qiáng)度較高、堅(jiān)固耐磨、耐腐蝕的合

25、金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼管制成。機(jī)筒與螺桿配合，實(shí)現(xiàn)對塑料的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實(shí)，并向成型系統(tǒng)連續(xù)均勻輸送膠料。一般機(jī)筒的長度為其直徑的1530倍，以使塑料得到充分加熱和充分塑化為原則。3料斗斗底部裝有截斷裝置，以便調(diào)整和切斷料流，料斗的側(cè)面裝有視孔和標(biāo)定計量裝置。 4模具機(jī)頭機(jī)頭由合金鋼內(nèi)套和碳素鋼外套構(gòu)成，機(jī)頭內(nèi)裝有成型模具。機(jī)頭的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運(yùn)動，均勻平穩(wěn)的導(dǎo)入模套中，并賦予塑料以必要的成型壓力。塑料在機(jī)筒內(nèi)塑化壓實(shí)，經(jīng)多孔濾板沿一定的流道通過機(jī)頭脖頸流入機(jī)頭成型模具，模芯模套適當(dāng)配合，形成截面不斷減小的環(huán)形空隙，使塑料熔體在芯線的周圍形成連續(xù)密

26、實(shí)的管狀包覆層。為保證機(jī)頭內(nèi)塑料流道合理，消除積存塑料的死角，往往安置有分流套筒，為消除塑料擠出時壓力波動，也有設(shè)置均壓環(huán)的。機(jī)頭上還裝有模具校正和調(diào)整的裝置以便于調(diào)整和校正模芯和模套的同心度。擠塑機(jī)按照機(jī)頭料流方向和螺桿中心線的夾角，將機(jī)頭分成斜角機(jī)頭（夾角120o）和直角機(jī)頭。機(jī)頭的外殼是用螺栓固定在機(jī)身上，機(jī)頭內(nèi)的模具有模芯坐，并用螺帽固定在機(jī)頭進(jìn)線端口，模芯座的前面裝有模芯，模芯及模芯座的中心有孔，用于通過芯線；在機(jī)頭前部裝有均壓環(huán)，用于均衡壓力；擠包成型部分由模套座和模套組成，模套的位置可由螺栓通過支撐來調(diào)節(jié)，以調(diào)整模套對模芯的相對位置，便于調(diào)節(jié)擠包層厚度的均勻性。機(jī)頭外部裝有加熱裝

27、置和測溫裝置。2.2.2 傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)的作用是驅(qū)動螺桿，供給螺桿在擠出過程中所需要的力矩和轉(zhuǎn)速，通常由電動機(jī)、減速器和軸承等組成。2.2.3 加熱冷卻裝置加熱與冷卻是塑料擠出過程能夠進(jìn)行的必要條件。1 加熱裝置 現(xiàn)在擠塑機(jī)通常用的是電加熱，分為電阻加熱和感應(yīng)加熱，加熱片裝于機(jī)身、機(jī)脖、機(jī)頭各部分。加熱裝置由外部加熱筒內(nèi)的塑料，使之升溫，以達(dá)到工藝操作所需要的溫度。2 冷卻裝置 冷卻裝置是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設(shè)置的。具體說是為了排除螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切摩擦產(chǎn)生的多余熱量，以避免溫度過高使塑料分解、焦燒或定型困難。機(jī)筒冷卻分為水冷與風(fēng)冷兩種，一般中小型擠塑機(jī)采用 風(fēng)冷比較合適，大型則

28、多采用水冷或兩種形式結(jié)合冷卻；螺桿冷卻主要采用中心水冷，目的是增加物料固體輸送率，穩(wěn)定出膠量，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量；但在料斗處的冷卻，一是為了加強(qiáng)對固體物料的輸送作用，防止因升溫使塑料粒發(fā)粘堵塞料口，二是保證傳動部分正常工作。2.3 輔助設(shè)備塑料擠出機(jī)組的輔機(jī)主要包括放線裝置、校直裝置、預(yù)熱裝置、冷卻裝置、牽引裝置、計米器、火花試驗(yàn)機(jī)、收線裝置。擠出機(jī)組的用途不同其選配用的輔助設(shè)備也不盡相同。如還有切斷器、吹干器、印字裝置等。2.3.1 校直裝置塑料擠出廢品類型中最常見的一種是偏心，而線芯各種型式的彎曲則是產(chǎn)生絕緣偏心的重要原因之一。在護(hù)套擠出中，護(hù)套表面的刮傷也往往是由纜芯的彎曲造成的。因此，各

29、種擠塑機(jī)組中的校直裝置是必不可少。校直裝置的主要型式有：滾筒式（分為水平式和垂直式）；滑輪式（分為單滑輪和滑輪組）；絞輪式，兼起拖動、校直、穩(wěn)定張力等多種作用；壓輪式（分為水平式和垂直式）等。2.3.2 預(yù)熱裝置纜芯預(yù)熱對于絕緣擠出和護(hù)套擠出都是必要的。對于絕緣層，尤其是薄層絕緣，不能允許氣孔的存在，線芯在擠包前通過高溫預(yù)熱可以徹底清除表面的水份、油污。對于護(hù)套擠出來講，其主要作用在于烘干纜芯，防止由于潮氣（或繞包墊層的濕氣）的作用使護(hù)套中出現(xiàn)氣孔的可能。預(yù)熱還可防止擠出中塑料因驟冷而殘留內(nèi)壓力的作用。在擠塑料過程中，預(yù)熱可消除冷線進(jìn)入高溫機(jī)頭，在?？谔幣c塑膠接觸時形成的懸殊溫差，避免塑膠溫度

30、的波動而導(dǎo)致擠出壓力的波動，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。冷卻裝置：成型的塑料擠包層在離開機(jī)頭后，應(yīng)立即進(jìn)行冷卻定型，否則會在重力的作用下發(fā)生變形。冷卻的方式通常采用水冷卻，并根據(jù)水溫不同，分為急冷和緩冷。急冷就是冷水直接冷卻，急冷對塑料擠包層定型有利，但對結(jié)晶高聚物而言，因驟熱冷卻，易在擠包層組織內(nèi)部殘留內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致使用過程中產(chǎn)生龜裂，一般PVC塑膠層采用急冷。緩冷則是為了減少制品的內(nèi)應(yīng)力，在冷卻水槽中分段放置不同溫度的水，使制品逐漸降溫定型，對P

31、E、PP的擠出就采用緩冷進(jìn)行，即經(jīng)過熱水、溫水、冷水三段冷卻。2.4 電氣控制設(shè)備塑料擠出機(jī)的控制系統(tǒng)包括加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及工藝參數(shù)測量系統(tǒng)，主要由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。其主要作用是：控制和調(diào)節(jié)主輔機(jī)的拖動電機(jī)，輸出符合工藝要求的轉(zhuǎn)速和功率，并能使主輔機(jī)協(xié)調(diào)工作；檢測和調(diào)節(jié)擠塑機(jī)中塑料的溫度、壓力、流量；實(shí)現(xiàn)對整個機(jī)組的控制或自動控制。擠出機(jī)組的電氣控制大致分為傳動控制和溫度控制兩大部分，實(shí)現(xiàn)對擠塑工藝包括溫度、壓力、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、螺桿冷卻、機(jī)筒冷卻、制品冷卻和外徑的控制，以及牽引速度、整齊排線和保證收線盤上從空盤到滿盤的恒張力收線控制。2.4.1 溫度控制系統(tǒng)擠塑機(jī)的溫度控制系統(tǒng)是由電加熱

32、和冷卻組成，以實(shí)現(xiàn)擠塑機(jī)各區(qū)域溫度的升降和調(diào)節(jié)，控制適當(dāng)溫度可保證擠出質(zhì)量。1 溫度控制機(jī)理安裝在擠塑機(jī)上的電加熱器和冷卻風(fēng)機(jī)是主要的控制機(jī)構(gòu)。由于電加熱具有升溫、降溫迅速的特點(diǎn)，而溫度過高和過低都是擠出中要絕對避免的，所以電加熱必須有一套靈敏度相當(dāng)高的溫度調(diào)節(jié)裝置尤溪般包括有自動測量儀器、控制儀表，以及有效的冷卻設(shè)施。在加溫和擠出過程中，測溫元件熱電偶隨時測得的熱電勢信號被送到控溫儀，經(jīng)放大處理后與溫度設(shè)定值比較，溫度儀表指示不到設(shè)定值時，則繼續(xù)加熱，如接近或到達(dá)設(shè)定值，則按不同的調(diào)節(jié)規(guī)律儀表發(fā)出不同的指示信號。2 擠塑機(jī)的溫控部位根據(jù)擠出原理，擠塑機(jī)各部位的溫度應(yīng)有差別，可以用設(shè)置于各部位

33、電加熱片的容量差別來實(shí)現(xiàn)。一般的，加料段容量最小，塑化段和均化段容量要大些，而機(jī)頭是保溫區(qū)，主要以加熱克服散熱，所以容易不大。在擠塑機(jī)中溫控一般是根據(jù)加熱片的多少分為68段，小型擠塑機(jī)一般分為六段，大型擠塑機(jī)分成八段，通過控制屏上溫度儀表的顯示，來對擠塑機(jī)的六個加熱區(qū)進(jìn)行溫控。以六段加熱擠塑機(jī)為例，六個溫控區(qū)域部位如下圖所示。擠塑機(jī)的六個溫控部位或各加熱段的溫度，在控制屏上都可以在溫度儀表上一一顯示，由操作者直接觀察而知，便于調(diào)整。2區(qū)（機(jī)頭模芯）5區(qū)（塑化段）3區(qū)（機(jī)脖） 4區(qū)（均化段）6區(qū)（加料段）1區(qū)（模套出口） 圖2-2 六段加熱擠塑機(jī)六個溫控區(qū)域部位圖3 溫控各部位的作用還是以六段加

34、熱擠塑機(jī)為例。六個溫控部位在擠塑機(jī)的機(jī)頭處有三個，機(jī)身處有三個。溫度可根據(jù)需要自動調(diào)節(jié)，但應(yīng)滿足工藝規(guī)定的溫度范圍。在使用過程中，加料段加熱區(qū)溫度較低，機(jī)脖加熱區(qū)的溫度較高，模具加熱區(qū)的溫度稍低，形成了一般溫控部位由低到高到稍低的變化，這是由于各部位的作用而決定的。機(jī)頭1、2區(qū)的作用：機(jī)頭區(qū)的溫控，對塑料擠出表面質(zhì)量起著決定作用，如果溫度控制得合適，模具選配的恰當(dāng)，塑料產(chǎn)品的表面就平整光滑。（1） 機(jī)頭3溫區(qū)（機(jī)脖）的作用：塑料塑化好以后，在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下由機(jī)筒進(jìn)入機(jī)脖，由于機(jī)脖容積較機(jī)筒小，又加上濾板的作用，產(chǎn)生較大的阻力，螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力作用，塑料致密，并塑化壓實(shí)，保證了塑化效果。此時需

35、要較高的溫度，有利于塑料熔體順利的進(jìn)入機(jī)頭。（2）機(jī)身4、5溫區(qū)的作用：此加熱區(qū)為均化段和塑化段，由于螺桿轉(zhuǎn)動的攪拌壓縮作用，經(jīng)過預(yù)熱的固體塑料變成可塑的粘滯液體（熔融狀態(tài)），在溫度的作用下，塑料完成塑化均勻。（3）機(jī)身6溫區(qū)的作用：顆粒狀塑料從加料斗進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)，由于溫度的作用，塑料開始被預(yù)熱，并把多余的氣體從加料口排除。此段的溫度控制不宜過高，以免影響顆粒塑料的下料，故為溫度控制區(qū)域最低的加溫區(qū)。(4)控制溫度的高低對產(chǎn)品質(zhì)量的影響溫度是塑料由固體狀態(tài)向粘流狀態(tài)轉(zhuǎn)變的有效手段，同時它也可能造成塑料的燒焦或分解，溫度低時，也可能造成嚴(yán)重的設(shè)備事故。由于塑料品種的不同，以及擠出速度、擠出外徑、擠

36、出厚度的不同，在實(shí)際的擠出過程中，溫度控制不盡相同，因此對具體的品種采用相應(yīng)的擠塑溫度。另外，除塑料和結(jié)構(gòu)尺寸造成的溫度控制不同外，環(huán)境溫度也應(yīng)予以考慮。因此，嚴(yán)格按照工藝要求控制溫度的高低，保證擠塑過程的順利進(jìn)行，保證良好的產(chǎn)品質(zhì)量，是每一個操作者不可忽視的職責(zé)。溫度過高 溫度過高指的是溫度控制超過某種塑料的最佳塑化溫度，容易使塑料焦燒和老化，也容易產(chǎn)生氣孔、氣泡、氣眼、定型不好等質(zhì)量問題。溫度過高，還會造成擠出過程中擠出壓力波動，塑料在機(jī)筒內(nèi)“打滑”，擠出量不穩(wěn)，使擠包層和產(chǎn)品外徑尺寸不均。溫度過低 溫度過低指的是溫度控制低于塑料的最佳塑化溫度，造成塑料塑化不好，擠出表面有樹脂疙瘩或未塑化

37、好的小顆粒。特別是合膠縫合不好，不但影響產(chǎn)品質(zhì)量，還容易造成塑膠層脫節(jié)、裂紋、斷膠等現(xiàn)象。因此，要嚴(yán)格按照工藝規(guī)定控制溫度，不宜過高或過低。在實(shí)際操作過程中，因設(shè)備新舊、外徑大小的不同，擠制工藝有所不同，溫度控制也不盡相同，擠制絕緣和護(hù)套所用塑料一樣，但因樹脂中的添加劑不同，其溫度控制亦有區(qū)別。另外，環(huán)境溫度的高低也會影響擠塑溫度的控制，冬天與夏天就要相差510oC。2.4.2 擠塑機(jī)的壓力控制為了反映機(jī)頭的擠出情況，需要檢測擠出時的機(jī)頭壓力，由于國產(chǎn)擠塑機(jī)沒有機(jī)頭壓力傳感器，一般是對螺桿擠出后推力的測量替代機(jī)頭壓力的測量，螺桿負(fù)荷表（電流表或電壓表）能正確反映擠出壓力的大小。擠出壓力的波動，

38、也是引起擠出質(zhì)量不穩(wěn)的重要因素之一，擠出壓力的波動與擠出溫度、冷卻裝置的使用，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時間的長短等因素密切相關(guān)。當(dāng)發(fā)生異?，F(xiàn)象時，能排除的迅速排除，必須重新組織生產(chǎn)的則應(yīng)果斷停機(jī)，不但可以避免廢品的增多，更能預(yù)防事故的發(fā)生。通過檢測的壓力表讀數(shù)，就可以知道塑料在擠出時的壓力狀態(tài)，一般取后推力極限值報警控制。2.4.3 螺桿轉(zhuǎn)速的控制螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)與穩(wěn)定是主機(jī)傳動的重要工藝要求之一。螺桿轉(zhuǎn)速直接決定出膠量和擠出速度，正常生產(chǎn)總希望盡可能實(shí)現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速及實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，對擠塑機(jī)要求螺桿轉(zhuǎn)速從起動到所需工作轉(zhuǎn)速時，可供使用的調(diào)速范圍要大。而且對轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性要求高，因?yàn)檗D(zhuǎn)速的波動將導(dǎo)致擠出量的波動，影響擠出質(zhì)

39、量，所以在牽引線速度沒有變化情況下，就會造成線纜外徑的變化。同理如牽引裝置線速波動大也會造成線纜外徑的變化，螺桿和牽引線速度可通過操作臺上相應(yīng)儀表反映出來，擠出時應(yīng)密切觀察，確保優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。2.4.4 外徑的控制如上所述為了保證制品線纜外徑的尺寸，除要求控制線芯（纜芯）的尺寸公差外，在擠出溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、牽引裝置線速度等方面應(yīng)有所控制保證，而外徑的測量控制則綜合反映上述控制的精度和水平。在擠塑機(jī)組設(shè)備中，特別是高速擠塑生產(chǎn)線上，應(yīng)配用在線外徑檢測儀，隨時對線纜外徑進(jìn)行檢測，并且將超差信號反饋以調(diào)整牽引或螺桿的轉(zhuǎn)速，糾正外徑超差。2.4.5 收線要求的張力控制為了保證不同線速下的收線，從空盤到滿盤

40、工作的恒張力要求，希望收排線裝置有貯線張力調(diào)整機(jī)構(gòu)，或在電氣上考慮恒線速度系統(tǒng)和恒張力系統(tǒng)的收卷等等。2.4.6 整機(jī)的電氣自動化控制這是實(shí)現(xiàn)高速擠出生產(chǎn)線應(yīng)具備的工藝控制要求，主要是：開機(jī)溫度聯(lián)鎖；工作壓力保護(hù)與聯(lián)鎖；擠出、牽引兩大部件傳動的比例同步控制；收線與牽引的同步控制；外徑在線檢測與反饋控制；根據(jù)各種不同需要組成部件的單機(jī)與整機(jī)跟蹤的控制。第3章 塑料加工工藝3.1 引言電纜的塑料主要應(yīng)用于加工制造絕緣和護(hù)套。其工藝是采用連續(xù)擠壓方式進(jìn)行的。擠出設(shè)備塑單螺桿擠出機(jī)。在擠出過程中，裝入料斗中的塑料借助重力或加料螺旋進(jìn)入機(jī)筒中，由旋轉(zhuǎn)螺桿的推力作用不斷向前推進(jìn)，同時塑料受到螺桿的攪拌和擠

41、壓作用，并且在機(jī)筒的外熱及塑料與設(shè)備之間的剪切摩擦熱的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，在螺槽中形成均勻連續(xù)的料流，到達(dá)機(jī)頭的料流經(jīng)模芯和模套間的環(huán)形間隙，擠包于線芯周圍，形成連續(xù)密實(shí)的絕緣或護(hù)套層。整個擠出過程可以分為3個階段：混合，熔融和均化擠壓成型冷卻和固化。3.2 塑料擠出的理論塑料擠出機(jī)組由防線裝置、預(yù)熱裝置、擠塑機(jī)、冷卻裝置、牽引裝置、收（排）線裝置及控制系統(tǒng)等組成。擠塑機(jī)是擠出機(jī)組的主機(jī)。 螺桿是擠出機(jī)的最主要的部件，它直接關(guān)系到擠出機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率。對塑料產(chǎn)生較大的輸送、擠壓、混合和塑化作用。機(jī)筒的外面有電阻或感應(yīng)加熱器、測溫裝置及冷卻裝置，對材料進(jìn)行溫度控制3.2.1 設(shè)備及主要參數(shù)標(biāo)

42、志擠出機(jī)的工作性能的主要參數(shù)有：螺桿直徑、螺桿長徑比、螺桿轉(zhuǎn)速范圍、螺桿拖動電機(jī)的功率、機(jī)器的生產(chǎn)能力、機(jī)筒的加熱功率，機(jī)器的中心高和外形尺寸等。1螺桿的主要參數(shù) 螺桿的主要參數(shù)主要有直徑、長徑比、壓縮比、螺距、螺槽寬度、螺槽深度、螺旋角、螺桿與機(jī)筒之間的間隙等。2 螺桿的分段及各段的基本職能 加料段：其職能主要塑對塑料進(jìn)行壓實(shí)和輸送；熔融段：其作用是使塑料進(jìn)一步壓實(shí)和塑化，使包圍在螺桿內(nèi)的空氣壓回到加料口處排出，并改善塑料的熱傳導(dǎo)性能熔體輸送段：塑料進(jìn)入熔體輸送段后進(jìn)一步塑化和均勻化，并使之定壓、定量和定溫地從機(jī)頭中擠出。3.2.2 塑料擠出理論塑料擠出理論的研究塑根據(jù)塑料在擠出機(jī)中的明顯可

43、分的3個階段進(jìn)行的，即研究加料段的固體輸送理論；研究熔融段的熔融理論和研究均化段的熔體輸送理論。 1固體輸送理論 達(dá)涅耳莫耳理論的假設(shè)（1）塑料在螺槽中形成固體塞，且流速恒定，同時固體塞所承受的壓力只沿螺槽方向變化。（2）固體塞與落草大所有邊相接觸，且它們的摩擦系數(shù)與壓力無關(guān)，僅為溫度的函數(shù)。（3）忽略固體塞密度的變化以及重力、螺棱頂面與機(jī)筒間隙的影響。（4）螺槽所矩形的，且螺深不變。（5）機(jī)筒相對螺桿運(yùn)動，螺桿則相對靜止不動。2 熔融理論影響熔融長度的因素分析：（1）物料特性的影響 物料的熱性能和流變性能。（2）速率的影響 在保持其他變量不變的情況下，增加流率，必然要延長熔融長度，其結(jié)果所擠

44、出物的均勻度和塑化性能變差。（3） 螺桿轉(zhuǎn)速的影響 在保持流率和機(jī)筒溫度不變的條件下，增加螺桿轉(zhuǎn)速將大大增加擠出機(jī)的熔融速率。（4） 機(jī)筒溫度和物料初溫 機(jī)筒溫度增加有利于加熱物料，促進(jìn)熔融。3熔體輸送理論 熔體輸送理論又稱流體動力學(xué)理論，它是研究螺桿均化段如何保證塑料徹底塑化，并使之定壓、定溫和定量擠出，以獲得穩(wěn)定的產(chǎn)量和高品質(zhì)制品的理論。它的基點(diǎn)是將物料在均化段的運(yùn)動作為粘性流體的流動。3.3 塑料絕緣及護(hù)套擠出工藝電線電纜塑料絕緣和護(hù)套生產(chǎn)的基本方式是采用單螺桿擠出機(jī)擠出。由于擠出機(jī)具有連續(xù)擠出的特點(diǎn)。所以塑料絕緣和護(hù)套的生產(chǎn)也是連續(xù)的。這一生產(chǎn)過程分成原材料處理擠出冷卻牽引4個階段；對

45、于交聯(lián)聚乙烯絕緣則為原材料處理擠出交聯(lián)冷卻牽引5個階段。3.3.1 原材料處理要求去除材料中過量的水分；去除固體雜質(zhì)；均勻混入各種配合劑。3.3.2 擠出工藝擠出過程的工藝條件對制品的產(chǎn)量和質(zhì)量影響很大，特別速塑化情況，更能直接影響制品的物理機(jī)械性能和外觀，塑化即是熔融，決定這一過程的主要因素速溫度和機(jī)械剪切作用。1溫度在塑料擠出過程中，物料聚集態(tài)的轉(zhuǎn)變以及決定物料流動的粘度都取決于溫度，因此溫度是塑料擠出工藝中最重要的工藝參數(shù)。擠出物的最終溫度應(yīng)大于物料的粘流溫度，其上限溫度決定于聚合物的最高穩(wěn)定溫度。低溫擠出有如下優(yōu)點(diǎn)：保持?jǐn)D出物的形狀比較容易；由于擠出物中熱能較小，縮短了冷卻時間；此外溫

46、度低還會減少聚合物降解。但應(yīng)當(dāng)看到，擠出溫度低臨界剪切應(yīng)力、臨界剪切速率值也低會使擠出物失去光澤，并出現(xiàn)波紋、不規(guī)則破裂等。另外溫度低，物料熔融區(qū)延長，以從均化段出來的熔體中仍夾雜有固體物料，這些未熔物料和熔體一起成型于制品上，其影響是不言而喻的。溫度對制品的物理性能影響是復(fù)雜的。2螺桿轉(zhuǎn)速由于調(diào)節(jié)方便，螺桿轉(zhuǎn)速是擠出過程中的重要操作變量。由擠出機(jī)固體輸送段和均化段的流率分析可知，流率和螺桿轉(zhuǎn)速成正比，因此，在一般情況下，提高螺桿轉(zhuǎn)速是現(xiàn)代擠出機(jī)提高生產(chǎn)能力的重要手段。3模具及調(diào)整模具的選擇確定主要考慮以下兩點(diǎn)：要有合適的產(chǎn)量；使機(jī)頭具有一定的壓力。4牽引擠包制品是由牽引裝置拖動通過機(jī)頭的，為

47、保證產(chǎn)品質(zhì)量，要求牽引速度均勻穩(wěn)定。如果牽引速度高于擠出速度可以消除制品離模引起的膨脹，并使制品分子鏈產(chǎn)生一定程度的軸向取向。3.3.3 冷卻塑料擠包層在離開機(jī)頭后，應(yīng)立即進(jìn)行冷卻，否則會在重力作用下發(fā)生變形。生產(chǎn)中都采用了逐漸降溫的溫水冷卻方式。第4章 擠塑不良品產(chǎn)生和原因及解決辦法4.1 焦 燒原因 溫度超高，或者是控制溫度的儀表失靈，造成塑料超高溫而焦燒；機(jī)頭的出膠口煙霧大，有強(qiáng)烈的刺激氣味，另外還有噼啪聲；塑料表面出現(xiàn)顆粒狀焦燒物；合膠縫處有連續(xù)氣孔。 控制溫度的儀表失靈，造成超高溫后焦燒；螺桿長期使用而沒有清洗，焦燒物積存，隨塑料擠出；加溫時間太長，塑料積存物長期加溫，使塑料老化變質(zhì)

48、而焦燒；停車時間過長，沒有清洗機(jī)頭和螺桿，造成塑料分解焦燒；機(jī)頭壓蓋沒有壓緊，塑料在里面老化分解。 解決辦法 經(jīng)常的檢查加溫系統(tǒng)是否正常；定期地清洗螺桿或機(jī)頭，要徹底清洗干凈；按工藝規(guī)定要求加溫，加溫時間不宜過長，如果加溫系統(tǒng)有問題要及時找有關(guān)人員解決；換?；驌Q色要及時、干凈，防止雜色存膠焦燒；調(diào)整好模具后要把模套壓蓋壓緊，防止進(jìn)膠；發(fā)現(xiàn)焦燒應(yīng)立即清理機(jī)頭和螺桿。 4.2 塑化不良原因 塑料層表面有蛤蟆皮式地現(xiàn)象；溫度控制較低，儀表指針反映溫度低，實(shí)際測量溫度也低；塑料表面發(fā)烏，并有微小裂紋或沒有塑化好地小顆粒；塑料的合膠縫合不好，有明顯的痕跡。 溫度控制過低或控制的不合適；塑料中有難塑化的樹

49、脂顆粒；操作方法不當(dāng)，螺桿和牽引速度太快，塑料沒有完全達(dá)到塑化；造粒時塑料混合不均勻或塑料本身存在質(zhì)量問題。 解決辦法 按工藝規(guī)定控制好溫度，發(fā)現(xiàn)溫度低要適當(dāng)?shù)陌褱囟日{(diào)高；要適當(dāng)?shù)亟档吐輻U和牽引的速度，使塑料加溫和塑化的時間增長，以提高塑料塑化的效果；利用螺桿冷卻水，加強(qiáng)塑料的塑化和至密性；選配模具時，模套適當(dāng)小些，加強(qiáng)出膠的壓力。 4.3 有疙瘩原因 樹脂在塑化過程中產(chǎn)生的疙瘩，在塑料層表面有小晶點(diǎn)和小顆粒分布在塑料 表面四周；焦燒產(chǎn)生的疙瘩，在塑料層表面有焦燒物，特別反映在合膠縫的表面上；雜質(zhì)疙瘩，在塑料表面有雜質(zhì)，切片的疙瘩里面有雜質(zhì)；塑化不良產(chǎn)生的塑料疙瘩，切片后發(fā)現(xiàn)疙瘩里面是熟膠。

50、由于溫度控制較低，塑料還沒有塑化好就從機(jī)頭擠出來了；塑料質(zhì)量較差，有難塑化的樹脂，沒有完全塑化就被擠出；加料時一些雜質(zhì)被加入料斗內(nèi)，造成雜質(zhì)疙瘩；溫度控制超高，造成焦燒，從而產(chǎn)生焦燒疙瘩；對模壓蓋沒有壓緊，進(jìn)膠后老化變質(zhì)，出現(xiàn)焦燒疙瘩 解決辦法 塑料本身造成的疙瘩，應(yīng)適當(dāng)?shù)靥岣邷囟?；加料時嚴(yán)格檢查塑料是否有雜物，加料時不要把其它雜物加入料斗內(nèi)，發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)要立即清理機(jī)頭，把螺桿內(nèi)的存膠跑凈；發(fā)現(xiàn)溫度超高要立即適當(dāng)降低溫度，如果效果不見好，要立即清洗機(jī)頭和螺桿，排除焦燒物；出現(xiàn)樹脂疙瘩和塑化不良的疙瘩，要適當(dāng)調(diào)高溫度或降低螺桿和牽引的速度。 4.4 塑料層正負(fù)超差原因 螺桿和牽引的速度不穩(wěn)，電流表或

51、電壓表左右擺動，因此影響電纜外徑，產(chǎn)生塑料層的偏差；半成品質(zhì)量有問題，如鋼帶或塑料帶繞包松，產(chǎn)生凸凹不均勻現(xiàn)象或塑料層有包、棱、坑等缺陷；溫度控制超高，造成擠出量減少，使電纜的外徑突然變細(xì)，塑料層變薄，形成負(fù)差。線芯或纜心不圓，有蛇形，外徑變化太大；半成品有質(zhì)量問題，如接頭過大，散花等。操作時，模芯選配過大，造成倒膠而產(chǎn)生塑料層偏芯；調(diào)整模具時，調(diào)模螺釘沒有扭緊，產(chǎn)生倒扣現(xiàn)象而使塑料層偏芯；螺桿或牽引速度不穩(wěn)，造成超差；加料口或?yàn)V網(wǎng)部分堵塞，造成出膠量減少。解決辦法 經(jīng)常測量電纜外徑和檢查塑料層厚度，發(fā)現(xiàn)外徑變化或塑料層不均勻，應(yīng)立即調(diào)整；選配模具要合適，調(diào)好模具后要把調(diào)模螺釘擰緊，把壓蓋壓緊

52、；注意螺桿和牽引的電流和電壓表，發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)，要及時找電工、鉗工檢修；不要把條料或其它雜物加入料斗內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)此情況要立即清除。 4.5 外徑粗細(xì)不均和竹節(jié)形 原因 由于螺桿或牽引不穩(wěn)，造成電纜外徑粗細(xì)不均勻；由于牽引突然不穩(wěn)，形成電纜的塑料等呈竹節(jié)形；模具選配較小，半成品外徑變化較大，造成電纜的塑料層厚度不均。收放線或牽引的速度不均；半成品外徑變化較大，模具選配不合適；螺桿速度不穩(wěn)，主電機(jī)轉(zhuǎn)速不均，皮帶過松或打滑。 經(jīng)常檢查螺桿、牽引、收放線的速度是否均勻；模具選配要合適，防止倒膠現(xiàn)象；解決辦法 經(jīng)常檢查機(jī)械和電器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)問題要立即找鉗工、電工修理。4.6 合膠縫不好原因 在塑料表面的外側(cè)，塑料合并的不好，有一條發(fā)烏合痕跡，嚴(yán)重時有裂紋；塑料層的合膠處塑化不好，有疙瘩合微小顆粒，嚴(yán)重時用手一撕即開；控制的溫度較低，特別是機(jī)頭的控制