雙螺桿擠出機造粒實驗

1、雙螺桿擠出機造粒實驗一、 實驗目的：1、了解同向雙螺桿擠出機的結構特點，工作原理；2、熟悉原材料和輔助材料的性能，了解試樣條的配方和配料操作；3、掌握雙螺桿擠出機組的操作和造粒工藝條件，為注射成型實驗提供合格粒料。二、實驗原理及工藝流程 造粒是將樹脂及各種助劑經(jīng)計量、混合及塑化制成便于成型的密實的圓柱形、立方形、球形顆粒的操作過程。得到的粒料可作為塑料注射成型、擠出成型等塑料成型的原料。造粒的方法有很多種，擠出造粒是一種最常用的方法。其優(yōu)點為：產(chǎn)品質量穩(wěn)定、自動化水平及生產(chǎn)效率高。擠出造粒工藝一般有熱切和冷切兩種造粒方法，采用那種造粒方式，由物料的性能決定，聚乙烯、聚丙烯一般采用冷切粒，聚氯乙

2、烯一般采用熱切粒方式。冷切法是物料由擠出機塑化后成圓條狀擠出，經(jīng)水冷后再將圓條狀的擠出料牽引至切粒機切成圓柱形顆粒。熱切法是把旋轉的刀片緊貼在機頭模板上，直接將剛擠出的圓條狀塑料切成粒料。本實驗采用水冷拉條冷切法。實驗所用的SHJ-20型同向平行雙螺桿擠出機，由南京杰亞裝備有限公司制造。雙螺桿擠出機的口模為兩孔模板，兩孔的直徑均為3.3mm。雙螺桿擠出機是在單螺桿擠出機的基礎上發(fā)展起來的。與單螺桿擠出機相比，雙螺桿擠出機具有加料容易、混合優(yōu)異、塑化效果好和低的功率消耗，同向旋轉的雙螺桿嚙合處剪切速度較高，能刮去各種積料，具有較好的自潔作用。因此同向雙螺桿擠出機被廣泛應用于共混、改性、填充和增強

3、等工藝中。同向雙螺桿擠出機配備不同的技術參數(shù)和特定的工藝結構，再分別配以相應輔機即可組成各類性能優(yōu)越的同向雙螺桿擠出造粒機組。 實驗原理：同向平行雙螺桿擠出機的核心部件是一對軸線平行設置、螺桿元件相互嚙合，同向旋轉的螺桿。同向旋轉的雙螺桿在嚙合處的轉速方向相反，當進入螺桿的物料由一根螺桿送至嚙合區(qū)時，受到擠出和剪切，同時又被另一根螺桿的反向速度托起，物料由一根螺桿轉到另一根螺桿使之在兩根螺桿與機筒內腔所形成的“”字型螺槽內依靠摩擦機理和正位移輸送機理實現(xiàn)有效的輸送。螺桿的連續(xù)轉動反復強迫物料轉向，有助于物料的均勻混合、塑化。在雙螺桿擠出機的加熱、混合，剪切、塑化、壓實排氣作用下，物料塑化成均勻

4、的熔體，并在雙螺桿的擠壓下，通過機頭擠出圓形的條狀料，經(jīng)冷卻水槽水冷后，再經(jīng)切粒機切粒，得到塑料粒料。SHJ-20雙螺桿擠出機組（水冷切粒組合）如圖1所示：圖1 SHJ-20雙螺桿擠出機組SHJ-20雙螺桿擠出機組的機械部分包括螺桿、機筒等主機工作部分以及傳動系統(tǒng)、喂料系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、造粒系統(tǒng)。SHJ-20雙螺桿擠出機組電儀控制系統(tǒng)主要由各電機的電氣傳動、筒體溫度控制兩大部分組成。具體包括：（1）主機、喂料機的轉速調節(jié)；（2）主機冷卻系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、造粒系統(tǒng)的控制（3）筒體、機頭的溫度監(jiān)測控制；熔體壓力、熔體溫度監(jiān)測及相應自控聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。工藝流程：雙螺桿擠出機組水冷拉條造粒工藝流程如圖2所示：圖

5、2 雙螺桿擠出機組水冷拉條造粒工藝流程三、實驗原料與主要儀器設備1、實驗材料 聚乙烯（茂名乙烯生產(chǎn)：MI=2.0 g/10min）： 牌號951-000 1 Kg聚丙烯（茂名乙烯生產(chǎn)：MI=3.0 g/10min）： 牌號T30S 1 Kg色母粒： 60 g適量碳酸鈣： 適量 注：如果沒有以上牌號的聚乙烯或聚丙烯，可用性能基本相同的其它牌號的材料代替。配方中是否加入碳酸鈣或是其它助劑可根據(jù)實驗具體情況來定。2、主要設備 SHJ-20同向平行雙螺桿擠出機 冷卻水槽： 長1.2m 切粒機 ： 4Kw交流 變頻調速 SHJ-20同向平行雙螺桿擠出機主要技術參數(shù)如下：螺桿長徑比L/D 34螺桿直徑（m

6、m）： 20mm螺桿最大轉速： 500rpm主電動機功率（kW）： 4Kw 交流 變頻調速產(chǎn)量（kg/h）： 28Kg / hr四、實驗步驟（一）、配料操作：1、按配方準確計量好各種原材料和輔助材料，再放入合適的容器內或是攪拌機內混合均勻； 2、將攪拌均勻后的混合料，加入到雙螺桿擠出機上的喂料機的料斗內。（二）、雙螺桿擠出機組的操作1、合上總電源保護開關以及電氣柜內熔斷器、馬達開關；2、打開鑰匙開關，電源指示燈亮（綠色），溫控儀表、電流指示儀表、轉速指示儀表、熔壓表、調速器控制面板等通電指示；3、升溫：按工藝要求對各加熱區(qū)溫控儀表進行參數(shù)設定，各段加熱溫度達到設定值后，啟動水泵，調節(jié)各節(jié)流閥大

7、??；繼續(xù)恒溫2025分鐘，同時進一步確認各段溫控儀表和電磁閥（或冷卻風機）工作是否正常；4、開啟齒輪箱進水閥，檢查是否漏水 ；5、打開水槽的進水閥和排水閥，調節(jié)好流量，使水槽冷卻水循環(huán)，再開啟吹干機及切粒機； 6、用手盤動電機聯(lián)軸器，保證螺桿正常方向至少轉動三轉。將主機調速旋鈕設置在零位，啟動主電機，逐漸升高主螺桿轉速，在不加料的情況下空轉轉速不高于10Hz/min，時間不大于1分鐘，檢查主機空載電流是否穩(wěn)定。主機轉動若無異常，低速啟動喂料電機，開始加料。待機頭有物料排出后再緩慢地升高主螺桿轉速和喂料螺桿轉速，升速時應先升主機速度，待電流平穩(wěn)無異常后再升速加料。并使喂料機和主機轉動相匹配，每次

8、主螺桿升速不大于5Hz，若喂料機升速按工藝要求逐漸加量，主電流上升過快，應適當降低加料量，升速直至達到工藝要求的工作狀態(tài)。在逐漸提高喂料機轉速，加大喂料量的同時，密切注意主電機電流及熔體壓力，以免主機過載或機頭壓力過高。7、按工藝要求，調節(jié)切粒裝置轉速，調整切粒機轉速與主機出條相匹配，使之正常拉條，切粒機轉速隨主機產(chǎn)量大小而升降；8、對于排氣操作一般應在主機進入穩(wěn)定運轉狀態(tài)后進行，先打開真空泵進水閥，調節(jié)控制適當?shù)墓ぷ魉?，再啟動真空泵。從排氣口觀察螺槽中物料塑化完全，不冒料時，即可打開調節(jié)真空管路閥門，并關閉排氣室上蓋，將真空度控制在要求的范圍內。真空可按下述順序進行：抽真空：開真空泵, 打

9、開水閥，真空表有指示停抽真空：關閉水閥, 停真空泵，真空表無指示9、在開車啟動階段，微微打開需冷卻筒體段節(jié)流閥門（不可猛然全開），等待數(shù)分鐘觀察該段溫度變化情況，若無明顯下降趨勢或下降至某一新平衡溫度，但仍超過允許值時，則可適當調大管路閥門的開度。這一過程往往需一定反復可達到要求。閥門開度調節(jié)確定后，對同一物料作業(yè)一般不需再進行調節(jié)。（三）、運轉中的檢查及調試1、主電機的電流是否穩(wěn)定（正常波動不大于8%），若波動較大或急速上升，應暫時減少喂料機的供料量，待主電流穩(wěn)定后再逐漸增加。螺桿在規(guī)定的轉速范圍內，運轉應平穩(wěn)。要求電流保持在額定75%85%的狀態(tài)下運行。2、檢查傳動系統(tǒng)和主機筒體內有無異常

10、聲音及傳動箱溫升情況，各緊固部分有無松動。若噪音來自機筒內，可能是物料中混入異物或設定溫度過低、局部加熱區(qū)溫控失靈等原因造成未塑化物料與機筒過度摩擦，也可能為螺桿組合不合理。若有異?，F(xiàn)象，應立即停機，查清原因并處理后方可再開機。3、密切檢查油位、油溫，油溫因季節(jié)及負載大小而異，應在1560范圍內。4、待運轉平穩(wěn)后，檢查各區(qū)溫度是否顯示在設定溫度±2范圍內，加熱、冷卻系統(tǒng)工作是否正常。加熱瓦是否正常工作，有無發(fā)紅、鑄鋁熔化現(xiàn)象。冷卻水管道應暢通，且無泄漏現(xiàn)象。5、若排氣口有冒料現(xiàn)象，可通過提高主機轉速或降低喂料機螺桿轉速以及改變螺桿組合構型等方法消除。6、經(jīng)常檢查機頭料壓顯示是否正常穩(wěn)

11、定，機頭出條是否穩(wěn)定均勻，有無斷條阻塞、塑化不良或過熱變色等現(xiàn)象。7、生產(chǎn)能力主要取決于主機轉速和喂料量的多少，可調整主螺桿轉速和喂料螺桿轉速參數(shù)以提高生產(chǎn)效率。（四）、停 機1、正常停車順序： 停喂料機，喂料機調速旋鈕調至零位； 關閉真空用水閥，停真空泵，打開真空室上蓋； 逐漸降低螺桿轉速，盡量排盡筒體內殘存物料，物料基本排完后先停喂料機，再逐步將雙螺桿主機轉速調至零位，按下主電機停止按鈕； 停止吹干機、水泵、切粒機等輔助設備，關閉電儀控制柜上各電源開關； 斷開總電源開關； 關閉各外接水管閥門，包括加料段筒體冷卻水、水槽冷卻水等（主機筒體各軟水冷卻管路節(jié)流閥門不動）。2、緊急停車順序： 如主

12、機內或傳動系統(tǒng)出現(xiàn)異常噪聲或振動等緊急情況需要停主機時，可迅速按下電儀柜紅色緊急停車鈕。并將主機及喂料調速旋鈕旋回零位，然后將總電源開關切斷。消除故障后，才能按復位按扭，再次按正常開車順序重新開車。 局部故障停車，如不影響機組正常運行，可使相關設備局部斷電，其余系統(tǒng)不受影響，繼續(xù)維持原工作狀態(tài)，此時，須及時排除故障； 機組設有報警燈，若主機調速器故障，則機組停車，紅色報警燈亮。五、注意事項1、清除機頭的熔料只能用銅、軟鋁等軟質材料支撐制成的工具清除，以免?？诋a(chǎn)生缺口或凹坑；2、按操作程序開車，注意啟動擠出機時轉速要緩慢上升，同時注意進料情況并密切注意電機電流，如發(fā)現(xiàn)突增立即停車檢查原因；3、操

13、作時分工負責，協(xié)調配合，集中精神。注意觀察，如發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，根據(jù)分析的原因采取適當?shù)奶幚矸椒ǎ?、經(jīng)常檢查主機傳動箱的油位是否達到傳動箱油位計的二分之一以上；5、注意清理料斗，確認無雜質異物后，才能將物料加滿料斗。物料內不允許有雜物，嚴禁金屬和砂石等硬物料進入料斗；6、打開排氣室或料斗蓋時，嚴防有異物落入。禁止用金屬工具在料斗內手動攪拌物料。清理排氣室中已冒出的物料，禁止用金屬工具，可用木片，竹片，預防損壞螺桿及筒體；7、螺桿只允許在低速下啟動，空轉時間不超過1分鐘，及時喂料后才能逐漸提高螺桿轉速。每次作業(yè)完畢，及時清掃主機、輔機工作環(huán)境。對于殘存在模頭內粘性物料，有必要清理干凈。六、實驗報告 實驗報告應包括以下內容：1、實驗原理；2、原材料名稱、牌號、產(chǎn)地；3、設備型號和技術參數(shù)；4、雙螺桿擠出機組造粒操作部驟、造粒工藝流程；5、工藝流程圖及工藝參數(shù)記錄（按表一格式填寫）。七、思考題1、 影響粒料大小均勻，表面光滑平整的主要因素有哪些？2、 喂料過快對雙螺