擠出機(jī)械及口型設(shè)計(jì)

1、擠出設(shè)備簡(jiǎn)介擠出設(shè)備簡(jiǎn)介流道及口型設(shè)計(jì)流道及口型設(shè)計(jì)主講：劉貴鵬主講：劉貴鵬 全鋼技術(shù)處全鋼技術(shù)處 一.擠出設(shè)備： 1.擠出設(shè)備的分類、組成、技術(shù)特征及 應(yīng)用范圍。 2.擠出機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。 3.銷釘型冷喂料擠出機(jī)。 4.擠出工藝原理。 二.擠出機(jī)流道及口型設(shè)計(jì)： 1.機(jī)頭流道的設(shè)計(jì)。 2.預(yù)口型及口型板的設(shè)計(jì). 題綱： 一擠出設(shè)備： 1.1橡膠擠出機(jī)的分類方式： a.按工藝用途分： 壓出擠出機(jī) 朔煉擠出機(jī) 混煉擠出機(jī) b.按部件復(fù)合方式分： 單復(fù)合擠出機(jī) 雙復(fù)合擠出機(jī) C.按喂料方式分： 冷喂料 熱喂料1.2擠出機(jī)的組成： 螺桿 機(jī)身 機(jī)頭 包括口型、芯型（指流道） 機(jī)架和傳動(dòng)裝置 儀表顯示系

2、統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)等1.3擠出機(jī)的主要技術(shù)特征： 螺桿直徑 長(zhǎng)徑比 壓縮比 轉(zhuǎn)速范圍 螺紋結(jié)構(gòu) 生產(chǎn)能力 電機(jī)功率等 概念解釋a.長(zhǎng)徑比: 螺桿外徑和螺桿螺紋長(zhǎng)度之比。 一般熱喂料螺桿長(zhǎng)徑比 38 冷喂料螺桿長(zhǎng)徑比 817(20) 長(zhǎng)徑比是擠出機(jī)的重要技術(shù)參數(shù)之一,它直接反映擠出機(jī)的生產(chǎn)能力,影響到擠出效果。b.壓縮比: 壓縮比是指螺桿加料端一個(gè)螺槽容積和出料端一個(gè)螺槽容積的比。 壓縮比反映的是膠料在壓出機(jī)內(nèi)能夠受到的壓縮程度。 熱喂料壓出機(jī)的壓縮比一般在1.31.4間. 冷喂料壓出機(jī)的壓縮比一般在1.61.8間c.壓出機(jī)的生產(chǎn)能力: 生產(chǎn)能力的計(jì)算方法 c1.理論公式法 c2.實(shí)際測(cè)定法 理論

3、公式法可參考或在擠出部分有詳細(xì)的介紹.C1.實(shí)際測(cè)定法: 實(shí)際測(cè)定法是在擠出線速度一定的條件下,設(shè)定不同的螺桿轉(zhuǎn)速,測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)擠出膠料的重量。 在這里擠出量和螺桿轉(zhuǎn)速是成正比的。 Q=KR Q-是擠出量 K-是一個(gè)系數(shù) R-是螺桿轉(zhuǎn)速 系數(shù)K和擠出機(jī)的溫度設(shè)定,擠出機(jī)的螺紋形式等因素有關(guān).系數(shù)K可以通過(guò)數(shù)學(xué)的方法模擬出.在測(cè)定出膠量的同時(shí)還要測(cè)定相應(yīng)螺桿轉(zhuǎn)速下的出膠溫度。 我們著重按喂料方式對(duì)擠出機(jī)進(jìn)行介紹:1.4兩種擠出行式的特點(diǎn): A. 冷喂料擠出形式的特點(diǎn):a.冷喂料壓出對(duì)壓力的敏感性小,盡管機(jī)頭壓力增加或口型阻力增大,但壓出速率降低不大。b.由于不需要熱煉工序,減少了質(zhì)量影響因素,

4、從而使壓出半成品質(zhì)量均勻穩(wěn)定。c.膠料的熱歷程短,所以壓出溫度較高也不易發(fā)生早期硫化。d.長(zhǎng)徑比大,可根據(jù)生產(chǎn)需要對(duì)擠出機(jī)各段 溫度進(jìn)行設(shè)定,排膠溫度容易控制。E應(yīng)用范圍廣,靈活性大。f.冷喂料擠出的投資和生產(chǎn)費(fèi)用較低。 冷喂料擠出機(jī)本身的價(jià)格比熱喂料高50%但它不再需要開(kāi)煉機(jī)和其它附助設(shè)備,占地空間小,可節(jié)省人力及動(dòng)力及動(dòng)力費(fèi)用.所以在壓出量相同的情況下,利用冷喂料擠出機(jī),總價(jià)格要便易得多。 冷喂料擠出機(jī)的螺桿螺紋形式較復(fù)雜,對(duì)螺桿材質(zhì)要求高,螺桿磨損后修補(bǔ)困難。B.熱喂料擠出機(jī). 這種方式的特點(diǎn)是膠料流動(dòng)性好,可順暢的通過(guò)口型,機(jī)腔內(nèi)的壓力比較低,但由于膠料經(jīng)過(guò)混煉,壓出半成品的質(zhì)密程度較

5、高的半成品部件.一般適用于出膠量較大的部件生產(chǎn)中,例如載重胎的胎面多采用熱喂料。 不足之處是,膠料經(jīng)過(guò)反復(fù)的熱煉,門尼損失大,膠料熱歷程長(zhǎng),溫升高,對(duì)膠料的性能要求高.由于是完全的人工操作,膠料混煉不均一,半成品質(zhì)量波動(dòng)大,排膠溫度不容易控制。C.銷釘型冷喂料擠出機(jī): 銷釘型擠出機(jī)裝有穿過(guò)機(jī)筒并指向螺桿直線的銷釘,這類擠出機(jī)由于膠料的流動(dòng)與傳遞均伴隨一個(gè)低的剪切梯度,所以膠料的滲混程度與均勻現(xiàn)象特別好,溫升也不高,此外它還有優(yōu)越的自潔性。 輪胎的生產(chǎn)中應(yīng)用的主要是冷喂料銷釘擠出機(jī)。1.5應(yīng)用范圍 兩種喂料方式的擠出機(jī)在輪胎的生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用.尤其銷釘型冷喂料擠出機(jī)在半鋼和全鋼的生產(chǎn)中得到廣

6、泛的應(yīng)用。2.壓出機(jī)的發(fā)展趨勢(shì): 熱喂料 冷喂料過(guò)度 單螺桿多螺桿過(guò)度 二.機(jī)頭流道及口型設(shè)計(jì):1.機(jī)頭流道的設(shè)計(jì): 1.1現(xiàn)有機(jī)頭流道的形式特點(diǎn): 單級(jí)式流道板報(bào) POMINI 日本中田 雙級(jí)式流道板 TROESTER 各自 特點(diǎn): 雙級(jí)式流道板更新、更換方便，膠料在機(jī)頭內(nèi)分布分散均勻，排膠斷面對(duì)稱性好。 膠料在機(jī)筒的出口，流經(jīng)流道板的第一級(jí)進(jìn)行初步分散，膠料流經(jīng)流道板的第二級(jí)進(jìn)一步分散，這時(shí)膠料各部位的致密程度更加均一。其斷面形狀如下圖所示：?jiǎn)渭?jí)流道的特點(diǎn)：4 單級(jí)式流道板也是可更新、更換的，相對(duì)而言膠料分布的均一性要差一些。因?yàn)樗鼪](méi)有第一級(jí)的預(yù)分散流道，完全是靠在機(jī)筒內(nèi)部機(jī)頭的壓力對(duì)膠料

7、進(jìn)行分散。為彌補(bǔ)分散不均一的不足也采取了一些措施，如機(jī)頭有意加長(zhǎng)，這樣膠料在機(jī)頭內(nèi)部停留時(shí)間加長(zhǎng)，膠料有充足的時(shí)間進(jìn)行分散。加長(zhǎng)機(jī)頭的缺點(diǎn)：4 4 采用這種方式對(duì)膠料的分散有利，但也帶來(lái)了一定的弊端，機(jī)頭膠容易焦燒。在安徽的三復(fù)合壓出機(jī)就有這樣的問(wèn)題。再有就是機(jī)頭的加工費(fèi)用高，機(jī)頭比較長(zhǎng)而且大。1.2機(jī)頭流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)：4兩點(diǎn)：4 流道的對(duì)稱性 4 出膠的均一性 4 4a.流道的對(duì)稱性：4（這里我們主要對(duì)雙級(jí)式流道板的設(shè)計(jì)進(jìn)行講解）一般情況下我們不對(duì)機(jī)頭流道的第一級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于螺桿的旋轉(zhuǎn)，膠料不斷的向4一側(cè)滾動(dòng)，使機(jī)頭兩側(cè)膠料出現(xiàn)偏壓，第一級(jí)流道板的設(shè)計(jì)也是考慮到這一點(diǎn)，流道板膠料的入口處不是

8、嚴(yán)格按照中心對(duì)稱的，而出膠口是嚴(yán)格按照中心對(duì)稱的。 4 流道板的第二級(jí)是嚴(yán)格按照螺桿的中心對(duì)稱的，無(wú)論是在內(nèi)腔加凸臺(tái)還是加分膠凸臺(tái)都應(yīng)遵照這一點(diǎn)。雙級(jí)式流道板圖例：在兩級(jí)流道板內(nèi)腔各加一個(gè)分膠凸臺(tái)有助于膠料向兩側(cè)分散，擠出膠料的斷面形狀4如下圖：4各部位的致密程度是相當(dāng)均一的，膨脹率基本相當(dāng)。如果流道內(nèi)腔加分流凸臺(tái)，擠出的斷面形狀如圖：4兩部分的幾何形狀、致密程度也應(yīng)是相同的。要保證排膠的均一性，單獨(dú)靠流道板的對(duì)稱性是不夠的，必須在流道板的內(nèi)腔加入一分膠的凸臺(tái)，尤其是在流道板的入口較小，出膠口較大的設(shè)計(jì)方案中?？聪聢D：那么為何在流道的內(nèi)腔加入這樣一個(gè)凸臺(tái)行的分膠裝置？4流道板的入口較小，出口較

9、大，流道中心線附近的堆積膠量大，向流道兩側(cè)的距離又長(zhǎng)，單獨(dú)靠機(jī)頭的擠壓作用是很難將膠料均勻分散的。如果不加凸臺(tái)擠出的斷面形狀是：螺桿中心兩側(cè)的致密程度要大得多，但我們需要的是排膠均一的斷面形狀。4如果是上面的斷面形狀口形板的設(shè)計(jì)就很困難了，半成品的尺寸很難保證。4凸臺(tái)的選取及突起角度a的確定：4凸臺(tái)的幾種形式：具體形式的選取可根據(jù)生產(chǎn)需要或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行選取。4凸臺(tái)角度a的選?。? 角度a一般在1825度間，一般不宜超過(guò)30度。角度a太大容易導(dǎo)致出膠困難，機(jī)頭壓力、阻力過(guò)大；角度過(guò)小，膠料在機(jī)頭內(nèi)部的行程短，不易分散均勻，膠料的膨脹率大。流道的不對(duì)稱設(shè)計(jì)：4流道的不對(duì)稱設(shè)計(jì)是指膠料向一側(cè)分

10、流，這重設(shè)計(jì)主要應(yīng)用在全鋼胎側(cè)的流道設(shè)計(jì)中。流道板不是延螺桿中心對(duì)稱的。如下圖：第一級(jí)流道的出膠口是延中心完全對(duì)稱的，流道的下一級(jí)向中心一側(cè)偏轉(zhuǎn)，如果不采取措施出膠的斷面形狀如圖示： 排膠的斷面形狀向一側(cè)偏壓，各部位的膨脹率也不相同，這與我們排膠的均一性原則相違背的。4用這種方式壓出的胎側(cè)復(fù)合面的斷面形狀很難保證。解決辦法：4 在流道內(nèi)腔加入一向一側(cè)分膠的凸臺(tái)，凸臺(tái)的長(zhǎng)度和突起的角度都很有講究，這需要設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累。4以上是我對(duì)壓出機(jī)頭流道板設(shè)計(jì)的一點(diǎn)體會(huì)。2.預(yù)口型和口型板的設(shè)計(jì)：4 預(yù)口形是對(duì)半成品形狀的初步預(yù)合，這里我們著重介紹一下口形板的設(shè)計(jì)。4 2.1口型板設(shè)計(jì)的一般規(guī)律：4 a .

11、根據(jù)膠料在口型中的流動(dòng)狀態(tài)和壓出變形分析，確定口型斷面形狀和壓出半成品斷面形狀間的差異，確定半成品的膨脹程度。2.2具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：4a1 .應(yīng)根據(jù)膠種和配方大致確定收縮率。4 a2 .膠料的可朔度大，膨脹率小。4a3 .機(jī)頭溫度高膨脹小，反之膨脹大。4a4 .擠出速度快膨脹大。4a5 .半成品規(guī)格大膨脹小。 壓出口型的設(shè)計(jì)應(yīng)講究一些技巧4總體上只要流道設(shè)計(jì)合理的情況下，口型設(shè)計(jì)應(yīng)是容易的。 b .口型孔徑的大小、寬度與螺桿的直徑 相適應(yīng)。4 口型過(guò)大容易使壓力不足排膠不均勻，壓出半成品形狀不一；口型過(guò)小阻力大、機(jī)頭壓力大容易引起焦燒。4對(duì)于扁平形狀的口型，一般口型寬度相當(dāng)于螺桿直徑的2.53.5倍。4 C .口型要有一定的錐角，內(nèi)端口徑應(yīng)大