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共混改性 l 科普:单、双螺杆挤出机的区别和特点如何?

2022-12-13 10:05:31

国内塑胶行业的挤出机大致分为两类,一种是单螺杆挤出机,一种是双螺杆挤出机,因为这两种设备都有各自的特点,所以在塑胶行业都广泛应用。那么这两种挤出机各有什么优势,他们之间又有着什么样的区别呢?

01单螺杆挤出机的介绍及用途

(1)单螺杆挤出机介绍

单螺杆挤出机顾名思义,挤出机筒体内有一根螺杆。一般在有效长度上分为三段,按螺杆直径大小、螺距、螺深确定三段有效长度,一般按各占三分之一划分。

第1段:从料口的最后一段螺纹开始,叫输送段。物料在此处要求不能塑化,但要预热、受压挤实,过去老挤出理论认为此处物料是松散体,后来通过证明此处物料实际是固体塞,就是说这里物料受挤压后是一固体象塞子一样,因此只要完成输送任务就是它的功能了。

第2段,叫压缩段。此段螺槽体积由大逐渐变小,并且温度要达到物料塑化程度,此处产生压缩(由输送段三,在这里可压缩到一,这叫螺杆的压缩比——3:1,有的机器也有不同),完成塑化的物料进入到第三段。

第3段:计量段。此处物料保持塑化温度,只是象计量泵那样准确、定量输送熔体物料,以供给机头,此时温度不能低于塑化温度,一般略高点。

(2)单螺杆挤出机应用

单螺杆挤出机主要应用管材、片材、板材、异型材的挤出,部分改性材料造粒。

(3)单螺杆挤出机保养

①由于电气控制系统对环境温度及防尘都有很高的要求,应将电气系统与生产现场隔离开,并安装通风或换气扇,建议将电控柜放在简易房内,保持室内清洁、通风,使室内温度不高于40℃。

②单螺杆挤出机不允许空车运转,以免螺杆和机简轧毛。主机启动空转时不允许超过100r/min;启动主机时先低速,启动主机后检查有无异常响动后再缓慢提高主机转速至工艺允许范围之内(能调节到状态为好)。新机磨合时,电流负荷应在60-70%,正常使用时的电流不超过90%。注意:挤出机运转时若发生不正常的声响时,应立即停车,进行检查或修理。

③开机先开油泵,关机后关油泵;水泵在整个生产过程中保持工作状态,不可以停止水泵的运转,以免机筒温度上升导致机筒内物料分解炭化;主电机风机的石棉风罩需常清理,避免灰尘粘附过多堵塞风罩导致电机散热不够因过热而跳闸。

④及时清理机组表面的尘垢、工具及杂物。

⑤严防金属或其他杂物落入料斗中,以免损坏螺杆和机筒。为防止铁质杂物进入机筒,可在物料进入机筒加料口处装吸磁部件或磁力架,防止杂物落入必须把物料事先过筛。

⑥注意生产环境清洁,勿使垃圾杂质混入物料堵塞过滤板,影响制品产量,质量和增加机头阻力。

⑦减速箱应使用机器说明书指定的润滑油,并按规定的油面高度加入油液油液过少,润滑不够,降低零件使用寿命;油液过多,发热大,耗能多,油易变质,同样使润滑失效,造成损害零件的后果。减速箱漏油部位应及时更换密封垫(圈),以确保润滑油量。

02 双螺杆挤出机的介绍及用途

(1)双螺杆挤出机介绍
双螺杆挤出机包含以下多个系统,螺杆系统主要完成物料的塑化及输送过程,对制出成品的性能质量影响非常大。
①喂料系统:包含料斗、搅拌电机、喂料电机。可预防物料堆积,便于其顺利进入进料口。
②外加热系统:主要使用加热棒和筒体对物料进行高效增热,促进塑化作用。
③冷却系统:使用导热油或水组成的换热系统降低机身热量,从而达到有效控制筒体温度的作用。
④液压换网系统:使用可更换的过滤网拦截杂质,提高塑化程度,保证产出物料的质量的均一性和稳定性。
⑤ 真空系统:抽出物料中的水分和其他低分子的挥发物。
⑥ 电控系统:负责监视和控制主辅料系统的相关设备。
⑦螺杆系统:挤出机最重要的组成部分,可分为输送段、熔融段(排气口)、塑化段(真空口)、排料段。
(2)双螺杆挤出机的分段
平行双螺杆挤出机的螺杆系统一般分为4段:输送段、熔融段(排气口)、塑化段(真空口)、排料段。
①输送段:作用为输送物料,防止回料。
②熔融段:此段通过热传导和摩擦剪切,使物料充分熔融混合。
③塑化段:使物料各成分进一步熔融混合,具分布性与分散性混合功能。
④排料段输送和增压,形成一定压力,使物料更紧密,同时进一步混合,达到挤出造粒的目的。
(3)输送元件
① 类型分为:大导程和小导程。
②导程使用效果:导程越多,则螺杆挤出量增加,物料停留时间越短,物料混合能力越弱。
③ 小导程的通常使用方法:组合上逐渐减小,用于输送段、熔融段、塑化段,起到增压,提高熔融;提高混合物的均化程度及输送量的稳定性。
(4)剪切元件
①方向分类:有正向和反向。正向,促进物料流动及实现其功能;反向,也称为反旋,对物料的输送有回流作用,延长物料停留时间,增强塑化能力,提高混料效果。
② 角度分类:一般有着30°、45 °、60 °、90 °之分。
③作用与效果:正向时,增大交错角,降低输送能力,延长停留时间,提高塑化程度。针对分散而言,角度越大效果越明显;分散混合一般在角度45°时为好,其次是30°,最差是60°。
④ 头数的作用效果
正向时,头数越少,挤出输送能力越大,扭矩越大,混合效果也越优,但剪切作用越少;

反向时,头数越少,挤出输送能力越小,混合效果越优。

03单双螺杆挤出机的区别

让我们从价格,操作性,螺杆等方面具体了解一下这两种挤出机到底有什么区别
(1)单螺杆挤出机价格更低
单螺杆挤出机结构简单,价格低;
双螺杆结构复杂,价格高。双螺杆挤出机大概是比单螺杆挤出机贵了到1倍左右。个别会更高,具体因厂家,型号而异。
(2)单螺杆配方简单
对于操作来说,实际上两者相差并不是很大。但是单螺杆挤出机的工艺,配方较为简单,而双螺杆挤出机的工艺,工艺,配方会更加复杂一些。
(3)双螺杆可自由组合螺杆
双螺杆螺纹可根据料的情况和操作人的心情随意组合螺纹。单螺杆就比较死板,不能组合螺杆。
(4)双螺杆效率更高
双螺杆挤出机产量大,挤出速度快,单位产量耗能低,而单螺杆差之。双螺杆挤出机的效率大部分是单螺杆挤出机的大约1倍左右。具体依厂家,型号而定。
(5)双螺杆混炼塑化能力强
简单来说就是单螺杆适合聚合物的塑化挤出,适合颗粒料的挤出加工,如:成型,吹膜、注塑等,使用材料范围广;
双螺杆挤出机具有很好的混炼塑化能力比较适合塑料的改性。而且双螺杆挤出机可以制造双色。
(6)单螺杆便于维修
就维修方面来说,单螺杆会比双螺杆更加简单一些,因为单螺杆的结构比较简单,便于修理。
(7)输送机理
单螺杆挤出机的输送主要依靠物料与机筒间所产生的摩擦力,异向双螺杆挤出机为正向输送,有强制将物料推向前进的作用,并且异向双螺杆挤出机在两根螺杆的啮合处还对物料产生剪切作用。(针对异向双螺杆挤出机)
(8)速度场
单螺杆挤出机中速度分布相对来说比较明确并且易于描述,异向双螺杆挤出机中的情况则相当复杂并且描述困难。这主要是由于其螺杆有啮合区,发生在啮合区的复杂流动使其具有混合充分、热传递均匀、熔融能力强、排气性能良好等许多优点,但难以准确地分析啮合区的流动状态。(针对异向双螺杆挤出机)
(9)应用举例
双螺杆挤出机的应用举例:玻纤增强、阻燃料造粒(如PA6、PA66、PET、PBT、PP、PC增强阻燃等),高填充料造粒(如PE、PP填充75% CaCO3),热敏性物料造粒(如PVC、XLPE电缆料),浓色母粒(如填充50%色粉),防静电母粒、合金、着色、低填充共混造粒,电缆料造粒(如护套料、绝缘料),XLPE管材料造粒(如用于热水交联的母粒),热固性塑料混炼挤出(如酚醛树脂、环氧树脂、粉末涂料),热熔胶、PU反应挤出造粒(如EVA热熔胶、聚氨脂),K树脂、SBS脱挥造粒等。
单螺杆挤出机应用举例:适用于PP-R管、PE燃气管、PEX交联管,铝塑复合管,ABS管、PVC管、HDPE硅芯管及各种共挤复合管;适用于PVC、PET、PS、PP、PC等型材及板材的挤出,其它各种塑料的挤出如丝、棒等;调节挤出机转速及改变挤出螺杆的结构可适用于生产PVC、聚烯烃类等各种塑料异型材。

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