擠出的基本機(jī)理很簡單--一個(gè)螺桿在筒體中轉(zhuǎn)動(dòng)并把塑料 前推動(dòng)。螺桿實(shí)際上是一個(gè)斜面或者斜坡 纏繞在中心層上。其目的是增加壓力以便克服較大的阻力。就一臺(tái)擠出機(jī)而言 有3種阻力需要克服 固體顆粒 進(jìn)料 對筒壁的摩擦力和螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)前幾圈時(shí) 進(jìn)料區(qū) 它們之間的 互摩擦力 熔體在筒壁上的附著力 熔體被 前推動(dòng)時(shí)其內(nèi)部的物流阻力。
牛頓曾解釋說 如果一個(gè)物體沒有 一個(gè)給定的方 運(yùn)動(dòng) 那么這個(gè)物體上的力就在這個(gè)方 中平衡。螺桿不是以軸 運(yùn)動(dòng)的 雖然在圓周附近它可能橫 快速轉(zhuǎn)動(dòng)。因此 螺桿上的軸 力被平衡了 而且如果它給塑料熔體施加了一個(gè)很大的 前推力那么它也同時(shí)給某物體施加了一個(gè) 同 后推力。在這里 它施加的推力是作用在進(jìn)料口后面的軸承--止推軸承上。
多數(shù)單螺桿是右旋螺紋 木工和機(jī)器中使用的螺桿和螺栓。如果從后面看 它們是反 轉(zhuǎn)動(dòng) 因?yàn)樗鼈円M力 后旋出筒體。在一些雙螺桿擠出機(jī)中 兩個(gè)螺桿在兩個(gè)筒體中反 轉(zhuǎn)動(dòng)并 互交叉 因此一個(gè)必須是右 的 另一個(gè)必須是左 的。在其它咬合雙螺桿中 兩個(gè)螺桿以 同的方 轉(zhuǎn)動(dòng)因而必須有 同的取 。然而 不管是哪種情況都有吸收 后力的止推軸承 牛頓的原理依然適用。
2.熱原則 可擠出的塑料是熱塑料--它們在加熱時(shí)熔化并在冷卻時(shí)再次凝固。熔化塑料的熱量從何而來 進(jìn)料預(yù)熱和筒體/模具加熱器可能起作用而且在啟動(dòng)時(shí)非常重要 但是 電機(jī)輸入能量--電機(jī)克服粘稠熔體的阻力轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿時(shí)生成于筒體內(nèi)的摩擦熱量--是所有塑料最重要的熱源 小系統(tǒng)、低速螺桿、高熔體溫度塑料和擠出涂層應(yīng)用除外。
對于所有其他操作 認(rèn)識(shí)到筒體加熱器不是操作中的主要熱源是很重要的 因而對擠出的作用比我們預(yù)計(jì)的可能要小 見第11條原則 。后筒體溫度可能依然重要 因?yàn)樗?齒合或者進(jìn)料中的固體物輸送速度。模頭和模具溫度通常應(yīng)該是 要的熔體溫度或者接近于這一溫度 除非它們用于某具體目的 上光、流體分配或者壓力控制。
3.減速原則
在多數(shù)擠出機(jī)中 螺桿速度的變化通過調(diào)整電機(jī)速度實(shí) 。電機(jī)通常以大約1750rpm的全速轉(zhuǎn)動(dòng) 但是這對一個(gè)擠出機(jī)螺桿來說太快了。如果以如此快的速度轉(zhuǎn)動(dòng) 就會(huì)產(chǎn)生太多的摩擦熱量而且塑料的滯留時(shí)間也太短而不能制備均勻的、很好攪拌的熔體。典型的減速比率在10 1到20 1之間。第一階段既可以用齒輪也可以滑輪組 但是第二階段都用齒輪而且螺桿定位在最后一個(gè)大齒輪中心。
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