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双螺杆挤出机与单螺杆挤出机的差别
点击次数:2673 发布时间:2016-04-11 返回
  双螺杆挤出机由传动装置、加料装置、料筒和螺杆等几个部分组成,各部件的作用与单螺杆挤出机相似。与单螺杆挤出机区别之处在于双螺杆挤出机中有两根平行的螺杆置于同一的料筒中)。
  
  双螺杆挤出机与单螺杆挤出机的差别
  
  物料的传送方式
  
  在单螺杆挤出机中,物料传送是拖曳型的。固体输送段中为摩擦拖曳,熔体输送段中为粘性拖曳。固体物料的摩擦性能和熔融物料的粘性决定了输送行为。如有些物料摩擦性能不良,如果不解决喂料问题,则较难将物料喂入单螺杆挤出机。所以颗粒状的原料适合单螺杆挤出机进料。
  
  而在双螺杆挤出机中,特别是啮合型双螺杆挤出机,物料的传送在某种程度上是正向位移传送,正向位移的程度取决于一根螺杆的螺棱与另一根螺杆的相对螺槽的接近程度。紧密啮合异向旋转挤出机的螺杆几何形状能得到高度的正向位移输送特性。形成了强制进料,粉末状的物料有利于挤压进料。
  
  研究人员对物料在单螺杆挤出机中的流动速度分布已描述得相当明确,而在双螺杆挤出机中物料的流动速度分布情况相当复杂且难以描述。许多研究人员只是不考虑啮合区的物料流动情况来分析物料的流动速度场,但这些分析结果与实际情况相差很大,因为双螺杆挤出机的混合特性和总体行为主要取决于发生在啮合区的漏流,然而啮合区中的流动情况相当复杂。双螺杆挤出机中物料的复杂流谱,宏观上表现出单螺杆挤出机无法媲美的优点,例如:混合充分,热传递良好,熔融能力大,排气能力强及对物料温度控制良好等。
  
  生产工艺控制的差别
  
  由于单螺杆挤出机与双螺杆挤出机在结构和工作原理上的差别,在PVC型材生产工艺控制上也有很大的差别,具体表现在:
  
  1、温度控制
  
  单螺杆挤出机一般采用温度逐步升高的控制方法,物料在加料段应处于未熔化的固体状态以利于达到固体输送的能力,如果物料过早熔化会抱在加料段的螺杆上与螺杆同步转动,阻止物料向前移动,形不成固体塞的输送能力,使挤出机挤不出料,长时间会造成PVC的分解。从加料口到机头的温度分布如表6所示:
  
  加料段熔化段均化段机头体口模
  
  140~150℃160~170℃170~180℃180~185℃180~185℃
  
  双螺杆挤出机与单螺杆挤出机输送物料的机理不同,它是采用强制进料的方法。PVC物料一进入挤出机中便在通过两螺杆之间的径向间隙时,受到强烈的剪切、搅拌和压延作用,很快塑化后,进入排气段排气。如果PVC物料得不到很好的塑化,不但加大螺杆挤压的负荷,同时进入排气段时,粉状的PVC物料还会随空气一同排除,因此双螺杆挤出机的温度控制应为表7所示。
  
  2、螺杆转速控制
  
  (1)单螺杆挤出机
  
  挤出速度和挤出机的螺杆转速有直接关系,螺杆转速提高,挤出速度加快。当然温度、模具的阻力、螺杆的塑化能力对挤出速度都有影响。单螺杆挤出机挤出PVC型材的螺杆转速应在10-40r/min。因物料是直接通过料斗加入到螺杆和料筒之间的,进料速度与螺杆的转速有直接关系,同时也与原料形状、密度、表面物理性质有关,粉状的物料、密度小的物料、物料不光滑、流动阻力大的物料都会使进料速度变慢,有时还容易产生“架桥”阻止进料。单螺杆挤出机螺杆的转速直接影响挤出的压力、物料的塑化程度和转动螺杆电机的负荷。
  
  综上所述,单螺杆挤出机的螺杆转速的确定,是根据物料的进料能力、塑化能力、机头的阻力和电机的负荷来决定的。
  
  (2)双螺杆挤出机
  
  双螺杆挤出机进料方式是依靠两根螺杆的间隙挤压的强制进料方式,尤其是常用于PVC型材挤出的锥型双螺杆挤出机,它与单螺杆挤出机的摩擦拖曳的固体输送有很大的区别。在双螺杆挤出机中往往采用限制或是定量加料的方式。在进料口上方设有加料器,由加料器中的加料螺杆转速来控制物料进入挤出机的量,实际上也控制了挤出型材的速度。而螺杆的转速更多的体现在塑化能力的变化,速度加快,螺杆的塑化能力提高。但二者有密切的关系,加料速度应与挤出机螺杆的转速相匹配,达到的塑化质量和形成适当的机头压力。
  
  用于PVC型材生产的锥型双螺杆挤出机螺杆的转速一般应控制在10~25转/分钟,加料器的螺杆转速应控制在使挤出机负荷在满负荷的40~60%。加料速度过快会造成电机负荷过大,对螺杆,电机都是损坏。加料速度过慢,使机头压力过低,不利于熔体的合模压实,产量也会相应降低。在双螺杆挤出机挤出PVC型材生产中,PVC粉料容易挤压、塑化快、被经常使用,而PVC颗粒料体积大、挤压困难、塑化慢并容易造成设备损害,需要磨细后使用。
  
  配方要求的差异
  
  由于单螺杆挤出机与双螺杆挤出机物料流动状态不同,物料在螺杆中所受的剪切力不同,所经历的塑化时间、历程不同,因此对PVC体系的配方组成要求也有所不同。物料在双螺杆挤出机中所受的剪切力远远大于在单螺杆挤出机所受的剪切力,对PVC体系的内润滑要求高些。但在双螺杆挤出机中物料的塑化时间短、塑化历程短,对PVC体系的热稳定性要求没有单螺杆挤出机挤出塑化时间长,对热稳定剂稳定时间要求长。此外双螺杆挤出机塑化能力、物料塑化均匀度都远远大于单螺杆挤出机,双螺杆挤出机挤出制品的质量也比单螺杆挤出机要高,主要表现在材料的拉伸强度、抗冲击强度以及焊角强度上。具体表现在单螺杆挤出机挤出PVC型材配方中所使用的热稳定剂、加工助剂、改性剂均比双螺杆挤出机PVC型材配方中所使用的要多些。
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