塑料挤出机的心脏——螺杆

塑料挤出机的心脏——螺杆,挤出成型是塑料加工中 重要的两种工艺之一。所谓塑料挤出工艺，是指将聚合物在挤出机机筒中塑化并通过模具挤出，然后经冷却、拉伸、吹胀、涂覆、复合、切割和卷取等工序组合，制得各种成型制品，例如常见的管材和型材。在塑料挤出生产线中，挤出机作为主要的成型主机之一，是用来提供温度和组成均匀的熔料，以得到稳定可控的产品。近年来，各种不同的塑料复合管和含有不同金属及先进纤维的塑料管的挤出生产，对挤出机的设计提出了很大的挑战。 挤出机的分类方法有很多，按螺杆的数量可分为无螺杆、单螺杆、双螺杆和多螺杆；按空间位置可分为卧式和立式；按螺杆转速可分为普通、高速和超高速；按机筒可否排气可分为排气式和非排气式；按装配结构可分为整体式和分开式。在塑料管材挤出生产线中， 常用的挤出机是卧式单螺杆挤出机。单螺杆挤出机主要由4部分组成：挤出系统、传动系统、加热/冷却系统和控制系统。 螺杆作为挤出机挤出系统的重要零件之一，是挤出机输送固体塑料、塑化塑料和熔体的部件，其各部分几何形状的变化将直接影响塑料制品的质量及产量，对挤出机的性能起着决定性的作用。在设计螺杆时，必须考虑各种因素，以适应不同塑料的特性。在塑料工业中，不可能只用一根“ ”螺杆来满意地生产各种塑料制品。 一般，螺杆可分为3段：加料段、压缩段（或塑化段）和计量段（或均化段）。 加料段主要接受供料系统供给的物料，然后将其输送给压缩段。压缩段对物料进行压实，熔融塑化后经螺纹推给计量段。物料在计量段中得到进一步塑化，然后在等压、等温的条件下，螺杆把均匀塑化的熔融料等量地推向机头 螺杆作为挤出系统的主要零件，需在高压、高温的机筒内作大扭矩的旋转动作，因此用于制造螺杆的合金钢材需要有很高的力学强度、能承受巨大的扭矩并在高温条件下工作不变形，且经热处理后要有很高的表面硬度，能抵抗较大摩擦力的磨损。目前，国内多用合金钢38CrMoAl钢材制造螺杆，经调质处理，硬度为HB260-290，然后再对表面进行渗氮处理，渗氮深度可达0.3~0.6mm，表面硬度>HV740，螺杆的脆性≥2级。 随着挤出机应用领域的不断拓展和技术上的不断进步，挤出机市场始终保持着一定的上升势头。近年来，高速、高效和节能一直是国际塑料机械不断改进的主旋律。高速和高产量可使投资者以较低的投入获得高额的回报。对于挤出机主机和3D打印耗材生产线来说，今后的市场将向高技术含量、价格更趋走低的方向发展。其中，单螺杆挤出机将向着超大型、超微型、大长径比、高产出和良好的排气性等方向发展，这就使得能适应特殊加工需要的螺杆机筒结构，成为大家争相研发的重点。

塑料挤出机螺杆转速的控制

螺杆转速的调节与稳定是主机传动的重要工艺要求之一。塑料挤出机螺杆转速直接决定出胶量和挤出速度，正常生产总希望尽可能实现高转速及实现高产，对挤塑机要求螺杆转速从起动到所工作转速时，可供使用的调速范围要大。而且对转速的稳定性要求高，因为转速的波动将导致挤出量的波动，影响挤出质量，所以在牵引线速度没有变化情况下，就会造成线缆外径的变化。同理如牵引装置线速波动大也会造成线缆外径的变化，螺杆和牵引线速度可通过操作台上相应仪表反映出来，挤出时应密切观察，确保优质高产。 塑料挤出机外径的控制如上所述为了保证制品线缆外径的尺寸，除要求控制线芯（缆芯）的尺寸公差外，在挤出温度、螺杆转速、牵引装置线速度等方面应有所控制保证，而外径的测量控制则综合反映上述控制的精度和水平。在挤塑机组设备中，特别是高速挤塑上，应配用在线外径检测仪，随时对线缆外径进行检测，并且将超差信号反馈以调整牵引或螺杆的转速，纠正外径超差。 塑料挤出机收卷要求的张力控制为了保证不同线速下的收线，从空盘到满盘工作的恒张力要求，希望收排线装置有贮线张力调整机构，或在电气上考虑恒线速度系统和恒张力系统的收卷等等。 塑料挤出机组的电气自动化控制这是实现高速挤出应具备的工艺控制要求，主要是：开机温度联锁；工作压力保护与联锁；挤出、牵引两大部件传动的比例同步控制；收线与牵引的同步控制；外径在线检测与反馈控制；根据各种不同需要组成部件的单机与整机跟踪的控制。