高聚物成型加工技术及设备研究四

2007/8/10 15:04:24

三　　3．熔体齿轮泵挤出机　　图4为北京化工大学研制成功的28xΦ28熔体齿轮泵挤出机，其主要用于纤维纺丝树脂造粒、薄片、管材、异型材及电线电缆的精密挤出成型，它具有下述特点：　　a. 挤出机螺杆末端阻力小，因而挤出量大、挤出温度低，不但可减少驱动功率和加热功率，　　使能耗降低，还能减少挤出机的磨损并增加推力轴承的寿命；　　b. 由于计量挤出由熔体齿轮泵完成，因而压力及挤出量波动小，挤出制品尺寸精度高；　　c. 挤出量可由熔体齿轮泵进行线性控制；　　4．异向旋转锥形双螺杆挤出机　　高效双锥型挤出机是目前锥形双螺杆挤出机的最新机型，其挤出产量较同规格普通型高出一倍或一倍以上。其主要特点为：螺杆大端与小端直径之比大于2，螺槽深度沿螺杆全长渐变，螺杆长度比双锥型适当加长。这样使物料在加料段置于外加热作用下的时间延长，能充分地吸收热量，加快升温，促进塑化。　　目前螺杆直径在Φ55～80mm范围内的异向双螺杆挤出机多采用锥形双螺杆机，主要用于异型材、管材、板材的挤出成型。　　在锥形双螺杆挤出机的应用领域研究方面，北京化工大学已成功地将它用于炸药、电炭、电极材料的挤出成型，图5为Φ80/156炭素材料锥形双螺杆挤压机。图5 Φ80/156炭素材料锥形双螺杆挤压机 5．特种挤出成型装备发展趋势　　a．高速、高产化　　长期以来，作为挤出成型装备主要性能指标的"高速、高产"一直是挤出成型机发展的主要方向，高的产出与价格比不仅是企业家最为关心的，也是科技工作者梦寐以求的目标。以Φ90单螺杆挤出机为例，从1961年它的的产量为90kg/h，到1995年提高到600kg/h，34年间产量整整翻了6.7倍；WP公司生产的ZSK MC型同向平行双螺杆挤出机从1995年到2001年的ZSK MV型，六年间螺杆转速从600r/min提高到1800r/min，产量相应提高了2.5倍。　　b．高效、多功能化　　挤出机的高效性能主要体现在高产出、低能耗、低制造成本方面。2001年10月在德国举办的"15 th International Trade Fair Platics + Rubber"上展出的ZSK系列同向平行双螺杆挤出机单耗（即名义比功率）均小于0.1KWh/kg；在功能方面，螺杆挤出机已不仅仅用于高分子材料的挤出成型和混炼加工，它的用途已拓宽到食品、医药、饲料、电碳、电极、火炸药、建材、包装、纸浆、陶瓷等领域。此外，将混炼造粒与挤出成型工序合二为一的"一步法挤出工艺"也值得引起重视。"一步法挤出成型工艺"在缩短工艺流程、节省能耗、减少设备投资和占地面积、减少操作人员等方面比传统的两步法工艺具有明显地优势。　　c．大型化和精密化　　我国进口的成型装备绝大部分是大型、精密的。大型化可以降低生产成本，这一点在大型双螺杆造粒机组、土工膜成型机组、双壁波纹管挤出成型机组等方面优势更为明显。而精密化可以提高产品的含金量，如多层共挤复合薄膜等均需要精密挤出，而作为实现精密挤出的重要手段--熔体齿轮泵必须加大力度进行开发研究。　　d．模块化和专业化　　实行挤出成型装备生产的"模块化"、"专业化"已是大势所趋。"模块化"生产可以适应不同用户的特殊要求，缩短新产品的研发周期，争取更大的市场份额；而"专业化"生产可以将挤出成型装备的各个系统模块部件安排定点生产甚至进行全球采购，这对保证整机质量、降低成本、加速资金周转是有利的。在我国，挤出机的螺杆、机筒、减速器、加热冷却系统、润滑系统、上加料系统、控制系统均有定点工厂专业生产，这无疑是正确的。　　e．智能化和网络化　　发达国家的挤出机已普遍采用现代电子和计算机控制技术，操作台设有荧光屏监测，对整个挤出过程的工艺参数如熔体压力及温度，各段机身温度，主螺杆和喂料螺杆转速、喂料量，各种原料的配比，电机的电流电压等参数进行在线检测，并采用微机闭环控制。有的公司已采用网上远程演播、监测、诊断和控制，对挤出成型生产线进行网络控制。这对保证工艺条件的稳定，提高产品的精度是有利的。（待续）

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