雙螺杆擠出機是改性塑料廠商常用的設備, 今天介紹可以提高雙螺杆擠出機性能的一些小細節. 本文介紹的技巧包括設備改造, 設備維護和操作規範三個方面.
設備改造
1, 在喂料段與第二段的法蘭間加隔熱墊片
機筒的喂料段大多採用水冷, 且用法蘭與第二段筒體(加熱的)鎖定在一起, 熱量可以連續從溫度高的筒體傳導到冷的筒體. 導致第二段筒體不能維持足夠的溫度. 通常, 操作人員在第二段筒體設定180℃的溫度, 但是由於喂料段的熱量損失, 實際穩定通常不超過135℃.
最簡單的解決方案是在喂料段與第二段筒體法蘭之間加1-2個1mm厚的隔熱墊片, 並且幾年更換一次隔熱墊片, 因為隔熱墊片有老化降解和皺縮的傾向.
2, 將擠出機冷卻系統換成高壓冷卻系統
大家知道, 水泵中的紊流比層流可以導致更多的管壁熱交換. 高壓傳輸中的紊流有高度的橫向動量交換, 它擊破了邊界層. 結果劇烈的流體運動引起了管壁與流體之間大得多的熱交換. 擠出機冷卻迴圈系統一般提供20-60psi的壓力. 為了達到紊流, 最好達到120PSI的壓力. 擠出機幾乎所有的冷卻系統部件(軟管和閥)都要升級到150PSI,才能滿足120PSI的安全係數. 改造完成後加工時冷卻系統可以及時排出大量的熱.
3, 採用合適改裝增加喂料量
側喂料通常用於把填料喂進雙螺杆擠出機. 許多加工者需要做很高填充量的填料, 這些填料往往又具有很低的堆積密度. 最終的填充量受以下因素制約:
1, 側喂料的體積喂料能力和擠出機主螺杆的體積吃料能力. 體積喂料能力取決於側喂料機和主螺杆螺杆的自由體積, 以及這兩個螺杆的轉速.
如果一種材料在測試中可以不受到主螺杆的阻力而流到儲料鼓中, 那麼這種材料喂料速度可以達到很好. 如果側喂料機直接挨著主螺杆連接, 那麼助劑螺杆可以接受的材料量將受到限制. 因此, 主機螺杆最好有長螺距的螺紋元件, 在側喂料口下遊延伸2D-4D長度. 這將允許熔體快速通過側喂料口, 使填料最大限度地被主螺杆吃進. 如果主機螺杆設計引起任何側喂料喂進材料的堆積, 那麼將嚴重限制填料的喂料量.
2, 允許氣體從擠出機排出的排氣能力. 排氣的目的就是使空氣容易逸出, 同時還要保護填料不從排氣口大量逸失. 最好的配置是在側喂料口的上遊開置向上排氣的排氣口. 有時, 在側喂料機的上部開一個小的半狹縫排氣.
3, 還有一些其它因素要考慮:
(1)喂料機的落料高度
理想情況下, 喂料螺杆要儘可能近地安裝於側喂料口頂部, 以減小落料高度. 如果某種蓬鬆的材料從空氣中流過, 那麼它可能變得充滿空氣, 從而使它在落下後假密度大大減小.
(2)喂料機攪拌類型
要確保填料喂料機中的攪拌器不使填料流態化. 許多攪拌器製造商設計了特殊的攪拌器用於填料喂料. 儲料器會連同填料一起引進空氣進入擠出機. 一個頂部敞開的斜槽料鬥有助於排氣. 假如你的斜槽喂料料鬥有一個實心蓋子並帶一個圓管, 並且與喂料器是柔性連接, 那麼需要設計一個排氣口.
(3)料鬥斜槽要接地防靜電
一些材料由於摩擦產生靜電而引起粉體掛在料鬥壁上, 從而導致粉體餅狀化. 一個簡易的方案就是將料鬥斜槽接地.
(4)壓縮空氣爆破器
如果料餅持續存在, 常常需要一些特殊辦法. 可以使用料鬥振動器, 但是它占空間, 還需要安裝. 一個替代方案是安裝一個帶空氣噴嘴的爆破器, 安裝在斜槽的恰當位置上, 在料餅長大之前將其吹破.
設備維護
1, 用酸沖洗冷卻水道
水冷的擠出機機筒實際就是一個熱交換器, 像所有的熱交換器一樣, 水道易於結垢而變壞. 許多操作人員注意到, 一個新擠出機的冷卻性能要比使用三, 四年的擠出機好很多. 老機器有一層水垢附著在水道內表面, 影響傳熱效率. 採用一定濃度的酸液清洗機筒可以清理掉水垢, 保持機筒良好的傳熱效果.
2, 使用合成齒輪油
齒輪箱是雙螺杆擠出機的心臟. 因此我們要防止齒輪箱出問題, 使用合成齒輪油可以更好的保護齒輪.
合成齒輪油優點:
1. 更加滑膩, 導致較小的摩擦;
2. 齒輪, 軸承和密封將更持久;
3. 齒輪運轉溫度更低, 更安靜;
4. 合成油不因為機器剪切而損失粘度;
5. 它在高溫下維持較高的粘度.
3, 經常清洗機器
清機的目的在於清除擠出機和口模內殘留的材料, 它避免了耗時的拆機清洗. 清機材料常分成兩類: 化學清洗劑和機械摩擦清洗劑. 許多清洗劑同時具有化學和摩擦功能. 化學清洗劑會與塑料殘渣發生反應使其脫離機械錶面.
機械摩擦清洗的原理是從金屬表面摩擦和沖刷掉殘留材料, 使用的是摩擦和剪切的方式. 加工者通過多次試驗才能找到合適的清洗材料和方法. 沒有一種清洗材料對所有材料都有清洗效果. 加工者需要廉價而有效地清洗材料.
比如, 在美國中西部許多操作者使用玉米作為清洗機器的材料, 因為它容易得到且對機器有好的清潔作用.
下面介紹兩種較為有效的清洗劑:
1, 混合物: 50%HDPE+50%矽藻土
2, 混合物: HDPE+水+去汙粉. 將HDPE以通常速度在熔融溫度下加入螺杆. 將去汙粉用水在桶裡攪拌成漿液, 從主喂料口慢慢加入漿液. 這些漿液因為發泡而衝擊, 摩擦, 清洗螺杆.
操作規範
1, 切換顏色和材料的正確方法
搞擠出的人總是想把機器開得長一些時間. 但是在現實中, 由於客戶的需求, 我們常常需要不斷切換, 生產80公斤產品A, 然後再生產200公斤的產品B, 等等.
1, 產品的批量要與機器大小相對應. 這似乎是不言而喻的. 但是許多加工者排產無計劃, 用75機生產500磅的單子, 結果產生了300磅的廢料
2, 寫出生產每個產品的清機或拆機的程序, 這有助於操作人員計劃時間, 消除他們關於會產生多少機頭料的爭論.
3, 幫助操作人員, 把清潔的操作工具擺放在擠出機周圍, 如果頻繁換料, 那就在擠出機周圍搞一個工作台, 把需要的東西都準備好.
4, 研究原材料和成品流進流出操作現場的順序. 安排好以使操作人員花費較少的精力在移動運輸工具上.
5, 清除下一個產品對機器清潔程度的要求. 假如你知道下一個產品要求徹底的手工清機, 那就不要浪費時間和材料來糊弄清機.
6, 假如可能, 要按照減少清機的順序排產. 這就意味著要從淺色做到深色. 反之, 你不得不進行多次拆機.
2, 擠出機開機和停機的正確方式
常見操作方式:
操作人員習慣早晨到工廠就把擠出機開著, 但卻去忙其它事情. 使擠出機加熱到滿量程閑置數小時. 這樣做將使聚合物粘附到螺杆和機筒上, 隨後這些聚合物材料將持續降解和炭化. 清機無法去除這些材料, 更糟糕的是一旦機器生產產品, 黑點將周期性地從螺杆和機筒裡跑出來, 汙染產品, 引起客戶抱怨.
正確的開機方法:
計劃好你什麼時候真正要操作擠出機, 然後開始加熱, 只需溫度達到預定值, 然後進行機筒充料.
正確的關機方法:
在停機之前, 最大限度地在擠出機裡填充惰性聚合物(如HDPE)來密封機器的縫隙. HDPE趕走氧氣, 塗覆在金屬表面, 極大地降低了碳的氧化物的形成. 在擠出機被 '密封' 後, 最好急冷擠出機, 而不是放在空氣中冷18個小時. 所謂急冷, 就是把所有溫度設定為零, 開啟全部冷卻水閥. 開著冷卻水泵, 使冷卻水通過所有的筒體部位, 快速降溫. 快速降溫將可以避免聚合物降解和炭化.