雙螺桿擠出機(jī)造粒實(shí)驗(yàn)

1、雙螺桿擠出機(jī)造粒實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解同向雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工作原理；2、熟悉原材料和輔助材料的性能，了解試樣條的配方和配料操作；3、掌握雙螺桿擠出機(jī)組的操作和造粒工藝條件，為注射成型實(shí)驗(yàn)提供合格粒料。二、實(shí)驗(yàn)原理及工藝流程 造粒是將樹脂及各種助劑經(jīng)計(jì)量、混合及塑化制成便于成型的密實(shí)的圓柱形、立方形、球形顆粒的操作過程。得到的粒料可作為塑料注射成型、擠出成型等塑料成型的原料。造粒的方法有很多種，擠出造粒是一種最常用的方法。其優(yōu)點(diǎn)為：產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、自動(dòng)化水平及生產(chǎn)效率高。擠出造粒工藝一般有熱切和冷切兩種造粒方法，采用那種造粒方式，由物料的性能決定，聚乙烯、聚丙烯一般采用冷切粒，聚氯乙

2、烯一般采用熱切粒方式。冷切法是物料由擠出機(jī)塑化后成圓條狀擠出，經(jīng)水冷后再將圓條狀的擠出料牽引至切粒機(jī)切成圓柱形顆粒。熱切法是把旋轉(zhuǎn)的刀片緊貼在機(jī)頭模板上，直接將剛擠出的圓條狀塑料切成粒料。本實(shí)驗(yàn)采用水冷拉條冷切法。實(shí)驗(yàn)所用的SHJ-20型同向平行雙螺桿擠出機(jī)，由南京杰亞裝備有限公司制造。雙螺桿擠出機(jī)的口模為兩孔模板，兩孔的直徑均為3.3mm。雙螺桿擠出機(jī)是在單螺桿擠出機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。與單螺桿擠出機(jī)相比，雙螺桿擠出機(jī)具有加料容易、混合優(yōu)異、塑化效果好和低的功率消耗，同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿嚙合處剪切速度較高，能刮去各種積料，具有較好的自潔作用。因此同向雙螺桿擠出機(jī)被廣泛應(yīng)用于共混、改性、填充和增強(qiáng)

3、等工藝中。同向雙螺桿擠出機(jī)配備不同的技術(shù)參數(shù)和特定的工藝結(jié)構(gòu)，再分別配以相應(yīng)輔機(jī)即可組成各類性能優(yōu)越的同向雙螺桿擠出造粒機(jī)組。 實(shí)驗(yàn)原理：同向平行雙螺桿擠出機(jī)的核心部件是一對(duì)軸線平行設(shè)置、螺桿元件相互嚙合，同向旋轉(zhuǎn)的螺桿。同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿在嚙合處的轉(zhuǎn)速方向相反，當(dāng)進(jìn)入螺桿的物料由一根螺桿送至嚙合區(qū)時(shí)，受到擠出和剪切，同時(shí)又被另一根螺桿的反向速度托起，物料由一根螺桿轉(zhuǎn)到另一根螺桿使之在兩根螺桿與機(jī)筒內(nèi)腔所形成的“”字型螺槽內(nèi)依靠摩擦機(jī)理和正位移輸送機(jī)理實(shí)現(xiàn)有效的輸送。螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)反復(fù)強(qiáng)迫物料轉(zhuǎn)向，有助于物料的均勻混合、塑化。在雙螺桿擠出機(jī)的加熱、混合，剪切、塑化、壓實(shí)排氣作用下，物料塑化成均勻

4、的熔體，并在雙螺桿的擠壓下，通過機(jī)頭擠出圓形的條狀料，經(jīng)冷卻水槽水冷后，再經(jīng)切粒機(jī)切粒，得到塑料粒料。SHJ-20雙螺桿擠出機(jī)組（水冷切粒組合）如圖1所示：圖1 SHJ-20雙螺桿擠出機(jī)組SHJ-20雙螺桿擠出機(jī)組的機(jī)械部分包括螺桿、機(jī)筒等主機(jī)工作部分以及傳動(dòng)系統(tǒng)、喂料系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、造粒系統(tǒng)。SHJ-20雙螺桿擠出機(jī)組電儀控制系統(tǒng)主要由各電機(jī)的電氣傳動(dòng)、筒體溫度控制兩大部分組成。具體包括：（1）主機(jī)、喂料機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；（2）主機(jī)冷卻系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、造粒系統(tǒng)的控制（3）筒體、機(jī)頭的溫度監(jiān)測(cè)控制；熔體壓力、熔體溫度監(jiān)測(cè)及相應(yīng)自控聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。工藝流程：雙螺桿擠出機(jī)組水冷拉條造粒工藝流程如圖2所示：圖

5、2 雙螺桿擠出機(jī)組水冷拉條造粒工藝流程三、實(shí)驗(yàn)原料與主要儀器設(shè)備1、實(shí)驗(yàn)材料 聚乙烯（茂名乙烯生產(chǎn)：MI=2.0 g/10min）： 牌號(hào)951-000 1 Kg聚丙烯（茂名乙烯生產(chǎn)：MI=3.0 g/10min）： 牌號(hào)T30S 1 Kg色母粒： 60 g適量碳酸鈣： 適量 注：如果沒有以上牌號(hào)的聚乙烯或聚丙烯，可用性能基本相同的其它牌號(hào)的材料代替。配方中是否加入碳酸鈣或是其它助劑可根據(jù)實(shí)驗(yàn)具體情況來(lái)定。2、主要設(shè)備 SHJ-20同向平行雙螺桿擠出機(jī) 冷卻水槽： 長(zhǎng)1.2m 切粒機(jī) ： 4Kw交流 變頻調(diào)速 SHJ-20同向平行雙螺桿擠出機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：螺桿長(zhǎng)徑比L/D 34螺桿直徑（m

6、m）： 20mm螺桿最大轉(zhuǎn)速： 500rpm主電動(dòng)機(jī)功率（kW）： 4Kw 交流 變頻調(diào)速產(chǎn)量（kg/h）： 28Kg / hr四、實(shí)驗(yàn)步驟（一）、配料操作：1、按配方準(zhǔn)確計(jì)量好各種原材料和輔助材料，再放入合適的容器內(nèi)或是攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻； 2、將攪拌均勻后的混合料，加入到雙螺桿擠出機(jī)上的喂料機(jī)的料斗內(nèi)。（二）、雙螺桿擠出機(jī)組的操作1、合上總電源保護(hù)開關(guān)以及電氣柜內(nèi)熔斷器、馬達(dá)開關(guān)；2、打開鑰匙開關(guān)，電源指示燈亮（綠色），溫控儀表、電流指示儀表、轉(zhuǎn)速指示儀表、熔壓表、調(diào)速器控制面板等通電指示；3、升溫：按工藝要求對(duì)各加熱區(qū)溫控儀表進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，各段加熱溫度達(dá)到設(shè)定值后，啟動(dòng)水泵，調(diào)節(jié)各節(jié)流閥大

7、??；繼續(xù)恒溫2025分鐘，同時(shí)進(jìn)一步確認(rèn)各段溫控儀表和電磁閥（或冷卻風(fēng)機(jī)）工作是否正常；4、開啟齒輪箱進(jìn)水閥，檢查是否漏水 ；5、打開水槽的進(jìn)水閥和排水閥，調(diào)節(jié)好流量，使水槽冷卻水循環(huán)，再開啟吹干機(jī)及切粒機(jī)； 6、用手盤動(dòng)電機(jī)聯(lián)軸器，保證螺桿正常方向至少轉(zhuǎn)動(dòng)三轉(zhuǎn)。將主機(jī)調(diào)速旋鈕設(shè)置在零位，啟動(dòng)主電機(jī)，逐漸升高主螺桿轉(zhuǎn)速，在不加料的情況下空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不高于10Hz/min，時(shí)間不大于1分鐘，檢查主機(jī)空載電流是否穩(wěn)定。主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)若無(wú)異常，低速啟動(dòng)喂料電機(jī)，開始加料。待機(jī)頭有物料排出后再緩慢地升高主螺桿轉(zhuǎn)速和喂料螺桿轉(zhuǎn)速，升速時(shí)應(yīng)先升主機(jī)速度，待電流平穩(wěn)無(wú)異常后再升速加料。并使喂料機(jī)和主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相匹配，每次

8、主螺桿升速不大于5Hz，若喂料機(jī)升速按工藝要求逐漸加量，主電流上升過快，應(yīng)適當(dāng)降低加料量，升速直至達(dá)到工藝要求的工作狀態(tài)。在逐漸提高喂料機(jī)轉(zhuǎn)速，加大喂料量的同時(shí)，密切注意主電機(jī)電流及熔體壓力，以免主機(jī)過載或機(jī)頭壓力過高。7、按工藝要求，調(diào)節(jié)切粒裝置轉(zhuǎn)速，調(diào)整切粒機(jī)轉(zhuǎn)速與主機(jī)出條相匹配，使之正常拉條，切粒機(jī)轉(zhuǎn)速隨主機(jī)產(chǎn)量大小而升降；8、對(duì)于排氣操作一般應(yīng)在主機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)后進(jìn)行，先打開真空泵進(jìn)水閥，調(diào)節(jié)控制適當(dāng)?shù)墓ぷ魉浚賳?dòng)真空泵。從排氣口觀察螺槽中物料塑化完全，不冒料時(shí)，即可打開調(diào)節(jié)真空管路閥門，并關(guān)閉排氣室上蓋，將真空度控制在要求的范圍內(nèi)。真空可按下述順序進(jìn)行：抽真空：開真空泵, 打

9、開水閥，真空表有指示停抽真空：關(guān)閉水閥, 停真空泵，真空表無(wú)指示9、在開車啟動(dòng)階段，微微打開需冷卻筒體段節(jié)流閥門（不可猛然全開），等待數(shù)分鐘觀察該段溫度變化情況，若無(wú)明顯下降趨勢(shì)或下降至某一新平衡溫度，但仍超過允許值時(shí)，則可適當(dāng)調(diào)大管路閥門的開度。這一過程往往需一定反復(fù)可達(dá)到要求。閥門開度調(diào)節(jié)確定后，對(duì)同一物料作業(yè)一般不需再進(jìn)行調(diào)節(jié)。（三）、運(yùn)轉(zhuǎn)中的檢查及調(diào)試1、主電機(jī)的電流是否穩(wěn)定（正常波動(dòng)不大于8%），若波動(dòng)較大或急速上升，應(yīng)暫時(shí)減少喂料機(jī)的供料量，待主電流穩(wěn)定后再逐漸增加。螺桿在規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)。要求電流保持在額定75%85%的狀態(tài)下運(yùn)行。2、檢查傳動(dòng)系統(tǒng)和主機(jī)筒體內(nèi)有無(wú)異常

10、聲音及傳動(dòng)箱溫升情況，各緊固部分有無(wú)松動(dòng)。若噪音來(lái)自機(jī)筒內(nèi)，可能是物料中混入異物或設(shè)定溫度過低、局部加熱區(qū)溫控失靈等原因造成未塑化物料與機(jī)筒過度摩擦，也可能為螺桿組合不合理。若有異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停機(jī)，查清原因并處理后方可再開機(jī)。3、密切檢查油位、油溫，油溫因季節(jié)及負(fù)載大小而異，應(yīng)在1560范圍內(nèi)。4、待運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，檢查各區(qū)溫度是否顯示在設(shè)定溫度±2范圍內(nèi)，加熱、冷卻系統(tǒng)工作是否正常。加熱瓦是否正常工作，有無(wú)發(fā)紅、鑄鋁熔化現(xiàn)象。冷卻水管道應(yīng)暢通，且無(wú)泄漏現(xiàn)象。5、若排氣口有冒料現(xiàn)象，可通過提高主機(jī)轉(zhuǎn)速或降低喂料機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速以及改變螺桿組合構(gòu)型等方法消除。6、經(jīng)常檢查機(jī)頭料壓顯示是否正常穩(wěn)

11、定，機(jī)頭出條是否穩(wěn)定均勻，有無(wú)斷條阻塞、塑化不良或過熱變色等現(xiàn)象。7、生產(chǎn)能力主要取決于主機(jī)轉(zhuǎn)速和喂料量的多少，可調(diào)整主螺桿轉(zhuǎn)速和喂料螺桿轉(zhuǎn)速參數(shù)以提高生產(chǎn)效率。（四）、停 機(jī)1、正常停車順序： 停喂料機(jī)，喂料機(jī)調(diào)速旋鈕調(diào)至零位； 關(guān)閉真空用水閥，停真空泵，打開真空室上蓋； 逐漸降低螺桿轉(zhuǎn)速，盡量排盡筒體內(nèi)殘存物料，物料基本排完后先停喂料機(jī)，再逐步將雙螺桿主機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至零位，按下主電機(jī)停止按鈕； 停止吹干機(jī)、水泵、切粒機(jī)等輔助設(shè)備，關(guān)閉電儀控制柜上各電源開關(guān)； 斷開總電源開關(guān)； 關(guān)閉各外接水管閥門，包括加料段筒體冷卻水、水槽冷卻水等（主機(jī)筒體各軟水冷卻管路節(jié)流閥門不動(dòng)）。2、緊急停車順序： 如主

12、機(jī)內(nèi)或傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常噪聲或振動(dòng)等緊急情況需要停主機(jī)時(shí)，可迅速按下電儀柜紅色緊急停車鈕。并將主機(jī)及喂料調(diào)速旋鈕旋回零位，然后將總電源開關(guān)切斷。消除故障后，才能按復(fù)位按扭，再次按正常開車順序重新開車。 局部故障停車，如不影響機(jī)組正常運(yùn)行，可使相關(guān)設(shè)備局部斷電，其余系統(tǒng)不受影響，繼續(xù)維持原工作狀態(tài)，此時(shí)，須及時(shí)排除故障； 機(jī)組設(shè)有報(bào)警燈，若主機(jī)調(diào)速器故障，則機(jī)組停車，紅色報(bào)警燈亮。五、注意事項(xiàng)1、清除機(jī)頭的熔料只能用銅、軟鋁等軟質(zhì)材料支撐制成的工具清除，以免?？诋a(chǎn)生缺口或凹坑；2、按操作程序開車，注意啟動(dòng)擠出機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)速要緩慢上升，同時(shí)注意進(jìn)料情況并密切注意電機(jī)電流，如發(fā)現(xiàn)突增立即停車檢查原因；3、操

13、作時(shí)分工負(fù)責(zé)，協(xié)調(diào)配合，集中精神。注意觀察，如發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，根據(jù)分析的原因采取適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ǎ?、經(jīng)常檢查主機(jī)傳動(dòng)箱的油位是否達(dá)到傳動(dòng)箱油位計(jì)的二分之一以上；5、注意清理料斗，確認(rèn)無(wú)雜質(zhì)異物后，才能將物料加滿料斗。物料內(nèi)不允許有雜物，嚴(yán)禁金屬和砂石等硬物料進(jìn)入料斗；6、打開排氣室或料斗蓋時(shí)，嚴(yán)防有異物落入。禁止用金屬工具在料斗內(nèi)手動(dòng)攪拌物料。清理排氣室中已冒出的物料，禁止用金屬工具，可用木片，竹片，預(yù)防損壞螺桿及筒體；7、螺桿只允許在低速下啟動(dòng)，空轉(zhuǎn)時(shí)間不超過1分鐘，及時(shí)喂料后才能逐漸提高螺桿轉(zhuǎn)速。每次作業(yè)完畢，及時(shí)清掃主機(jī)、輔機(jī)工作環(huán)境。對(duì)于殘存在模頭內(nèi)粘性物料，有必要清理干凈。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：1、實(shí)驗(yàn)原理；2、原材料名稱、牌號(hào)、產(chǎn)地；3、設(shè)備型號(hào)和技術(shù)參數(shù)；4、雙螺桿擠出機(jī)組造粒操作部驟、造粒工藝流程；5、工藝流程圖及工藝參數(shù)記錄（按表一格式填寫）。七、思考題1、 影響粒料大小均勻，表面光滑平整的主要因素有哪些？2、 喂料過快對(duì)雙螺