擠出機械及口型設(shè)計

1、擠出設(shè)備簡介擠出設(shè)備簡介流道及口型設(shè)計流道及口型設(shè)計主講：劉貴鵬主講：劉貴鵬 全鋼技術(shù)處全鋼技術(shù)處 一.擠出設(shè)備： 1.擠出設(shè)備的分類、組成、技術(shù)特征及 應(yīng)用范圍。 2.擠出機的發(fā)展趨勢。 3.銷釘型冷喂料擠出機。 4.擠出工藝原理。 二.擠出機流道及口型設(shè)計： 1.機頭流道的設(shè)計。 2.預(yù)口型及口型板的設(shè)計. 題綱： 一擠出設(shè)備： 1.1橡膠擠出機的分類方式： a.按工藝用途分： 壓出擠出機 朔煉擠出機 混煉擠出機 b.按部件復(fù)合方式分： 單復(fù)合擠出機 雙復(fù)合擠出機 C.按喂料方式分： 冷喂料 熱喂料1.2擠出機的組成： 螺桿 機身 機頭 包括口型、芯型（指流道） 機架和傳動裝置 儀表顯示系

2、統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)等1.3擠出機的主要技術(shù)特征： 螺桿直徑 長徑比 壓縮比 轉(zhuǎn)速范圍 螺紋結(jié)構(gòu) 生產(chǎn)能力 電機功率等 概念解釋a.長徑比: 螺桿外徑和螺桿螺紋長度之比。 一般熱喂料螺桿長徑比 38 冷喂料螺桿長徑比 817(20) 長徑比是擠出機的重要技術(shù)參數(shù)之一,它直接反映擠出機的生產(chǎn)能力,影響到擠出效果。b.壓縮比: 壓縮比是指螺桿加料端一個螺槽容積和出料端一個螺槽容積的比。 壓縮比反映的是膠料在壓出機內(nèi)能夠受到的壓縮程度。 熱喂料壓出機的壓縮比一般在1.31.4間. 冷喂料壓出機的壓縮比一般在1.61.8間c.壓出機的生產(chǎn)能力: 生產(chǎn)能力的計算方法 c1.理論公式法 c2.實際測定法 理論

3、公式法可參考或在擠出部分有詳細的介紹.C1.實際測定法: 實際測定法是在擠出線速度一定的條件下,設(shè)定不同的螺桿轉(zhuǎn)速,測量單位時間內(nèi)擠出膠料的重量。 在這里擠出量和螺桿轉(zhuǎn)速是成正比的。 Q=KR Q-是擠出量 K-是一個系數(shù) R-是螺桿轉(zhuǎn)速 系數(shù)K和擠出機的溫度設(shè)定,擠出機的螺紋形式等因素有關(guān).系數(shù)K可以通過數(shù)學(xué)的方法模擬出.在測定出膠量的同時還要測定相應(yīng)螺桿轉(zhuǎn)速下的出膠溫度。 我們著重按喂料方式對擠出機進行介紹:1.4兩種擠出行式的特點: A. 冷喂料擠出形式的特點:a.冷喂料壓出對壓力的敏感性小,盡管機頭壓力增加或口型阻力增大,但壓出速率降低不大。b.由于不需要熱煉工序,減少了質(zhì)量影響因素,

4、從而使壓出半成品質(zhì)量均勻穩(wěn)定。c.膠料的熱歷程短,所以壓出溫度較高也不易發(fā)生早期硫化。d.長徑比大,可根據(jù)生產(chǎn)需要對擠出機各段 溫度進行設(shè)定,排膠溫度容易控制。E應(yīng)用范圍廣,靈活性大。f.冷喂料擠出的投資和生產(chǎn)費用較低。 冷喂料擠出機本身的價格比熱喂料高50%但它不再需要開煉機和其它附助設(shè)備,占地空間小,可節(jié)省人力及動力及動力費用.所以在壓出量相同的情況下,利用冷喂料擠出機,總價格要便易得多。 冷喂料擠出機的螺桿螺紋形式較復(fù)雜,對螺桿材質(zhì)要求高,螺桿磨損后修補困難。B.熱喂料擠出機. 這種方式的特點是膠料流動性好,可順暢的通過口型,機腔內(nèi)的壓力比較低,但由于膠料經(jīng)過混煉,壓出半成品的質(zhì)密程度較

5、高的半成品部件.一般適用于出膠量較大的部件生產(chǎn)中,例如載重胎的胎面多采用熱喂料。 不足之處是,膠料經(jīng)過反復(fù)的熱煉,門尼損失大,膠料熱歷程長,溫升高,對膠料的性能要求高.由于是完全的人工操作,膠料混煉不均一,半成品質(zhì)量波動大,排膠溫度不容易控制。C.銷釘型冷喂料擠出機: 銷釘型擠出機裝有穿過機筒并指向螺桿直線的銷釘,這類擠出機由于膠料的流動與傳遞均伴隨一個低的剪切梯度,所以膠料的滲混程度與均勻現(xiàn)象特別好,溫升也不高,此外它還有優(yōu)越的自潔性。 輪胎的生產(chǎn)中應(yīng)用的主要是冷喂料銷釘擠出機。1.5應(yīng)用范圍 兩種喂料方式的擠出機在輪胎的生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用.尤其銷釘型冷喂料擠出機在半鋼和全鋼的生產(chǎn)中得到廣

6、泛的應(yīng)用。2.壓出機的發(fā)展趨勢: 熱喂料 冷喂料過度 單螺桿多螺桿過度 二.機頭流道及口型設(shè)計:1.機頭流道的設(shè)計: 1.1現(xiàn)有機頭流道的形式特點: 單級式流道板報 POMINI 日本中田 雙級式流道板 TROESTER 各自 特點: 雙級式流道板更新、更換方便，膠料在機頭內(nèi)分布分散均勻，排膠斷面對稱性好。 膠料在機筒的出口，流經(jīng)流道板的第一級進行初步分散，膠料流經(jīng)流道板的第二級進一步分散，這時膠料各部位的致密程度更加均一。其斷面形狀如下圖所示：單級流道的特點：4 單級式流道板也是可更新、更換的，相對而言膠料分布的均一性要差一些。因為它沒有第一級的預(yù)分散流道，完全是靠在機筒內(nèi)部機頭的壓力對膠料

7、進行分散。為彌補分散不均一的不足也采取了一些措施，如機頭有意加長，這樣膠料在機頭內(nèi)部停留時間加長，膠料有充足的時間進行分散。加長機頭的缺點：4 4 采用這種方式對膠料的分散有利，但也帶來了一定的弊端，機頭膠容易焦燒。在安徽的三復(fù)合壓出機就有這樣的問題。再有就是機頭的加工費用高，機頭比較長而且大。1.2機頭流道設(shè)計要點：4兩點：4 流道的對稱性 4 出膠的均一性 4 4a.流道的對稱性：4（這里我們主要對雙級式流道板的設(shè)計進行講解）一般情況下我們不對機頭流道的第一級進行設(shè)計。由于螺桿的旋轉(zhuǎn)，膠料不斷的向4一側(cè)滾動，使機頭兩側(cè)膠料出現(xiàn)偏壓，第一級流道板的設(shè)計也是考慮到這一點，流道板膠料的入口處不是

8、嚴格按照中心對稱的，而出膠口是嚴格按照中心對稱的。 4 流道板的第二級是嚴格按照螺桿的中心對稱的，無論是在內(nèi)腔加凸臺還是加分膠凸臺都應(yīng)遵照這一點。雙級式流道板圖例：在兩級流道板內(nèi)腔各加一個分膠凸臺有助于膠料向兩側(cè)分散，擠出膠料的斷面形狀4如下圖：4各部位的致密程度是相當均一的，膨脹率基本相當。如果流道內(nèi)腔加分流凸臺，擠出的斷面形狀如圖：4兩部分的幾何形狀、致密程度也應(yīng)是相同的。要保證排膠的均一性，單獨靠流道板的對稱性是不夠的，必須在流道板的內(nèi)腔加入一分膠的凸臺，尤其是在流道板的入口較小，出膠口較大的設(shè)計方案中。看下圖：那么為何在流道的內(nèi)腔加入這樣一個凸臺行的分膠裝置？4流道板的入口較小，出口較

9、大，流道中心線附近的堆積膠量大，向流道兩側(cè)的距離又長，單獨靠機頭的擠壓作用是很難將膠料均勻分散的。如果不加凸臺擠出的斷面形狀是：螺桿中心兩側(cè)的致密程度要大得多，但我們需要的是排膠均一的斷面形狀。4如果是上面的斷面形狀口形板的設(shè)計就很困難了，半成品的尺寸很難保證。4凸臺的選取及突起角度a的確定：4凸臺的幾種形式：具體形式的選取可根據(jù)生產(chǎn)需要或產(chǎn)品的設(shè)計需要進行選取。4凸臺角度a的選?。? 角度a一般在1825度間，一般不宜超過30度。角度a太大容易導(dǎo)致出膠困難，機頭壓力、阻力過大；角度過小，膠料在機頭內(nèi)部的行程短，不易分散均勻，膠料的膨脹率大。流道的不對稱設(shè)計：4流道的不對稱設(shè)計是指膠料向一側(cè)分

10、流，這重設(shè)計主要應(yīng)用在全鋼胎側(cè)的流道設(shè)計中。流道板不是延螺桿中心對稱的。如下圖：第一級流道的出膠口是延中心完全對稱的，流道的下一級向中心一側(cè)偏轉(zhuǎn)，如果不采取措施出膠的斷面形狀如圖示： 排膠的斷面形狀向一側(cè)偏壓，各部位的膨脹率也不相同，這與我們排膠的均一性原則相違背的。4用這種方式壓出的胎側(cè)復(fù)合面的斷面形狀很難保證。解決辦法：4 在流道內(nèi)腔加入一向一側(cè)分膠的凸臺，凸臺的長度和突起的角度都很有講究，這需要設(shè)計經(jīng)驗的積累。4以上是我對壓出機頭流道板設(shè)計的一點體會。2.預(yù)口型和口型板的設(shè)計：4 預(yù)口形是對半成品形狀的初步預(yù)合，這里我們著重介紹一下口形板的設(shè)計。4 2.1口型板設(shè)計的一般規(guī)律：4 a .

11、根據(jù)膠料在口型中的流動狀態(tài)和壓出變形分析，確定口型斷面形狀和壓出半成品斷面形狀間的差異，確定半成品的膨脹程度。2.2具體設(shè)計時應(yīng)注意的問題：4a1 .應(yīng)根據(jù)膠種和配方大致確定收縮率。4 a2 .膠料的可朔度大，膨脹率小。4a3 .機頭溫度高膨脹小，反之膨脹大。4a4 .擠出速度快膨脹大。4a5 .半成品規(guī)格大膨脹小。 壓出口型的設(shè)計應(yīng)講究一些技巧4總體上只要流道設(shè)計合理的情況下，口型設(shè)計應(yīng)是容易的。 b .口型孔徑的大小、寬度與螺桿的直徑 相適應(yīng)。4 口型過大容易使壓力不足排膠不均勻，壓出半成品形狀不一；口型過小阻力大、機頭壓力大容易引起焦燒。4對于扁平形狀的口型，一般口型寬度相當于螺桿直徑的2.53.5倍。4 C .口型要有一定的錐角，內(nèi)端口徑應(yīng)大