出条孔板采用圆周式从外到里为80、68、52、40、28、12个孔,计280个孔。孔径为3mm,因出条机板直径几位单螺杆直径150mm,孔的截面积占总面积为 。
3.3.4 造粒能力
造粒能力必须与挤出机生产能力相匹配,故考虑挤出造粒会有损耗,而挤出机生产量Q=158.81kg/hr(见第三章总成型工艺),故至少需要158.81×2/0.98=324.10kg/hr。再考虑尚有余地,取大于计算量6%,则每小时造粒能力为340kg。
对双螺杆SJL-140挤出机挤出量, ,其中q为系数,(表示因螺杆啮合,C型腔被遮断对腔式体积的影响)。
,其中D=105mm,为双螺杆有效设计直径;H=9.5mm。
计算得, ,S—螺距(螺杆最后一段),S=10mm。
已知Q=250kg/hr,求出螺杆转速n。
而出条孔的每孔流率为 。
3.4 挤出成型
3.4.1 加料方式
加料方式分为重力加料和强制加料,上料方法有弹簧上料、鼓风上料、真空上料、运输带传送及人工上料等。
(1) 重力上料
物料是依靠自身质量进入机筒的。人工上料、弹簧上料、鼓风上料等都属于此。小型挤出机有的还沿用人工上料。大型挤出机因生产效率高,多采用半自动上料,如弹簧上料、鼓风上料等。
弹簧上料的上料能力决定于弹簧的转数、弹簧的外径和节距以及弹簧外径与胶管内径的间隙。根据实验,弹簧钢丝直径不能小鱼6mm,否则钢丝易折断;弹簧伸出端长度L1和送料口长度L2不能小于弹簧节距的4倍,否则产量下降,同样道理送料口宽度不能小与胶管内径。
弹簧上料器由电动机、弹簧夹头、进料口、胶管及料箱组成,如图3.6。电动机带动弹簧高速旋转,物料被弹簧推动沿胶管上移,到达进料口时,在离心力的作用下,被甩至出料口而进入料斗。它适用于输送粉料、粒料、块状料。其结构简单、效率高、可靠。所以,在国内得到广泛应用,其缺点是弹簧易损坏,胶管易磨损,弹簧露出部分安放不当易烧坏电动机。
图3.6 弹簧上料器
1-电动机 2-支撑板 3-铅皮筒 4-出料口 5-橡胶管 6-弹簧 7-联轴器
鼓风上料器是利用风力将料吹入上料管,再经过旋风分离器进入料斗,这种上料方式适用于输送粒料而不适于粉料[16]。
(2) 强制加料
强制加料是在料斗中设置搅拌器和螺旋桨叶,以克服物料“架桥” ,并对物料有压镇的作用,能保证加料均匀,如图所示为一种螺旋强制加料装置。其加料螺旋由挤出机螺杆通过传动链驱动,加料器螺旋的转速与螺杆转速相适应,因而加料量可适应挤出量的变化。这种装置还设有过载保护系统,当加料口堵塞时,螺旋就会上升,而不会将塑料硬往加料口挤,从而避免了加料装置的损坏。
本设计采用重力上料中的弹簧上料。
3.4.2 螺杆工艺参数的确定
螺杆的几何结构参数有直径、长径比、压缩比、螺槽深度、螺旋角、螺杆与料筒的间隙等,如图3.7,对螺杆的工作特性有重大的影响。
图3.7 螺杆结构的主要参数
Ds—螺杆外径 Db—料筒内径 Ls—螺距
H—螺槽深度 W—螺槽宽度 θ—螺旋角
E—螺纹棱部宽度 δ—间隙 L—螺杆长度 d—螺杆跟径
(1) 螺杆直径Ds
螺杆直径Ds,指螺杆螺纹部分的外径,通常在30~200mm之间,最常见的是60~150mm。随着螺杆的直径增大,挤出机的生产能力提高,所以挤出机的规格常以螺杆的直径大小表示。螺杆直径的大小,一般根据制品的断面尺寸和所要求的生产率来确定。
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