【文章內容簡介】 則是產(chǎn)生絕緣偏心的重要原因之一。在護套擠出中，護套表面的刮傷也往往是由纜芯的彎曲造成的。因此，各種擠塑機組中的校直裝置是必不可少。校直裝置的主要型式有：滾筒式（分為水平式和垂直式）；滑輪式（分為單滑輪和滑輪組）；絞輪式，兼起拖動、校直、穩(wěn)定張力等多種作 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 用；壓輪式（分為水平式和垂直式）等。 預熱裝置： 纜芯預熱對于絕緣擠出和護套擠出都是必要的。對于絕緣層，尤其是 薄層絕緣，不能允許氣孔的存在，線芯在擠包前通過高溫預熱可以徹底清除表面的水份、油污。對于護套擠出來講，其主要作用在于烘干纜芯，防止由于潮氣（或繞包墊層的濕氣）的作用使護套中出現(xiàn)氣孔的可能。預熱還可防止擠出中塑料因驟冷而殘留內壓力的作用。在擠塑料過程中，預熱可消除冷線進入高溫機頭，在模口處與塑膠接觸時形成的懸殊溫差，避免塑膠溫度的波動而導致擠出壓力的波動，從而穩(wěn)定擠出量，保證擠出質量。擠塑機組中均采用電加熱線芯預熱裝置，要求有足夠的容量并保證升溫迅速，使線芯預熱和纜芯烘干效率高。預熱溫度受放線速度的制約，一般 與機頭溫度相仿即可。 冷卻裝置：成型的塑料擠包層在離開機頭后，應立即進行冷卻定型，否則會在重力的作用下發(fā)生變形。冷卻的方式通常采用水冷卻，并根據(jù)水溫不同，分為急冷和緩冷。急冷就是冷水直接冷卻，急冷對塑料擠包層定型有利，但對結晶高聚物而言，因驟熱冷卻，易在擠包層組織內部殘留內應力，導致使用過程中產(chǎn)生龜裂，一般 PVC 塑膠層采用急冷。緩冷則是為了減少制品的內應力，在冷卻水槽中分段放置不同溫度的水，使制品逐漸降溫定型，對 PE、 PP 的擠出就采用緩冷進行，即經(jīng)過熱水、溫水、冷水三段冷卻。 三、 控制系統(tǒng) 塑料擠出機的控制系統(tǒng) 包括加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及工藝參數(shù)測量系統(tǒng)，主要由電器、儀表和執(zhí)行機構（即控制屏和操作臺）組成。其主要作用是：控制和調節(jié)主輔機的拖動電機，輸出符合工藝要求的轉速和功率，并能使 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 主輔機協(xié)調工作；檢測和調節(jié)擠塑機中塑料的溫度、壓力、流量；實現(xiàn)對整個機組的控制或自動控制。 擠出機組的電氣控制大致分為傳動控制和溫度控制兩大部分，實現(xiàn)對擠塑工藝包括溫度、壓力、螺桿轉數(shù)、螺桿冷卻、機筒冷卻、制品冷卻和外徑的控制，以及牽引速度、整齊排線和保證收線盤上從空盤到滿盤的恒張力收線控制。 1. 擠塑機主機的溫度控制 電線電纜絕緣和護套的塑 料擠出是根據(jù)熱塑性塑料變形特性，使之處于粘流態(tài)進行的。除了要求螺桿和機筒外部加熱，傳到塑料使之融化擠出，還要考慮螺桿擠出塑料時其本身的發(fā)熱，因此要求主機的溫度應從整體來考慮，既要考慮加熱器加熱的開與關，又要考慮螺桿的擠出熱量外溢的因素予以冷卻，要有有效的冷卻設施。并要求正確合理的確定測量元件熱電偶的位置和安裝方法，能從控溫儀表讀數(shù)準確反映主機各段的實際溫度。以及要求溫控儀表的精度與系統(tǒng)配合好，使整個主機溫度控制系統(tǒng)的波動穩(wěn)定度達到各種塑料的擠出溫度的要求。 2. 擠塑機的壓力控制 為了反映機頭的擠出情況，需要檢測 擠出時的機頭壓力，由于國產(chǎn)擠塑機沒有機頭壓力傳感器，一般是對螺桿擠出后推力的測量替代機頭壓力的測量，螺桿負荷表（電流表或電壓表）能正確反映擠出壓力的大小。擠出壓力的波動，也是引起擠出質量不穩(wěn)的重要因素之一，擠出壓力的波動與擠出溫度、冷卻裝置的使用，連續(xù)運轉時間的長短等因素密切相關。當發(fā)生異常現(xiàn)象時，能排除的迅速排除，必須重新組織生產(chǎn)的則應果斷停機， 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 不但可以避免廢品的增多，更能預防事故的發(fā)生。通過檢測的壓力表讀數(shù)，就可以知道塑料在擠出時的壓力狀態(tài)，一般取后推力極限值報警控制。 3. 螺桿轉速的控制 螺桿轉速的調節(jié)與 穩(wěn)定是主機傳動的重要工藝要求之一。螺桿轉速直接決定出膠量和擠出速度，正常生產(chǎn)總希望盡可能實現(xiàn)最高轉速及實現(xiàn)高產(chǎn)，對擠塑機要求螺桿轉速從起動到所需工作轉速時，可供使用的調速范圍要大。而且對轉速的穩(wěn)定性要求高，因為轉速的波動將導致擠出量的波動，影響擠出質量，所以在牽引線速度沒有變化情況下，就會造成線纜外徑的變化。同理如牽引裝置線速波動大也會造成線纜外徑的變化，螺桿和牽引線速度可通過操作臺上相應儀表反映出來，擠出時應密切觀察，確保優(yōu)質高產(chǎn)。 4. 外徑的控制 如上所述為了保證制品線纜外徑的尺寸，除要求控制線芯（纜芯）的尺寸公差外，在擠出溫度、螺桿轉速、牽引裝置線速度等方面應有所控制保證，而外徑的測量控制則綜合反映上述控制的精度和水平。在擠塑機組設備中，特別是高速擠塑生產(chǎn)線上，應配用在線外徑檢測儀，隨時對線纜外徑進行檢測，并且將超差信號反饋以調整牽引或螺桿的轉速，糾正外徑超差。 5. 收卷要求的張力控制 為了保證不同線速下的收線，從空盤到滿盤工作的恒張力要求，希望收排線裝置有貯線張力調整機構，或在電氣上考慮恒線速度系統(tǒng)和恒張力系統(tǒng)的收卷等等。 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 6. 整機的電氣自動化控制 這是實現(xiàn)高速擠出生產(chǎn)線應具備的工藝控制要求，主要是：開機溫度聯(lián)鎖 ；工作壓力保護與聯(lián)鎖；擠出、牽引兩大部件傳動的比例同步控制；收線與牽引的同步控制；外徑在線檢測與反饋控制；根據(jù)各種不同需要組成部件的單機與整機跟蹤的控制。 第二節(jié)塑料擠出機螺桿 螺桿是擠塑機主機擠壓系統(tǒng)的關鍵部件之一，它不僅起輸送塑料的作用，同時對塑料的擠壓、塑化、成型的難易也起著極其重要的作用，所以合理選用螺桿結構和參數(shù)是獲得理想的產(chǎn)品質量和產(chǎn)量的重要環(huán)節(jié)。 一、 螺桿的類型 為適應不同塑料加工的需要，螺桿的型式有很多種，常見的有以下幾種：漸變型（等距不等深），漸變型（等深不等距），突變型，魚雷頭型等。 1. 螺桿的 選擇 螺桿型式的選用主要根據(jù)塑料的物理性能及擠塑機的生產(chǎn)技術規(guī)范來確定。 （ 1） 非結晶型聚合物的軟化是在一個比較寬的溫度內完成的，一般選用等距漸變螺桿。結晶型聚合物熔融的溫度范圍比較窄，一般選用等距突變螺桿。 （ 2） 在小型擠塑機上，如φ 45 擠塑機螺桿采用的是等距不等深的全螺紋型式，螺桿的長徑比較小，主要用于擠出小截面的絕緣層和護套層，擠出速度較快。 （ 3） 中型螺桿采用等距而螺紋深度漸變的全螺紋型式，它的長徑比 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 比小型螺桿大些，螺紋的節(jié)距相等，從根部起由淺到深。螺紋端部的螺紋較深，根部的螺紋較淺，這樣塑料擠出量較多，又不影響螺桿 強度，擠出速度快，塑料塑化好，是一般中小型擠塑機生產(chǎn)絕緣層和護套層的理想螺桿。 （ 4） 大型螺桿直徑一般在 150mm 以上，如φ 150、φ 200、φ 250 擠塑機。大型螺桿采用兩種型式，一是等距不等深，如φ 150、φ 200 擠塑機；二是螺桿分三段，即等距等深、等距不等深、不等距不等深，如φ 250 擠塑機，壓縮比在 2～ 3 之間，長徑比在 15： 1 左右，主要用于生產(chǎn)大截面的電線電纜絕緣層和護套層。 二、 螺桿的主要參數(shù) 螺桿的主要參數(shù)有直徑、長徑比、壓縮比、螺距、螺槽寬度、螺槽深度、螺旋角、螺桿與機筒之間的間隙等，這些參數(shù)對擠塑工藝和性 能有很大影響。 1. 螺桿直徑 Ds 螺桿直徑即螺紋的外徑，擠塑機的生產(chǎn)能力（擠塑量）近似與螺桿直徑的平方成正比，在其它條件相同時，螺桿直徑少許增大，將引起擠出量的顯著增加，其影響甚至比螺桿轉數(shù)的提高對擠出量的影響還大。故常用螺桿直徑來表征擠塑機規(guī)格大小的技術參數(shù)。 2. 螺桿長徑比 L/Ds 螺桿工作部分長度 L 與螺桿直徑 Ds 之比稱為長徑比，在其它條件一定時（如螺桿直徑），增大長徑比就意味著增加螺桿的長度。 L/Ds 值大，溫度分布合理有利于塑料的混合和塑化，此時塑料在機筒中受熱的時間也較長， 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 塑料的塑化將充分、更均勻。從而提高 機塑質量。如果在塑化質量要求不變的前提下，長徑比增大后，螺桿的轉速可提高，從而增加了塑料的擠出量。但是，選擇過大的長徑比，螺桿消耗的功率將相應增大，而且螺桿和機筒的加工和裝配雞難度增加；螺桿彎曲的可能性也會增加，將會引起螺桿與機筒內壁的刮磨，降低使用壽命。另外，對于熱敏性塑料，過大的長徑比因停留時間長而熱分解，影響塑料的塑化和擠出質量。因此，在充分利用長徑比加大后的優(yōu)點，選取時要根據(jù)加工塑料的物理性能和對產(chǎn)品的擠塑質量要求而定。 3. 壓縮比ε 亦稱為螺桿的幾何壓縮比，是螺桿加料段第一個螺槽容積與均化段最后一個螺 槽容積之比。它是由塑料的物理壓縮比――即制品的密度與進料的表現(xiàn)密度之比來決定的。使擠塑機壓縮比較大，目的是為了使顆粒狀塑料能充分塑化、壓實。加工塑料的種類不同時，壓縮比的選擇也應不同。 按壓縮比來分，螺桿的型式可分為三種：等距不等深、等深不等距、不等深不等距。其中等距不等深是最常用的一種，這種螺桿加工容易，塑料與機筒的接觸面積大，傳熱效果好。 4. 螺旋升角θ 即螺紋與螺桿橫斷面的夾角。螺旋角太大保證不了塑化時間，降低螺桿的塑化質量，太小則螺紋密，螺槽容積減小，影響擠出量。對于送料段，30o 螺旋角最合適于粉料； 15o 螺旋角合適于方形料粒； 17o 左右螺旋角合適于球狀或柱狀料粒。由均勻段理論分析得知，螺旋角 30o 時的擠出流率最高。實際上為了加工方便，多取螺旋角 17o41′。 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 5. 螺距 S 和螺槽寬度 W 螺距即螺紋的軸向距離，螺槽寬度即垂直于螺棱的螺槽寬度。在其它條件相同時，螺距和槽寬的變化，不但決定螺桿的螺旋角，而且還影響螺槽的容積，從而影響塑料的擠出量和塑化的程度。螺槽寬度加大則意味著螺棱寬度減小，螺槽容積相應增大，擠出量提高；同時螺棱寬度減小，螺桿旋轉摩擦阻力減小，所以功率消耗低。 6. 螺槽深度 H 即螺紋外半徑于根部半徑之差。 根據(jù)壓縮比的要求，加料段槽深大于熔融段，熔融段槽深又大于均化段。加料段螺槽深度大，有利于提高其輸送能力；但槽深太深，一則使螺桿強度下降，導致螺桿在較大扭力作用下發(fā)生剪斷；二則太深使塑料在槽間混合不均、攪拌不勻，影響熱傳導和熱平衡，導致螺桿塑化能力下降。而熔融段和均化段螺槽漸淺，螺桿對物料產(chǎn)生較高的剪切速率，有利于筒壁向物料傳熱和物料的混合、塑化；但是太淺，螺槽容積減小，直接影響擠出量。 7. 螺桿與機筒的間隙δ 即機筒內徑與螺桿外徑之差的一半。螺桿與機筒間隙的大小，對擠塑質量和產(chǎn)量都有很大的影響，特別是對塑化起著 主要作用。當螺桿與機筒的間隙太大時，尤其時均化段間隙增大，則塑料的逆流、漏流現(xiàn)象增加，不但引起擠出壓力的波動，影響擠出量；而且由于這些回流的增加，使塑料過熱，這是由于摩擦加劇的結果，這種過熱，尤其發(fā)生在散熱不良的環(huán)境中，往往導致塑料分解，造成塑化差、成型困難。因此，螺桿與機筒間隙一般控制在 ～ 間。 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 8. 螺桿頭部結構 螺桿頭部的形狀和幾何尺寸，與物料能否平衡的從螺桿進入機頭，能避免滯流，以免局部物料受熱時間過長而產(chǎn)生熱分解現(xiàn)象等。不同形狀的螺桿頭，在擠塑過程中，塑料從螺桿進入機頭時的流動方式也不同。 從旋轉運動變?yōu)橹本€運動，這時靠筒壁處的塑料流動慢，在中心處的流動快，根據(jù)塑料的流動狀態(tài)，螺紋深度和兩側的圓弧半徑可以相應變化，以適應螺桿各段的要求。螺桿頭部常采用錐角較小的錐體形狀，為了增加攪拌作用，可在錐體形狀上制成與螺桿均化段連續(xù)的螺紋。 9. 螺桿螺紋的頭數(shù) 在其它條件相同時，多頭螺紋與單頭螺紋相比，多頭螺紋對物料的正推力較大，攫取物料的能力較強，并可降低塑料熔體的倒流現(xiàn)象。但螺紋全部都是多頭螺紋時，會由于各條螺槽的熔融、均化或對熔體輸送能力不一致，容易引起擠出量波動和壓力波動，不利于擠出質量。所以，有時只是為了提高加料段攫取物料的能力，在加料段設置雙頭螺紋，以提高塑料粒子的輸送能力。 三、螺桿的分段及各區(qū)段的基本職能 根據(jù)塑料在擠塑機中物態(tài)變化、流動情況和螺桿的基本職能來劃分，大致分為加料段、塑化段、均化段。 1. 加料段： 又稱為預熱段。其職能主要是對塑料進行壓實和輸送。 2. 塑化段： 又稱為壓縮段，其作用是將加料段送來的塑料進一步壓實和塑化，并將塑料中夾有的空氣壓回到加料口處排出，并改善塑料的熱傳導性能。 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 中管網(wǎng)制造業(yè)頻道 3. 均化段： 又稱為熔融段，其作用是將塑化段已經(jīng)塑化好的粘流態(tài)塑料，在溫度的持續(xù)作用下，塑化的更加均勻。 二、 螺桿的冷卻 螺桿冷卻的目的主要是為了有利于加料段物料的輸送，同時也可以防止塑料因過熱而分解，有利于物料中所含氣體能從加料段的冷混料中返回并從料斗中排出。 通入螺桿中冷卻介質可以是水，也可以是空氣。使用螺桿冷卻水應注意以下幾點： （ 1） 螺桿冷卻水的流量不宜過大，要適量，用手摸水感覺水溫暖即可。 （ 2） 使用螺桿冷卻水要注意外徑的變化。在螺桿和牽引速度相適應時，如果使用螺桿冷卻水，易使電線電纜外徑變小，絕緣厚度變薄。 （ 3） 操作時應做到停機時要停水，防止設備發(fā)生事故。 （ 4） 交接班時要交清使用螺桿冷卻水的情況。 五、螺桿的維護保養(yǎng) 螺桿是塑料擠出的 心臟部分，維護保養(yǎng)好螺桿是提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質量的關鍵。因此，要注意下列幾個問題： （ 1） 不允許在沒有加塑料時螺桿空轉。 （ 2） 在清洗螺桿時，要把螺桿墊平墊穩(wěn)，不允許