【文章內(nèi)容簡介】 尺寸公差外，在擠出溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、牽引裝置線速度等方面應(yīng)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(jī)組設(shè)備中，特別是高速擠塑生產(chǎn)線上，應(yīng)配用在線外徑檢測儀，隨時(shí)對(duì)線纜外徑進(jìn)行檢測，并且將超差信號(hào)反饋以調(diào)整牽引或螺桿的轉(zhuǎn)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(diào)整機(jī)構(gòu)，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。6. 整機(jī)的電氣自動(dòng)化控制這是實(shí)現(xiàn)高速擠出生產(chǎn)線應(yīng)具備的工藝控制要求，主要是：開機(jī)溫度聯(lián)鎖；工作壓力保護(hù)與聯(lián)鎖；擠出、牽引兩大部件傳動(dòng)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(jī)與整機(jī)跟蹤的控制。第二節(jié)塑料擠出機(jī)螺桿螺桿是擠塑機(jī)主機(jī)擠壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，它不僅起輸送塑料的作用，同時(shí)對(duì)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(jié)構(gòu)和參數(shù)是獲得理想的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的重要環(huán)節(jié)。一、 螺桿的類型為適應(yīng)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(jī)的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范來確定。（1） 非結(jié)晶型聚合物的軟化是在一個(gè)比較寬的溫度內(nèi)完成的，一般選用等距漸變螺桿。結(jié)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(jī)上，如φ45擠塑機(jī)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(hù)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(qiáng)度，擠出速度快，塑料塑化好，是一般中小型擠塑機(jī)生產(chǎn)絕緣層和護(hù)套層的理想螺桿。（4） 大型螺桿直徑一般在150mm以上，如φ150、φ200、φ250擠塑機(jī)。大型螺桿采用兩種型式，一是等距不等深，如φ150、φ200擠塑機(jī)；二是螺桿分三段，即等距等深、等距不等深、不等距不等深，如φ250擠塑機(jī)，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(hù)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(jī)筒之間的間隙等，這些參數(shù)對(duì)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(jī)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(shí)，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(zhuǎn)數(shù)的提高對(duì)擠出量的影響還大。故常用螺桿直徑來表征擠塑機(jī)規(guī)格大小的技術(shù)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(shí)（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(shí)塑料在機(jī)筒中受熱的時(shí)間也較長，塑料的塑化將充分、更均勻。從而提高機(jī)塑質(zhì)量。如果在塑化質(zhì)量要求不變的前提下，長徑比增大后，螺桿的轉(zhuǎn)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(yīng)增大，而且螺桿和機(jī)筒的加工和裝配雞難度增加；螺桿彎曲的可能性也會(huì)增加，將會(huì)引起螺桿與機(jī)筒內(nèi)壁的刮磨，降低使用壽命。另外，對(duì)于熱敏性塑料，過大的長徑比因停留時(shí)間長而熱分解，影響塑料的塑化和擠出質(zhì)量。因此，在充分利用長徑比加大后的優(yōu)點(diǎn)，選取時(shí)要根據(jù)加工塑料的物理性能和對(duì)產(chǎn)品的擠塑質(zhì)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(gè)螺槽容積與均化段最后一個(gè)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(jìn)料的表現(xiàn)密度之比來決定的。使擠塑機(jī)壓縮比較大，目的是為了使顆粒狀塑料能充分塑化、壓實(shí)。加工塑料的種類不同時(shí)，壓縮比的選擇也應(yīng)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(jī)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(shí)間，降低螺桿的塑化質(zhì)量，太小則螺紋密，螺槽容積減小，影響擠出量。對(duì)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(shí)的擠出流率最高。實(shí)際上為了加工方便，多取螺旋角17o41′。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(shí)，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(yīng)增大，擠出量提高；同時(shí)螺棱寬度減小，螺桿旋轉(zhuǎn)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(qiáng)度下降，導(dǎo)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(dǎo)和熱平衡，導(dǎo)致螺桿塑化能力下降。而熔融段和均化段螺槽漸淺，螺桿對(duì)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(jī)筒的間隙δ即機(jī)筒內(nèi)徑與螺桿外徑之差的一半。螺桿與機(jī)筒間隙的大小，對(duì)擠塑質(zhì)量和產(chǎn)量都有很大的影響，特別是對(duì)塑化起著主要作用。當(dāng)螺桿與機(jī)筒的間隙太大時(shí)，尤其時(shí)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(dòng)，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(jié)果，這種過熱，尤其發(fā)生在散熱不良的環(huán)境中，往往導(dǎo)致塑料分解，造成塑化差、成型困難。因此，～。8. 螺桿頭部結(jié)構(gòu)螺桿頭部的形狀和幾何尺寸，與物料能否平衡的從螺桿進(jìn)入機(jī)頭，能避免滯流，以免局部物料受熱時(shí)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(jìn)入機(jī)頭時(shí)的流動(dòng)方式也不同。從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，這時(shí)靠筒壁處的塑料流動(dòng)慢，在中心處的流動(dòng)快，根據(jù)塑料的流動(dòng)狀態(tài)，螺紋深度和兩側(cè)的圓弧半徑可以相應(yīng)變化，以適應(yīng)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(shí)，多頭螺紋與單頭螺紋相比，多頭螺紋對(duì)物料的正推力較大，攫取物料的能力較強(qiáng)，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(shí)，會(huì)由于各條螺槽的熔融、均化或?qū)θ垠w輸送能力不一致，容易引起擠出量波動(dòng)和壓力波動(dòng)，不利于擠出質(zhì)量。所以，有時(shí)只是為了提高加料段攫取物料的能力，在加料段設(shè)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(jī)中物態(tài)變化、流動(dòng)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(yù)熱段。其職能主要是對(duì)塑料進(jìn)行壓實(shí)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(jìn)一步壓實(shí)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(dǎo)性能。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(shí)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(zhì)可以是水，也可以是空氣。使用螺桿冷卻水應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（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(yīng)時(shí)，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(shí)應(yīng)做到停機(jī)時(shí)要停水，防止設(shè)備發(fā)生事故。（4） 交接班時(shí)要交清使用螺桿冷卻水的情況。五、螺桿的維護(hù)保養(yǎng)螺桿是塑料擠出的心臟部分，維護(hù)保養(yǎng)好螺桿是提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，要注意下列幾個(gè)問題：（1） 不允許在沒有加塑料時(shí)螺桿空轉(zhuǎn)。（2） 在清洗螺桿時(shí)，要把螺桿墊平墊穩(wěn)，不允許螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，以免螺桿損傷。（3） 嚴(yán)禁將金屬物品加入機(jī)筒內(nèi)，以免損傷螺桿。（4） 溫度過低或加溫溫度未達(dá)到工藝溫度下限時(shí)，嚴(yán)禁起動(dòng)螺桿。（5） 使用螺桿冷卻水時(shí)，當(dāng)溫度下降明顯且較低時(shí)，應(yīng)停止水冷；并做到停機(jī)必須停水。（6） 定期清洗螺桿。清洗螺桿時(shí)嚴(yán)禁使用金屬器械砸撞螺桿。第三節(jié)加溫系統(tǒng)溫度是塑料由固體顆粒狀態(tài)轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)的主要條件，擠塑機(jī)的溫度加熱控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)塑料物態(tài)轉(zhuǎn)變的重要設(shè)施，溫度控制不好，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響極大。一、 溫度控制系統(tǒng)擠塑機(jī)的溫度控制系統(tǒng)是由電加熱和冷卻組成，以實(shí)現(xiàn)擠塑機(jī)各區(qū)域溫度的升降和調(diào)節(jié)，控制適當(dāng)溫度可保證擠出質(zhì)量。1. 溫度控制機(jī)理安裝在擠塑機(jī)上的電加熱器和冷卻風(fēng)機(jī)是主要的控制機(jī)構(gòu)。由于電加熱具有升溫、降溫迅速的特點(diǎn)，而溫度過高和過低都是擠出中要絕對(duì)避免的，所以電加熱必須有一套靈敏度相當(dāng)高的溫度調(diào)節(jié)裝置尤溪般包括有自動(dòng)測量儀器、控制儀表，以及有效的冷卻設(shè)施。在擠塑機(jī)的適當(dāng)位置上（越接近塑料層越好）安裝有測量元件熱電偶，就是極其重要的溫度檢測元件。在加溫和擠出過程中，測溫元件熱電偶隨時(shí)測得的熱電勢信號(hào)被送到控溫儀，經(jīng)放大處理后與溫度設(shè)定值比較，溫度儀表指示不到設(shè)定值時(shí)，則繼續(xù)加熱，如接近或到達(dá)設(shè)定值，則按不同的調(diào)節(jié)規(guī)律儀表發(fā)出不同的指示信號(hào)。當(dāng)超過設(shè)定值，則開動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)，是機(jī)身得到冷卻，使溫度得以下降，回到預(yù)設(shè)定值。如此反復(fù)，自動(dòng)控制或手動(dòng)調(diào)節(jié)，使溫度穩(wěn)定在被控制值附近。2. 擠塑機(jī)的溫控部位根據(jù)擠出原理，擠塑機(jī)各部位的溫度應(yīng)有差別，可以用設(shè)置于各部位電加熱片的容量差別來實(shí)現(xiàn)。一般的，加料段容量最小，(壓縮)塑化段和均化段容量要大些，而機(jī)頭是保溫區(qū)，主要以加熱克服散熱，所以容易不大。在擠塑機(jī)中溫控一般是根據(jù)加熱片的多少分為6～8段，小型擠塑機(jī)一般分為六段，大型擠塑機(jī)分成八段，通過控制屏上溫度儀表的顯示，來對(duì)擠塑機(jī)的六個(gè)加熱區(qū)進(jìn)行溫控。以六段加熱擠塑機(jī)為例，六個(gè)溫控區(qū)域部位如下圖所示。擠塑機(jī)的六個(gè)溫控部位或各加熱段的溫度，在控制屏上都可以在溫度儀表上一一顯示，由操作者直接觀察而知，便于調(diào)整。 2區(qū)（機(jī)頭模芯） 5區(qū)（塑化段） 3區(qū)（機(jī)脖） 4區(qū)（均化段） 6區(qū)（加料段） 1區(qū)（模套出口）3. 溫控各部位的作用還是以六段加熱擠塑機(jī)為例。六個(gè)溫控部位在擠塑機(jī)的機(jī)頭處有三個(gè)，機(jī)身處有三個(gè)。溫度可根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)，但應(yīng)滿足工藝規(guī)定的溫度范圍。在使用過程中，加料段加熱區(qū)溫度較低，機(jī)脖加熱區(qū)的溫度較高，模具加熱區(qū)的溫度稍低，形成了一般溫控部位由低到高到稍低的變化，這是由于各部位的作用而決定的。（1） 機(jī)頭2區(qū)的作用：機(jī)頭區(qū)的溫控，對(duì)塑料擠出表面質(zhì)量起著決定作用，如果溫度控制得合適，模具選配的恰當(dāng)，塑料產(chǎn)品的表面就平整光滑。（2） 機(jī)頭3溫區(qū)（機(jī)脖）的作用：塑料塑化好以后，在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下由機(jī)筒進(jìn)入機(jī)脖，由于機(jī)脖容積較機(jī)筒小，又加上濾板的作用，產(chǎn)生較大的阻力，螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力作用，塑料致密，并塑化壓實(shí)，保證了塑化效果。此時(shí)需要較高的溫度，有利于塑料熔體順利的進(jìn)入機(jī)頭。（3） 機(jī)身5溫區(qū)的作用：此加熱區(qū)為均化段和塑化段，由于螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌壓縮作用，經(jīng)過預(yù)熱的固體塑料變成可塑的粘滯液體（熔融狀態(tài)），在溫度的作用下，塑料完成塑化均勻。（4） 機(jī)身6溫區(qū)的作用：顆粒狀塑料從加料斗進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)，由于溫度的作用，塑料開始被預(yù)熱，并把多余的氣體從加料口排除。此段的溫度控制不宜過高，以免影響顆粒塑料的下料，故為溫度控制區(qū)域最低的加溫區(qū)。二、 控制溫度的高低對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響溫度是塑料由固體狀態(tài)向粘流狀態(tài)轉(zhuǎn)變的有效手段，同時(shí)它也可能造成塑料的燒焦或分解，溫度低時(shí)，也可能造成嚴(yán)重的設(shè)備事故。由于塑料品種的不同，以及擠出速度、擠出外徑、擠出厚度的不同，在實(shí)際的擠出過程中，溫度控制不盡相同，因此對(duì)具體的品種采用相應(yīng)的擠塑溫度。另外，除塑料和結(jié)構(gòu)尺寸造成的溫度控制不同外，環(huán)境溫度也應(yīng)予以考慮。因此，嚴(yán)格按照工藝要求控制溫度的高低，保證擠塑過程的順利進(jìn)行，保證良好的產(chǎn)品質(zhì)量，是每一個(gè)操作者不可忽視的職責(zé)。（1） 溫度過高：指的是溫度控制超過某種塑料的最佳塑化溫度，容易使塑料焦燒和老化，也容易產(chǎn)生氣孔、氣泡、氣眼、定型不好等質(zhì)量問題。溫度過高，還會(huì)造成擠出過程中擠出壓力波動(dòng)，塑料在機(jī)筒內(nèi)“打滑”，擠出量不穩(wěn)，使擠包層和產(chǎn)品外徑尺寸不均。（2） 溫度過低：指的是溫度控制低于塑料的最佳塑化溫度，造成塑料塑化不好，擠出表面有樹脂疙瘩或未塑化好的小顆粒。特別是合膠縫合不好，不但影響產(chǎn)品質(zhì)量，還容易造成塑膠層脫節(jié)、裂紋、斷膠等現(xiàn)象。因此，要嚴(yán)格按照工藝規(guī)定控制溫度，不宜過高或過低。在實(shí)際操作過程中，因設(shè)備新舊、外徑大小的不同，擠制工藝有所不同，溫度控制也不盡相同，擠制絕緣和護(hù)套所用塑料一樣，但因樹脂中的添加劑不同，其溫度控制亦有區(qū)別。另外，環(huán)境溫度的高低也會(huì)影響擠塑溫度的控制，冬天與夏天就要相差5～10oC。工 藝塑料電線電纜的主要絕緣材料和護(hù)層材料是塑料。熱塑性塑料性能優(yōu)越，具有良好的加工工藝性能，尤其是用于電線電纜擠制絕緣層和護(hù)層生產(chǎn)時(shí)工藝簡便。電線電纜塑料絕緣層和護(hù)層生產(chǎn)的基本方式是采用單螺桿擠出機(jī)連續(xù)擠壓進(jìn)行的。由于擠出機(jī)具有連續(xù)擠出的特點(diǎn)，所以塑料絕緣和護(hù)套的生產(chǎn)過程也是連續(xù)進(jìn)行的。就電線電纜生查而言，產(chǎn)品規(guī)格的差異，擠制部件的不同，往往決定了擠制設(shè)備及工藝參數(shù)的某些變化。但總的來講，各種產(chǎn)品，各個(gè)部件的擠塑包覆工藝是大同小異的，下面以一般為主，個(gè)別為輔對(duì)擠塑原理、工藝與模具類型進(jìn)行介紹。第一節(jié) 塑料的擠制一、 塑料擠出的基本原理擠塑機(jī)的工作原理是：利用特定形狀的螺桿，在加熱的機(jī)筒中旋轉(zhuǎn)，將由料斗中送來的塑料向前擠壓，使塑料均勻的塑化（即熔融），通過機(jī)頭和不同形狀的模具，使塑料擠壓成連續(xù)性的所需要的各種形狀的塑料