【文章內容簡介】 械號的同一編制方法：類別編號，組成編號，輔助編號，規(guī)格代號，設計代號，前三個代號是最基本的代號，具體方法舉例如下： 1． SJ45 S 為塑料， J 為擠出機， 45 為螺桿直徑 d，長徑比為 20： 1（規(guī)格參數，標準規(guī)定，擠出機長徑比為 20： 1，可以不標注）。 2． SJF6030 S 為塑料， J 為擠出機， F 為發(fā)泡（品種代號）， 65 為螺桿直徑，螺桿的長徑比為 30： 1。 擠出機一般由擠出機、機頭、口模、輔機等幾部分組成。擠出機有基礎裝置（螺桿和料筒），傳動裝置和加熱冷卻等幾部分組成。 片材 擠出主要用的是單螺桿擠出機，單螺桿擠出機的主要參數有： （ 1）螺桿直徑 指螺桿外圓直徑，用 d 表示，單位 mm，它可以表征擠出機擠出量的大小，是擠 出機的重要參數。 （ 2）螺桿長徑比 指螺桿的工作部分長度，即有螺紋部分長度（工藝上將其定義為加料口中心線到螺紋末端的長度）與螺桿直徑之比，用 L/d洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 11 表示。 （ 3）螺桿轉速范圍 指螺桿轉動時最高轉速與最低轉速范圍，用nmin~nmax 表示。 （ 4）驅動電機功率 指驅動螺桿轉動的電動機功率，用 Pm表示，單位 KW。 我國單螺桿擠出機推薦電機功率見表 25 表 25 單螺桿擠出機推薦電機功率 螺桿 直徑d/mm 30 45 65 90 120 150 200 電機功率 /kw 13 515 2575 (5)機筒加熱功率及機筒加熱段數 機筒加熱功率指機筒加熱電功率，用 Pn表示，單位 kw。機筒加熱段數指機筒分為幾段加熱，即溫度控制的段數，用 B 表示。 （ 6）擠出機生產率 指擠出機單位時間的生產能力，用 Q 表示，單位kg/h。 （ 7）名義比功率 指每小時加工 1kg 制品所需電機功率的綜合指標，用 P`表示， P`=Pm/Qmax。 （ 8）比流量 指螺桿每一轉的生產制品質量，用 Q=Q 實測 /n 實測 ，單位 (kg/h)/(r/min)。 （ 9） 機器中心高 指螺桿中心線到地面的高度，用 H 表示，單位 mm。 （ 10）機器外形尺寸 用長、寬、高表示，單位 mm。 （ 11）機器的質量 用 w 表示，單位噸或千克。 。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 12 擠出機的選擇 根據生產聚氯乙烯硬管的直徑規(guī)格，參照表 327 選取螺桿直徑。硬管生產用擠出機和輔機組成的塑料擠出硬管機組型號 :SJGZ90 25125。第一格是螺桿直徑第二格是長徑比，第三格是生產片材最大直徑。 表 ２－ 6 螺桿直徑與 片材 規(guī)格的關系 /mm 螺桿直徑 30 45 65 90 120 150 200 片材 直徑 332 1063 4090 63125 110180 125250 200400 螺桿的選擇 螺桿是塑料擠出塑化的關鍵零件。不同塑料品種的擠出塑化要選用不同的螺桿結構形式，以適應其工藝條件要求。 聚氯乙烯 片材 生產用螺桿條 件如下： a. 螺桿應該是等距不等深形：螺紋由加料段至均化段逐漸變淺。 b. 螺桿的長徑比：選擇 L/Ｄ＝２５ c. 螺紋的壓縮比：所用為粒料選２ .５ 螺桿頭部結構選擇：綜合考慮螺桿前的分流板和機頭模具的料流空腔結構，選用圓錐形。 擠出過程 擠出機螺桿的設計都有三個區(qū)段：加 料段（送料段）、熔化段 (壓縮段 )、計量段（均化段）。此三段所起的作用不同。加料段是把料斗來的固體塑料升溫到它的軟化點，并將它送到熔化段，只是一個升溫和輸送過程，塑料仍是固體狀態(tài)。熔化段一般在螺桿中部，塑料在這段中除受熱和前移外，同時粒狀固體逐漸壓實和熔化為連續(xù)狀的熔體，還將包在料內的空氣向送料段排出，塑料在這段是由固態(tài)逐漸轉化為熔融狀態(tài)。計量段是螺桿的最后一段，熔體在這一段中進一步均勻塑化，并使料流定量、定壓由機頭流道均勻擠出，所以又叫均化段。 表 22 生產 PVCC 片材 的擠出機螺桿分段 加料段 壓縮段 均化段 全長的 10%～ 25% 全長的 55%～ 65% 全長的 22%～ 25% 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 13 擠出機螺桿的三個區(qū)段相對應組成了三個功能區(qū)：固體輸送、物料塑化、熔體輸送。 （ 1） 固體輸送區(qū)（加料段） 料筒溫度一般控制在 100～ 140℃ .若加料溫度控制過高，會使固體輸送區(qū)短于加料段長度，造成產量下降；若加料段溫度過低，使固體輸送區(qū)延長，減少了塑化區(qū)和熔體輸送區(qū)的長度，會引起塑化不良，影響產品質量。 （ 2） 物料塑化區(qū)（熔化段） 其溫度控制在 150～ 160℃ .控制該段的真空度是一個重要的工藝指標，若真空度較低，會影響排氣 效果，導致管材中存有氣泡，嚴重降低了管材的機械性能。為了使物料內部的氣體容易逸出，應控制物料在該段不能塑化過度，同時還要經常清理排氣管路以免阻塞。另外在塑化區(qū)提高螺桿轉速能提高剪切速率，會增加剪切熱利于塑化。 （ 3） 熔體輸送區(qū)（計量段） 其溫度控制略低一些，一般為 150℃左右。在該段提高螺桿轉速，減小機頭阻力及在塑化區(qū)提高壓力都有利于輸送速率的提高，對于 PVC 這樣熱敏塑料，不應在此段停留時間過久也不宜再從這段高剪切作用下取得熱量 。 擠出 裝置 及機頭的選擇 擠出機連續(xù)提供的熔化和具有壓力的塑料 熔體是通過機頭特定的流道進入口模而形成一定的結構和形狀。機頭是擠出制品成型的 重要部件，它的作用是產生較高的塑料熔體壓力并使其成為所需的形狀。 本次設計選用的是衣架式片材機頭， 切割裝置 切割裝置的主要作用是將擠出的條狀切割成一定的長度的 片材 。生產中要求切割的大小均一； 切割裝置：星形式自動切割機 安裝在機頭上的 ；切割時，刀片緊挨著模具自轉切割 。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 14 冷卻方法 目前， 片材 的冷卻方式有兩種：一種是浸浴式冷卻，另一種是鼓風機風冷。水浴冷卻冷卻的快但是缺點是冷卻后還要在干燥處理，不能直接包裝 給生產帶來麻煩 ，本次設計的片材厚度較薄，容易降溫，所以選用風冷方法，提高了制品的質量 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 15 第 3 章 物料衡算與熱量衡算 物料衡算 物料衡算指的是利用質量守恒定律對物料進行操作前后物料的總量恒等于產物及物料的損失狀況計算方法，即進入設備用于生產的物料的總量恒等于產物和物料損失的量。物料衡算直接與生產經濟效益掛鉤。 物料衡算的前提及計算 物料衡算的前提是應在已知產品規(guī)格和產量的前提下進行許多原輔材料量、廢品量及消耗量的計算。 已知： PVC 片材 的年生產量為 3000 噸，其中物料自然消耗率為 %，產品合格率為 98%，回收率為 90%。每年生產 340 天， 二 班輪流全天 24小時生產。物料衡算如下： 年需要物料量 M1=合格產品 量 /合格率 =3000/≈ 年車間進料量 M2= M1/（ 1物料自然消耗率） = /（ %） ≈ 年自然消耗量 M3=M2M1== 年廢品量 M4=M1合格產品量 == 每小時車間處理物料量 M5=≈ 年回收物料量 M6=M4回收率 =90%≈ 新料量 M7=M2M6== 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 16 表 31 列表 合格率 98% 合格產品量 2940t 廢品率 2% 廢品量 自然損耗 % 自然損耗量 進車間物料量 小時車間處理量 近機料量 進車間新料量 回收率 90% 回收量 熱量衡算 在熱塑性塑料成型過程中，必須將塑料原料進行加熱至粘流態(tài)（高彈態(tài) ） 再成型，需要將加熱量傳遞給塑料，成型后的冷卻定型需要將熱量移出。 在車間設計中進行熱量衡算的目的：為保證順利進行成型加工，確定加熱所需的熱量，并核算加算電功率。一方面作為選擇設備的依據，另一方面作為計算耗電量的依據。確定冷卻需排出熱量，一方面可計算出冷卻介質的消耗量，另一方面作為選擇換熱設備的依據。 塑料制品成型加工過程更多采用對單元設備的熱量衡算。 熱量衡算遵循能量守恒定律，熱力學第一定律是熱量衡算的理論依據 。即若忽略機器的散熱，不考慮摩擦剪切熱則：加熱器放出的熱量（ Q0）應等于物料所吸收的熱量（ Q1）。 熱平衡方程式表示為 :Q0=Q1 上式是通用公式，具體應注意以下幾個問題： 正確建立熱量平衡關系。 ，從而確定所要收集的物理性數據及數據的可靠性。以保證計算的準確性。 ，計算基準是指數量上的基準和基準態(tài)，數量基準。 ，基準態(tài)一般是以 25℃作為基準溫度的。 在熱塑性成型過程中，最常用的能量來源為電能轉變成熱能。主要方洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 17 法有兩種：電阻加 熱，電感加熱。電加熱裝置簡單，干凈，無污染，溫度調節(jié)也很方便。所以廣泛采用于塑料加工過程中，熱量衡算的方法有：（ 1）溫差法 （ 2） 焓變法 （ 3） 潛熱法 （ 1）溫差法 qh= ch(T1T2) qc= cc(T’1T’2) 式中： ,qmc熱流體和冷流體的質量流量 kg/s Ch,cc熱流體和冷流體的比熱容 J/() T1,T2熱流體最初和最終的溫度 k T’1,T’2冷流體最初和最終的 溫度 k （ 2）焓變法 qh= (h1h2) qc= (h’1h’2) 式中： , kg/s h1,h2熱流體最初和最終的焓值 J/k h’1,h’2冷流體最初和最終的的焓值 J/k 已知， CPVC 樹脂的比熱容 c=(),T1=20℃ ,T2=185℃ .qm,pvc c (T2T1)= 擠出機最佳生產能力為 350kg/h).則 Q 吸 =qm,pvc c (T2T1)= 165=（ kw） 小于擠出機的功率 90kw。洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 18 第 4 章 擠出生產線機器數量的確定 擠出機規(guī)格的確定 由物料衡算知，要求車間的處理物料量為： M1=合格產品率 /合格率 =3000/≈ 那么，每小時車間處理物料量為： M5=≈ 表 41 SJSZ80 錐形雙螺桿擠出機主要參數表 型號 SHJ63B 外型尺寸（長寬高） (mm) 5000 1540 2280 生產能力 (kg/h) 200～ 400 最大螺桿轉速（ rpm） 600 總功率（ Kw） 90 擠出機數量的確定 根據擠出機的最佳生產能力，初定擠出機的生產能力為 280kg/h. 初定臺數： 初定臺數 =每小時總處理物料量 /擠出機生產能力 =400kg/h/280 kg/h≈ 臺 實際所需臺數 確定是應該考慮的因素有：車間開機率（內含設備維修情況、開停車及臨時性停車）；一般選擇范圍在 85%～ 95%，然后計算實際臺數。其計算公式如下： 實際所需臺數 =初定臺數 /開機率 =≈ 臺 擇優(yōu)分析（依據臺時產量） 則 2臺方案： 臺時產量 =每小時總處理物料量 /（臺數開機率） =400kg/h/（ 2 ）=則 1 臺方案： 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 19 臺時產量 =每小時總處理物料量 /（臺數開機率） =400kg/h/（ 1 ）= kg/h 擇 2 臺方案接近每小時及其產量，設備利用率高，故選用 2 臺方案。 擠出生產線的確定 為使擠出成型工藝更為高效的配合，提高車間生產效率和產品的合格率及質量，采用成套的擠出機生產線（ GF250）。洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 20 第 5 章 廢料的后處理 PVC 片 材 的生產過程中會產生一些不合格產品，尤其是每次換料生產，硬度未合格前，總會產生部分廢品，另外，還有一些是客戶退回來的粒料以及生產過程中料顏色的不對這些統(tǒng)稱為廢料。 這些廢料成分與 片材 成分基本相同，將分類加到顏色和硬度差不多。所以必須加強對這些廢料的管理和合理回收利用。首先要對這些料分類一種顏色的要放在一起，硬度和比重差不多的也要放在一起。待下次生產相同或相近顏色或硬度的粒料是直接加進去重新擠出造粒就可以了。 還有一些是水口料這些些是在清換機頭是留下的廢料，但這種和以上的不同時這種不能直接造粒重出，這些水口料 大小不等所以首先要破碎，破碎后還要進行清洗，由于里面含有鐵屑、石頭等雜質，所以在清洗后才能造粒重出。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 21 第 6 章 雙螺桿擠出機常見故障及其處理方法 主電機電流不穩(wěn) （ 1） 產生原因 A 喂料不均勻。