塑料片材在挤出机上的生产

    任务1　塑料片材在挤出机上的生产

    1．生产要求

    (1)零件名称:塑料片材(见图3－59)。

    

    

    图3－59　塑料片材

    (2)生产批量:大批量。

    (3)材料:PE。

    (4)未注公差取MT5级精度。

    (5)塑料片材生产线:如图3－60所示。

    

    

    图3－60　片材挤出生产线

    2．工作原理和大体操作步骤

    挤出压延成型是生产塑料板材的主要方法之一。塑料板材的成型是用狭缝机头直接挤出板坯后，经过三辊压光机压光，再经过冷却、牵引装置的作用而得到塑料片材。图3－61为聚乙烯(PE)片材挤出工艺流程图，本工艺是挤出2．0mm的PE片材。

    

    

    图3－61　PE片材挤出生产工艺流程图

    (1)机头　片材挤出的狭缝机头的出料口既宽又薄，塑料熔体由料筒挤入机头，流道由圆形变成狭缝形。这种机头(包括支管型、衣架型、鱼尾型)在料流挤出过程中存在中间流程短、阻力小、流速快，而两边流程长、阻力大、流速慢的现象，必须采取措施使熔体沿口模宽度方向有均匀的速度分布，即要使熔体在口模方向上以相同的流速挤出，以保证挤出片材厚度均匀和表面平整。机头结构如图3－62所示。

    

    

    图3－62　支管式机头结构

    (2)压光　三辊压光机的作用是将挤出的片材压光和降温，并准确地调整片材的厚度，故它与压延机的构造原理有点相同，对滚筒的尺寸精度和粗糙度要求较高，并能在一定范围内可调速，能与板材挤出相适应。辊筒间距可以调整，以适应挤出片材厚度的控制。压光机与机头的距离应尽量近，否则片材易下垂发皱，粗糙度不好，同时在进入压光机前容易散热降温，对制品粗糙度不利。

    (3)温度　挤出机各段温度的设定因原料品种而异。对PE，从挤出机加料段至均化段，各区的温度分别是150～160℃、160～170℃、170～180℃、180～190℃。

    (4)大体操作步骤　大体操作步骤如下:

    ①按照挤出机的操作规程，接通电源，开机运转和加热。检查机器运转、加热和冷却是否正常。对机头各部分的衔接、螺栓等进行检查并趁热拧紧。用点式温度计测量机头从左至右的温度。

    ②当挤出机加热到设定值后稳定30min。开车，在慢速下投入少量的PE粒子，同时注意电流表、压力表、温度计和扭矩值是否稳定。待熔体挤出片材后，观察板坯厚度是否均匀，调整模唇调节器调节棒，使沿片材宽度方向上的挤出速度相同，片材厚度均匀。

    ③开动辅机，以手动将板坯直接引入冷却装置，不经三辊压光机压光。待片坯冷却后，裁剪一段板坯，测量片坯的厚度和宽度。

    ④调节三辊压光机辊筒的温度，稳定一段时间后，将片坯慢慢引入三辊压光机辊筒间，并使之沿冷却导辊随牵引前进。

    ⑤根据实验要求调整三辊压光机辊筒的间距，测量经压光后片材的厚度，直至符合尺寸要求。

    ⑥重复步骤⑤，调整三种不同压光机辊筒的间距。

    ⑦待片材的形状稳定，片材厚度达实际要求时，裁剪长100cm的片材试样。

    ⑧生产完毕，逐步降低螺杆转速，挤出机内存料，趁热清理机头内的残留塑料。

    3．挤出机的操作、维护与保养概述

    正确合理地使用挤出机，可充分发挥机器的效能，保持良好的工作状态，延长机器的使用寿命。

    螺杆挤出机的使用包括机器的安装、调整、试车、操作、维护和修理等一系列环节。它的使用具有一般机器的共性，主要表现在驱动电机和减速变速装置方面;但螺杆挤出机的工作系统即挤出系统，却又独具特点，在使用螺杆挤出机时应特别注意其特点。

    机器的安装、调整、试车一般在挤出机的使用说明书中均有明确规定，操作人员必须熟悉自己所操作的挤出机的结构特点，尤其要正确掌握螺杆的结构特性，以及加热和冷却控制仪表特性、机头特性和装配情况等，以便正确地掌握挤出工艺条件，正确地操作机器。

    挤出不同塑料制品的操作方法是各不相同的，但也有其相同之处。下面简要介绍挤出各种制品时相同的操作步骤和操作时应注意的事项。

    4．开车前的准备工作

    (1)用于挤出成型的塑料原材料应达到所需要的干燥要求，必要时需作进一步干燥，并将原料过筛除去结块团粒和机械杂质。

    (2)检查设备中水、电、气各系统是否正常，保证水、气路畅通、不漏，电器系统正常，加热系统、温度控制、各种仪表工作可靠;辅机空车低速试运转，观察设备是否运转正常;启动真空泵，观察工作是否正常;在各种设备的滑润部位加油润滑。如发现故障及时排除。

    (3)装机头及定型套。根据产品的品种、尺寸，选好机头规格。按下列顺序将机头装好。

    ①机头应装配在一起，整体安装到挤出机上。

    ②装配机头前，应擦去保存时涂上的油脂，仔细检查型腔表面是否有碰伤、划痕、锈斑，进行必要的抛光，然后在流道表面涂上一层硅油。

    ③按顺序将机头各块板装配在一起，螺栓的螺纹处涂以耐高温油脂，然后拧上螺栓和法兰盘。

    ④将多孔板安放在机头法兰之间，以保证压紧多孔板而不溢料。

    ⑤在未拧紧机头与挤出机联接法兰的紧固螺栓前，应调整口模水平位置，可用水平仪调方形机头水平，圆形机头则以定型模型胶底面为基准用机头口模底面调平。

    ⑥上紧联接法兰螺栓，拧紧机头紧固螺栓，安装加热圈和热电偶，注意加热圈要与机头外表面贴紧。

    ⑦安装定型套并调整就位，检查主机、定型套与牵引机的中心线是否对准。调整后，紧固固定螺栓。连接定型套各水管和真空管。

    ⑧开启加热电源，对机头、机筒均匀加热升温，同时打开加料斗底部和齿轮箱的冷却水及排气真空泵的进水阀门。加热升温时各段温度先调到140℃，待温度升到140℃时保温30～40min，然后再将温度升到正常生产时的温度。待温度升到正常生产所需温度时，再保持10min左右，以使机器各部分温度趋于稳定，方能开车生产。保温时间长短根据不同型号挤出机和塑料原料品种而有所不同。保温一段时间，可以使机器内外温度一致，以免仪表指示温度已达到要求温度，而实际温度却偏低，此时如果将物料投入挤出机，由于实际温度过低，物料熔融黏度过大，会引起轴向力过载而损坏机器。

    ⑨将开车所用原料送入料斗，以备使用。

    5．开车

    (1)在恒温之后即可开车，开车前应将机头和挤出机法兰螺栓再拧紧一次，以消除螺栓与机头热膨胀的差异。紧机头螺栓的顺序是对角拧紧，用力要均匀;紧机头法兰螺母时，要求四周松紧一致，否则要跑料。

    (2)按“准备开车”钮，再按“开车”钮，然后缓慢旋转螺杆转速调节旋钮，使螺杆慢速启动，再逐渐加快，同时少量加料。加料时要密切注意主机电流表及各种指示表头的指示变化情况。螺杆扭矩不能超过红标(一般为扭矩表65%～75%)。塑料型材被挤出之前，任何人均不得站于口模正前方，以防止因螺栓拉断或因原料潮湿放炮等原因而产生伤害事故。塑料从机头口模挤出后，即需将挤出物慢慢冷却并引上牵引装置和定型模，并开动这些装置;然后根据控制仪表的指示值和对挤出制品的要求，将各部分作相应的调整，以使整个挤出操作达到正常状态。根据需要加足料，双螺杆挤出机采用计量加料器均匀等速地加料。

    (3)当口模出料均匀且塑化良好时可牵引入定型套。塑化程度的判断需凭经验，一般可根据挤出物料的外观来判断，即表面有光泽、无杂质、无发泡、焦料和变色，用手将挤出料挤细到一定程度不出现毛刺、裂口，有一定弹性，说明物料塑化良好。若塑化不良，则可适当调整螺杆转速、机筒和机头温度，直至达到要求。

    (4)在挤出生产过程中，应按工艺要求定期检查各种工艺参数是否正常，并填写工艺记录单。按质量检验标准检查型材产品的质量，发现问题及时采取解决措施。

    6．停车

    (1)停止加料，将挤出机内的塑料挤光，至露出螺杆时，关闭机筒和机头电源，停止加热。

    (2)关闭挤出机及辅机电源，使螺杆和辅机停止运转。

    (3)打开机头联接法兰，拆卸机头。清理多孔板及机头的各个部件。清理时为防止损坏机头内表面，机头内的残余料应用钢、钢片进行清理，然后用砂纸将黏附在机头内的塑料磨除，并打光，涂上机油或硅油防锈。

    (4)螺杆、机筒的清理:拆下机头后，重新启动主机，加停车料(或破碎料)，清洗螺杆、机筒，此时螺杆选用低速以减少磨损。待停车料碾成粉状完全挤出后，可用压缩空气从加料口、排气口反复吹出残留粒料和粉料，直至机筒内确实无残存料后，降螺杆转速至零，停挤出机，关闭总电源及冷水总阀门。

    (5)挤出时应注意的安全项目有电、热、机械的转动和笨重部件的装卸等。挤出机车间必须备有起吊设备，装拆机头、螺杆等笨重部件，以确保安全生产。

    7．挤出机的维护与保养

    螺杆挤出系统采用日常保养和定期保养两种方式进行维护保养。

    (1)日常保养是经常性的例行工作，不占设备运转工时，通常在开车期间完成。重点是清洁机器，润滑各运动件，紧固易松动的螺纹件，及时检查和调整电动机、控制仪表、各工作零部件及管路等。

    (2)定期保养一般在挤出机连续运转2500～5000h后停机进行，需要解体检查、测量、鉴定主要零部件的磨损情况，更换已达规定磨损限度的零件，修理损坏的零件。

    (3)不允许空车运转，以免螺杆和机筒轧毛。

    (4)挤出机运转时若发生不正常的声响，应立即停车，进行检查或修理。

    (5)严防金属或其他杂物落入料斗中，以免损坏螺杆和机筒。为防止铁质杂物进入机筒，可在加料口处装吸磁部件或磁力架;为防止杂物落入，必须把物料事先过筛。

    (6)注意生产环境清洁，勿使垃圾杂质混入物料而堵塞过滤板，影响制品产量、质量和增加机头阻力。

    (7)当挤出机需较长时间停止使用时，应在螺杆、机筒、机头等的工作表面上涂防锈润滑脂。小型螺杆应悬挂于空中或置于专用木箱内，并用木块垫平，以免螺杆变形或碰伤。

    (8)定期校正温度控制仪表，检查其调节的正确性和控制的灵敏性。

    (9)挤出机的减速箱保养与一般标准减速器相同，主要是检查齿轮、轴承等的磨损和失效情况。减速箱应使用机器说明书指定的润滑油，并按规定的油面高度加入油液，油液过少，润滑不足，降低零件使用寿命;油液过多，发热大，耗能多，油易变质，同样使润滑失效，造成损害零件的后果。减速箱漏油部位应及时更换密封垫(圈)，以确保润滑油量。

    (10)挤出机附属的冷却水管内壁易结水垢，外部易腐蚀生锈。保养时应做认真检查，水垢过多会堵塞管路，起不到冷却作用，锈蚀严重会漏水，因此保养中必须采取除垢和防腐措施。

    (11)对驱动螺杆转动的直流电动机，要重点检查电刷磨损及接触情况，对电动机的绝缘电阻值是否在规定值以上亦应经常测量。此外，要检查连接线及其他部件是否生锈，并采取保护措施。

    (12)指定专人负责设备维护保养，并将每次维护修理情况详细记录，列入工厂设备管理档案。