雙螺桿擠出機由于三大合成材料之一的塑料問世以來得到迅猛發(fā)展。以塑代鋼、以塑代有色金屬、以塑代水泥等,被廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、建材、包裝、機械、電子、汽車、家電、石化和國防,擠出機以及人們的日常生活等各個領(lǐng)域,塑料已是人類活動的zui主要的原料之一。由于擠出成型是塑料加工的zui主要的形式,因此發(fā)展塑料擠出成型技術(shù)與設(shè)備具有重要意義。
雙螺桿擠出機是塑膠加工機械中的一種重要設(shè)備,它已不僅僅適用于高分子材料的擠出成型和混煉加工,它的用途已拓寬到食品、飼料、電極、炸藥、建材、包裝、紙漿、陶瓷等領(lǐng)域。擠出機高速、高產(chǎn),可使投資者以較低的投入獲得較大的產(chǎn)出和高額的回報。但是,擠出機螺桿轉(zhuǎn)速高速化也帶來了一系列需要克服的難點:如物料在螺桿內(nèi)停留時間減少會導致物料混煉塑化不均,物料經(jīng)受過度剪切可能造成物料急驟升溫和熱分解,擠出穩(wěn)定性控制困難會造成擠出物幾何尺寸波動,相關(guān)的輔助裝置和控制系統(tǒng)的精度必須提高,螺桿與機筒的磨損加劇需要采用高耐磨及超高耐磨材質(zhì),減速器與軸承在高速運轉(zhuǎn)的情況下如何提高其壽命等問題都需要解決。
1、螺桿公稱直徑。螺桿公稱直徑是指螺桿外徑,單位為mm。對于變直徑(或錐形)螺桿而言,螺桿直徑是一個變值,一般用zui小直徑和zui大直徑表示如: 65/130。雙螺桿的直徑越大,表征機器的加工能力越大。
2、螺桿的長徑比。螺桿的長徑比是指螺桿的有效長度與外徑之比。一般整體式雙螺桿擠出機的長徑比是在7-18之間。對于組合式雙螺桿擠出機,長徑比是可變的。從發(fā)展看,長徑比有逐步加大的趨勢。
3、螺桿的轉(zhuǎn)向。螺桿的轉(zhuǎn)向有同向和異向之分。一般同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機多用于混料,異向旋轉(zhuǎn)的擠出機多用于擠出制品。
4、螺桿的轉(zhuǎn)速范圍。螺桿的轉(zhuǎn)速范圍是指螺桿的zui低轉(zhuǎn)速到zui高轉(zhuǎn)速(允許值)間的范圍。同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機可以高速旋轉(zhuǎn),異向旋轉(zhuǎn)的擠出機一般轉(zhuǎn)速僅在0-40r/min。 5、驅(qū)動功率。驅(qū)動功率是指驅(qū)動螺桿的電動機功率,單位為kw。 6、產(chǎn)量。產(chǎn)量指每小時物料的擠出量,單位為kg/h。
雙螺桿擠出機的工藝原理
雙螺桿擠出機的控制啟動步序 1.接通電源按工藝把溫控儀表調(diào)到一定的溫度進行加熱,等到溫度到了以后,要保溫3小時對料筒里的物料進行軟化,然后把溫控儀表調(diào)到工藝要求的溫度進行控制。
開啟主機在開啟主機時要注意電機的電流大小,如果電流過大,這時不能將速度調(diào)上去,要檢查料筒里的物料是否被軟化,或擠出機有*,一定要等到正常后,將速度調(diào)到制品所需要用的轉(zhuǎn)速進行生產(chǎn)。 3.開啟輔機喂料機、牽引機、切割機。
擠出機的系統(tǒng),其工作過程為:把觸摸屏中的設(shè)定值通過通信線路傳輸?shù)絇LC,同時機筒和模頭上的當前溫度通過熱電偶傳送到溫控模塊進行處理,再由溫控模塊傳送到PLC中。當溫度值與設(shè)定植在PLC中進行數(shù)值比較后,如果當前值低于設(shè)定值,PLC就發(fā)出指令使PLC內(nèi)部相應(yīng)的熱電器得電工作,并使接觸器得電工作。由于接觸器的閉合通電,使得加熱器通電加熱。在加熱過程中,熱電偶不斷地把當前溫度傳送到溫控模塊,溫控模塊也不斷地把數(shù)值傳送到PLC中進行數(shù)值比較。經(jīng)過一段時間的加熱后,如果當前溫度值高于設(shè)定值,PLC就發(fā)出指令,使得PLC內(nèi)部的繼電器、接觸器失電不工作。由于接觸器的斷開,使得加熱器斷電不加熱。對有冷卻風機的,PLC同時發(fā)出指令使PLC內(nèi)部相應(yīng)的繼電器得電工作,使風機通電工作。通過風機冷卻,把機筒的當前溫度降低。當機筒溫度達到設(shè)定值以后,PLC發(fā)出指令,使內(nèi)部繼電器失電不工作,并使中間繼電器線圈失電不工作。由于中間繼電器斷開,使冷卻風機斷電停止工作。 PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。
利用該方法進行PID控制器參數(shù)的整定步驟如下:
(1)首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作;(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié),直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩,記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期;(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數(shù)。
雙螺桿擠出機電氣控制系統(tǒng)由觸摸屏作為上位機與M2雙回路自整定PID溫控模塊及PLC進行通訊。其神奇之處在于所有運用到的參數(shù)都可以通過觸摸屏來設(shè)置和顯示。觸摸屏給我們提供了一個友好的人機界面。可編程控制器PLC和變頻器正在被廣泛的應(yīng)用于雙螺桿擠出機的自動控制上。上述這一些都是雙螺桿擠出機電氣控制系統(tǒng)的一個明顯的發(fā)展趨勢。