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1、挤出设备简介流道及口型设计,主讲：刘贵鹏 全钢技术处,一.挤出设备：1.挤出设备的分类、组成、技术特征及 应用范围。2.挤出机的发展趋势。3.销钉型冷喂料挤出机。4.挤出工艺原理。二.挤出机流道及口型设计：1.机头流道的设计。2.预口型及口型板的设计.,题纲：,一挤出设备：,1.1橡胶挤出机的分类方式：a.按工艺用途分：压出挤出机 朔炼挤出机 混炼挤出机 b.按部件复合方式分：单复合挤出机 双复合挤出机,C.按喂料方式分：冷喂料 热喂料,1.2挤出机的组成：螺杆 机身 机头 包括口型、芯型（指流道）机架和传动装置 仪表显示系统、温度控制系统等,1.3挤出机的主要技术特征：,螺杆直径 长径比 压
2、缩比 转速范围 螺纹结构 生产能力 电机功率等,概念解释,a.长径比:螺杆外径和螺杆螺纹长度之比。一般热喂料螺杆长径比 38 冷喂料螺杆长径比 817(20)长径比是挤出机的重要技术参数之一,它直接反映挤出机的生产能力,影响到挤出效果。,b.压缩比:,压缩比是指螺杆加料端一个螺槽容积和出料端一个螺槽容积的比。压缩比反映的是胶料在压出机内能够受到的压缩程度。热喂料压出机的压缩比一般在1.31.4间.冷喂料压出机的压缩比一般在1.61.8间,c.压出机的生产能力:,生产能力的计算方法 c1.理论公式法 c2.实际测定法 理论公式法可参考或在挤出部分有详细的介绍.,C1.实际测定法:,实际测定法是在
3、挤出线速度一定的条件下,设定不同的螺杆转速,测量单位时间内挤出胶料的重量。在这里挤出量和螺杆转速是成正比的。Q=KR Q-是挤出量 K-是一个系数 R-是螺杆转速 系数K和挤出机的温度设定,挤出机的螺纹形式等因素有关.系数K可以通过数学的方法模拟出.在测定出胶量的同时还要测定相应螺杆转速下的出胶温度。,我们着重按喂料方式对挤出机进行介绍:,1.4两种挤出行式的特点:A.冷喂料挤出形式的特点:a.冷喂料压出对压力的敏感性小,尽管机头压力增加或口型阻力增大,但压出速率降低不大。b.由于不需要热炼工序,减少了质量影响因素,从而使压出半成品质量均匀稳定。c.胶料的热历程短,所以压出温度较高也不易发生早
4、期硫化。,d.长径比大,可根据生产需要对挤出机各段 温度进行设定,排胶温度容易控制。,E应用范围广,灵活性大。f.冷喂料挤出的投资和生产费用较低。冷喂料挤出机本身的价格比热喂料高50%但它不再需要开炼机和其它附助设备,占地空间小,可节省人力及动力及动力费用.所以在压出量相同的情况下,利用冷喂料挤出机,总价格要便易得多。冷喂料挤出机的螺杆螺纹形式较复杂,对螺杆材质要求高,螺杆磨损后修补困难。,B.热喂料挤出机.,这种方式的特点是胶料流动性好,可顺畅的通过口型,机腔内的压力比较低,但由于胶料经过混炼,压出半成品的质密程度较高的半成品部件.一般适用于出胶量较大的部件生产中,例如载重胎的胎面多采用热喂
5、料。不足之处是,胶料经过反复的热炼,门尼损失大,胶料热历程长,温升高,对胶料的性能要求高.由于是完全的人工操作,胶料混炼不均一,半成品质量波动大,排胶温度不容易控制。,C.销钉型冷喂料挤出机:,销钉型挤出机装有穿过机筒并指向螺杆直线的销钉,这类挤出机由于胶料的流动与传递均伴随一个低的剪切梯度,所以胶料的渗混程度与均匀现象特别好,温升也不高,此外它还有优越的自洁性。轮胎的生产中应用的主要是冷喂料销钉挤出机。,1.5应用范围,两种喂料方式的挤出机在轮胎的生产中都有广泛的应用.尤其销钉型冷喂料挤出机在半钢和全钢的生产中得到广泛的应用。2.压出机的发展趋势:热喂料 冷喂料过度 单螺杆多螺杆过度,二.机
6、头流道及口型设计:,1.机头流道的设计:1.1现有机头流道的形式特点:单级式流道板报 POMINI 日本中田 双级式流道板 TROESTER 各自 特点:双级式流道板更新、更换方便，胶料在机头内分布分散均匀，排胶断面对称性好。,胶料在机筒的出口，流经流道板的第一级进行初步分散，胶料流经流道板的第二级进一步分散，这时胶料各部位的致密程度更加均一。其断面形状如下图所示：,单级流道的特点：,单级式流道板也是可更新、更换的，相对而言胶料分布的均一性要差一些。因为它没有第一级的预分散流道，完全是靠在机筒内部机头的压力对胶料进行分散。为弥补分散不均一的不足也采取了一些措施，如机头有意加长，这样胶料在机头内
7、部停留时间加长，胶料有充足的时间进行分散。,加长机头的缺点：,采用这种方式对胶料的分散有利，但也带来了一定的弊端，机头胶容易焦烧。在安徽的三复合压出机就有这样的问题。再有就是机头的加工费用高，机头比较长而且大。,1.2机头流道设计要点：,两点：流道的对称性 出胶的均一性 a.流道的对称性：（这里我们主要对双级式流道板的设计进行讲解）,一般情况下我们不对机头流道的第一级进行设计。由于螺杆的旋转，胶料不断的向,一侧滚动，使机头两侧胶料出现偏压，第一级流道板的设计也是考虑到这一点，流道板胶料的入口处不是严格按照中心对称的，而出胶口是严格按照中心对称的。流道板的第二级是严格按照螺杆的中心对称的，无论是
8、在内腔加凸台还是加分胶凸台都应遵照这一点。,双级式流道板图例：,在两级流道板内腔各加一个分胶凸台有助于胶料向两侧分散，挤出胶料的断面形状,如下图：各部位的致密程度是相当均一的，膨胀率基本相当。,如果流道内腔加分流凸台，挤出的断面形状如图：,两部分的几何形状、致密程度也应是相同的。,要保证排胶的均一性，单独靠流道板的对称性是不够的，必须在流道板的内腔加入一分胶的凸台，尤其是在流道板的入口较小，出胶口较大的设计方案中。看下图：,那么为何在流道的内腔加入这样一个凸台行的分胶装置？,流道板的入口较小，出口较大，流道中心线附近的堆积胶量大，向流道两侧的距离又长，单独靠机头的挤压作用是很难将胶料均匀分散的
9、。如果不加凸台挤出的断面形状是：,螺杆中心两侧的致密程度要大得多，但我们需要的是排胶均一的断面形状。,如果是上面的断面形状口形板的设计就很困难了，半成品的尺寸很难保证。凸台的选取及突起角度a的确定：凸台的几种形式：,具体形式的选取可根据生产需要或产品的设计需要进行选取。,凸台角度a的选取：角度a一般在1825度间，一般不宜超过30度。角度a太大容易导致出胶困难，机头压力、阻力过大；角度过小，胶料在机头内部的行程短，不易分散均匀，胶料的膨胀率大。,流道的不对称设计：,流道的不对称设计是指胶料向一侧分流，这重设计主要应用在全钢胎侧的流道设计中。流道板不是延螺杆中心对称的。如下图：,第一级流道的出胶
10、口是延中心完全对称的，流道的下一级向中心一侧偏转，如果不采取措施出胶的断面形状如图示：,排胶的断面形状向一侧偏压，各部位的膨胀率也不相同，这与我们排胶的均一性原则相违背的。,用这种方式压出的胎侧复合面的断面形状很难保证。,解决办法：,在流道内腔加入一向一侧分胶的凸台，凸台的长度和突起的角度都很有讲究，这需要设计经验的积累。以上是我对压出机头流道板设计的一点体会。,2.预口型和口型板的设计：,预口形是对半成品形状的初步预合，这里我们着重介绍一下口形板的设计。2.1口型板设计的一般规律：a.根据胶料在口型中的流动状态和压出变形分析，确定口型断面形状和压出半成品断面形状间的差异，确定半成品的膨胀程度
11、。,2.2具体设计时应注意的问题：,a1.应根据胶种和配方大致确定收缩率。a2.胶料的可朔度大，膨胀率小。a3.机头温度高膨胀小，反之膨胀大。a4.挤出速度快膨胀大。a5.半成品规格大膨胀小。,压出口型的设计应讲究一些技巧,总体上只要流道设计合理的情况下，口型设计应是容易的。,b.口型孔径的大小、宽度与螺杆的直径 相适应。,口型过大容易使压力不足排胶不均匀，压出半成品形状不一；口型过小阻力大、机头压力大容易引起焦烧。对于扁平形状的口型，一般口型宽度相当于螺杆直径的2.53.5倍。C.口型要有一定的锥角，内端口径应大于出胶口径，锥角大压出压力大，压出速度快，半成品光滑致密，但收缩率大。,d.口形内部应光滑无死角。,e.加开流胶口的必要性：什么情况下可以开流胶口：e1.机筒容量大而口型口径过小时，为防止焦烧、损坏设备。e2.压出半成品断面不对称时，在小的一侧可加开流胶口。e3.胎面口型一般在口型的两侧加开流胶口。,
