小型片材挤出机是一种广泛应用于塑料加工行业的关键设备,主要用于将热塑性塑料原料通过加热、熔融、均化、过滤和压延等工艺过程,连续生产出厚度均匀、表面光洁的塑料片材。该设备因其结构紧凑、操作简便、能耗较低,在实验室研发、小批量定制生产及教学培训等领域具有重要价值。
一、基本组成
在了解工作过程前,需先掌握设备的基本结构。主要由以下部分构成:
喂料系统:包括料斗、强制喂料器(可选),用于将粒状或粉状塑料原料稳定送入挤出螺杆。
挤出系统:核心部件为单螺杆(少数为双螺杆),配合加热筒体(机筒),完成物料的输送、压缩、熔融和均化。
加热与温控系统:由电加热圈、热电偶及温控仪表组成,实现对各段温度的精确控制。
过滤与换网装置:位于螺杆末端与模头之间,用于滤除杂质,提高熔体纯净度。
片材模头(T型模头或衣架式模头):将熔融塑料均匀分配并形成所需宽度和厚度的片状流。
三辊压光机:由上、中、下三根冷却辊组成,对刚挤出的热片进行定型、冷却、压光和牵引。
冷却系统:包括辊筒内部通水冷却、风冷装置等,确保片材快速固化。
牵引与收卷装置:通过牵引辊将片材平稳引出,并可配备切边、裁切或卷取机构。
电气控制系统:集成PLC或单片机控制,实现温度、转速、张力等参数的自动化管理。
二、小型片材挤出机的工作过程
工作流程可分为以下几个阶段:
1.原料准备与加料
首先,根据产品要求选择合适的塑料原料(通常为干燥后的颗粒)。若原料吸湿性强(如PET、PC等),需提前在烘料机中干燥处理,防止高温下水分汽化导致气泡或降解。将干燥后的原料加入料斗,依靠重力或强制喂料器送入机筒进料口。
2.输送与预热阶段(进料段)
物料进入螺杆的进料段(第一段),此区域温度较低(通常设定在材料软化点以下),螺杆螺槽较深,主要作用是将固体颗粒向前推送并初步压实。同时,外部加热圈开始对机筒加热,使物料表面微熔,形成“固体塞”,减少打滑现象。
3.压缩与熔融阶段(压缩段)
进入压缩段(第二段),螺槽深度逐渐变浅,物料受到强烈剪切和压缩。在此过程中,机械能转化为热能,加上外部加热,使塑料熔融成粘流态。此阶段需严格控制温度,避免局部过热导致材料分解。
4.均化与计量阶段(计量段)
熔体进入计量段(第三段),螺槽深度恒定且较浅,主要功能是对熔体进行均化、稳压和定量输送。此段温度通常略高于熔融温度,以保证流动性。熔体压力在此积累,为后续通过过滤网和模头提供动力。
5.过滤与分配
熔体经螺杆头部进入换网器,通过金属滤网(常用80–200目)去除未熔颗粒、杂质或凝胶。随后进入模头流道。现代小型设备多采用衣架式模头,其内部流道设计可有效消除熔体流动速度差异,确保片材横向厚度均匀。
6.成型与压光
熔体从模唇口挤出后,形成高温软态片材,立即被导入三辊压光机。上辊通常为主动辊,中辊和下辊可调角度与间隙。通过调节辊隙和辊温(一般上辊温度较高,下辊通冷水),实现片材的定厚、冷却、表面光洁度控制。辊筒表面常镀铬或喷涂陶瓷,以提高耐磨性和脱模性。
7.牵引与后处理
经压光后的片材由牵引辊以恒定速度引出,避免因速度不匹配导致拉伸变形或堆积。根据需要,可配置自动裁切、在线测厚、边缘修整或卷取装置。最终得到符合规格的塑料片材成品。
三、小型片材挤出机的维护事项
为确保设备高效、安全、长期运行,必须建立科学的维护制度。维护工作可分为日常维护、定期维护和故障预防三大类。
1.日常维护
清洁工作:每次停机后应及时清理料斗、模头唇口、辊面残留物,防止碳化物积累影响下次生产。使用铜铲或专用刮刀,严禁使用硬质金属工具损伤表面。
润滑检查:检查减速箱油位、轴承润滑情况,按说明书要求添加或更换润滑油(通常为齿轮油或高温锂基脂)。
温度校验:开机前确认各温区热电偶是否正常,避免温控失灵导致材料烧焦或塑化不良。
螺杆转速与电流监控:运行中注意主电机电流是否稳定,异常升高可能预示物料堵塞或螺杆磨损。
冷却水路检查:确保三辊及模头冷却水畅通,无泄漏或水垢堵塞。
2.定期维护(建议每月或每500小时进行一次)
螺杆与机筒检查:拆卸螺杆,检查表面是否有划痕、腐蚀或磨损。轻微磨损可抛光处理,严重时需更换。机筒内壁也应检查,必要时进行镗孔修复。
加热圈与热电偶更换:老化或功率下降的加热圈应及时更换;热电偶接触不良会导致温控偏差,需定期校准。
滤网与换网器清理:清洗换网器腔体,检查密封件是否老化失效。
电气系统检修:检查接线端子是否松动,PLC模块、变频器散热风扇是否正常,接地是否可靠。
辊筒平行度与轴承检查:使用水平仪检测三辊是否平行,调整不当会导致片材厚度不均。检查辊筒轴承是否有异响或过热。
3.长期停机维护
若设备计划停用超过一周,应执行以下操作:
清空机筒内残料,可用PP或HDPE等热稳定性好的材料“洗机”。
模头拆下后浸泡于专用清洗剂中,清除内部积碳。
对裸露金属部件涂抹防锈油,覆盖防尘罩。
排空冷却水系统,防止冬季冻裂管道。
4.安全注意事项
操作人员须经培训,熟悉紧急停机按钮位置。
高温区域(机筒、模头)设有防护罩,严禁徒手触碰。
电气柜保持干燥,非专业人员不得擅自打开。
更换滤网或清理模头时,务必在降温至安全温度(<80℃)后进行。