管材挤出成型.ppt
塑料挤出成型Plastics Extrusion Molding 管材挤出成型,2023/2/21,塑料挤出成型,2,项目4：认识管材生产线,2023/2/21,塑料挤出成型,3,提问：,我们的住所中使用了哪些塑料管材？所用的材料？塑料管材的优势？塑料管材的挤出生产线与其他挤出制品生产线的组成差异？,2023/2/21,塑料挤出成型,4,认 识,给水管,稳态管,2023/2/21,塑料挤出成型,5,认 识,2023/2/21,塑料挤出成型,6,认 识,2023/2/21,塑料挤出成型,7,项目4：认识管材生产线 主要训练过程,任务4-1:认识生产线，拆装模头任务4-2:设定材料工艺及试开机运行,今天的任务,任务4-1：认识生产线，拆装模头,2023/2/21,塑料挤出成型,9,1.任务告知：,拟实现的能力目标：生产线认识辨别能力控制面板的识别能力成型模具的拆装能力模具结构的识别能力,2023/2/21,塑料挤出成型,10,2.任务的引入,引导课文：1.目前中国塑料管材市场及加工的发展情况是怎么样的？2.挤出管材成型生产线的由哪些主要设备组成？3.管材成型模头的结构有哪些组成形式？4.请叙述直通式机头的构造和原理。5.塑料管材的挤出生产线与其他挤出制品生产线的组成差异？7.你小组如何顺利完成拆装管材模头?,2023/2/21,塑料挤出成型,11,3.任务的实施,教学工厂：观察、记录实际生产线管材挤出生产线认识模具模头、制定模具拆装步骤准备工具、实施模具拆装,2023/2/21,塑料挤出成型,12,4.任务深化,不同模具结构的优缺点模具装配过程中要注意哪些问题？,2023/2/21,塑料挤出成型,13,5.归纳总结,（1）管材挤出生产线的组成（2）生产线、控制面板的认识辨别能力（3）模具结构的识别能力（4）成型模具的拆装能力（5）方法能力（主要学习技巧方面）（6）社会能力（主要职业精神、团结协作方面）（7）安全生产意识、规范的操作习惯,2023/2/21,塑料挤出成型,14,6.拓展,模具对中的调节方法,2023/2/21,塑料挤出成型,15,7.作业布置,查阅资料：管材挤出设备与模具的发展状况撰写本项任务的总结报告,准备明天的任务,2023/2/21,塑料挤出成型,16,总结,管材挤出生产线,2023/2/21,塑料挤出成型,17,挤管定型装置,内径定型（少用）外径定型：内压定径：管内加压缩空气，管外加冷却定型套，使管材外表面贴附在定型套内表面而冷却定型的方法,2023/2/21,塑料挤出成型,18,真空定径：管外抽真空，使管材外表面吸附在定型套内壁冷却定外径尺寸的方法。,2023/2/21,塑料挤出成型,19,教学工厂的定径设备为哪一种？,2023/2/21,塑料挤出成型,20,挤管冷却装置,普通水槽：23米长，生产大口径管：浮力大、易变形喷淋水槽：36米长,2023/2/21,塑料挤出成型,21,牵引装置,硬管牵引装置一般有滚轮式和履带式，其作用是均匀将管材引出，并调节管壁厚度。牵引速度为无级调速 滚轮式牵引设备一般可牵引直径为l00mm以下的管材,2023/2/21,塑料挤出成型,22,2023/2/21,塑料挤出成型,23,为什么有不同数目履带的牵引机？,2023/2/21,塑料挤出成型,24,切割与存放,圆盘锯切割、自动行星锯切割,2023/2/21,塑料挤出成型,25,软管卷取,2023/2/21,塑料挤出成型,26,硬管切割、存放,2023/2/21,塑料挤出成型,27,挤出管材机头,2023/2/21,塑料挤出成型,28,挤管机头结构类型,结构类型：直通机头、直角机头、侧向机头三种 分为 分流压缩成型 三个区段,2023/2/21,塑料挤出成型,29,直通式机头,结构简单、制造容易、成本低，料流阻力小在生产外径定径大的管材时芯模加热困难、分流器支架造成的接缝线处管材强度低,2023/2/21,塑料挤出成型,30,直角式机头,芯棒一端为支承端，不存在分流器支架，熔料从机头一端进入到芯棒对面汇集，只可能产生一条接缝线，芯模加热容易，也能生产电线电缆类制品但结构复杂、芯棒设计难度较大、制造成本高、料流阻力大,2023/2/21,塑料挤出成型,31,侧向机头,来自挤出机的料流先流过一个弯形流道再进入机头一侧，料流包芯棒后沿机头轴举方向流出可使管材的挤出方向与挤出机呈任意角度，亦可与挤出机螺杆轴线相平行，适合大口径管的高速挤出但机头结构比较复杂，造价较高,2023/2/21,塑料挤出成型,32,挤管机头基本要求,通道光滑，呈流线型，无死角；机头定型部分截面必须保证给塑料足够压力，保证制品密实；成型RPVC 压缩比为510机头与机筒连接多采用急启式，对称、紧凑、密封、方便；内表面耐磨要求，尤其是进口部分和压缩部分，采用合金钢；机头还承担进一步塑化功能；温控及形状校正装置；,2023/2/21,塑料挤出成型,33,任务41完成！,今天的任务,任务4-2:设定材料工艺及试开机运行,2023/2/21,塑料挤出成型,35,1.任务告知：,拟实现的能力目标：生产线开启关闭及调节能力；应急处理能力；工艺参数设定能力；定型装置调试能力；牵引装置调试能力,2023/2/21,塑料挤出成型,36,2.任务的引入,引导课文：1.目前市场上管材主要生产原料有哪些?根据管材使用要求，如何选择塑料原料？2.管材成型中主要调节的工艺参数有哪些？3.管材生产开机、停机的操作步骤与注意事项有哪些?4.设置挤出工艺参数时需考虑哪些材料特性？5.挤出聚乙烯管与聚氯乙烯硬管的设备、工艺条件控制、管机头工艺参数有何不同？,2023/2/21,塑料挤出成型,37,3.任务的实施,教学工厂：讨论制定聚乙烯管材成型工艺生产线开机调试步骤学习生产线开启和关闭的方法及应急处理,2023/2/21,塑料挤出成型,38,4.任务深化,不同材料工艺参数设定方法怎样根据挤出机选择模具容量怎样根据模具容量选择合适的挤出机,2023/2/21,塑料挤出成型,39,5.归纳总结,（1）生产线开启关闭及调节能力（2）应急处理能力（3）工艺参数设定能力（4）成型模具的拆装能力（5）定型装置调试能力（6）牵引装置调试能力（7）方法能力与社会能力（8）安全生产意识、规范的操作习惯,2023/2/21,塑料挤出成型,40,6.拓展,不同材料工艺设定需要注意哪些事项,2023/2/21,塑料挤出成型,41,7.作业布置,查阅资料：塑料管材材料与成型工艺的发展状况撰写本项任务的总结报告,准备下一任务,2023/2/21,塑料挤出成型,42,总结单螺杆挤出聚乙烯管,原料的选择：根据产品的使用要求、加工设备的特性，原料的来源及价格挤管用聚乙烯熔体流动速率范围为 0.27g/10min 聚乙烯的成型加工性能：成型加工温度低，熔点明显:HDPE 125137 LDPE 105120，成型加工温度范围宽流动性好，黏度对剪切敏感易氧化结晶型塑料，冷却收缩大吸水率低,2023/2/21,塑料挤出成型,43,管材直径与单螺杆挤出机螺杆直径的关系,聚乙烯流动性好，管材的横截面积与所选挤出机螺杆截面积之比可以大些，可用0.4,2023/2/21,塑料挤出成型,44,开机前的准备,机头和定型套的安装 机头安装：分流器支架和模体上气孔的位置和连通情况；口模、芯模要同心；密封端面要压紧，防止漏料；在挤出机的出料端与机头之间放置分流板；机头法兰与挤出机法兰间的联接要均匀压紧，若为螺栓联接，应在机器预热后，再度拧紧。加热圈安装机头外的加热圈安装时应包紧机头，不得与机头外壁间留有空隙，然后安装好热电偶，接通电源。,2023/2/21,塑料挤出成型,45,定型型套安装：装置安装在固定位置处后，连通冷却水进出水管和真空管路(若采用真空定型工艺)。温度的设定：设置挤出机各段和机头加温预热；升温至设定温度后，保持一定时间，使机器和机头内外温度一致。管生产线的检查：检查和调整挤管生产线各个机台，应保证各装置中心位置对中，启动运转正常水、气管路通畅,2023/2/21,塑料挤出成型,46,开机,螺杆的转速：料斗中保持一定的料位；开车时螺杆先慢速运转，引管达到顺利状态后，再提高螺杆转速料被挤出时的操作：当物料从机头挤出时，应首先观察物料的塑化状态和管坯壁厚的均匀度，根据塑化情况调整加热温度按照挤出管坯的弯曲情况调整调节螺栓，达到管壁均匀,2023/2/21,塑料挤出成型,47,调整,将管材引入牵引装置后：检查和调整压缩空气压力；检查和调整水流量或真空度；调整螺杆转速；牵引速度，达到正常生产状态。,2023/2/21,塑料挤出成型,48,停机：,停机操作：停止加料或卸出料斗中存料；将机筒中物料尽量挤净；停止加热；先降低螺杆转速，渐降至零后，停机。关闭水、电 关闭冷却水进水阀、压缩空气机或真空泵、牵引机等。拆机头：拆机头，并清理干净；应注意所用工具应不至划伤机头表面；若暂不使用，机头应涂抹油脂加以保护。,2023/2/21,塑料挤出成型,49,任务42完成！,今天的任务,任务51：制定成型工艺,2023/2/21,塑料挤出成型,51,成型工艺,已有合适的设备、模具、材料将固态聚乙烯粒料制备为管材，需有合适的工艺条件：挤出机使物料均匀塑化工艺参数？机头塑化物料成型工艺参数？定径、冷却、牵引管材定型工艺参数？,2023/2/21,塑料挤出成型,52,1.任务告知：,拟实现的能力目标：挤出机认识选型能力；挤出机计量段螺杆设计能力；挤出机工艺参数摸索能力；挤出产量的估算能力；工艺参数设定能力；,2023/2/21,塑料挤出成型,53,2.任务的引入,引导课文：1.塑料的熔融过程是怎样的？2.在常规螺杆的均化段，熔体的流动形式有哪些？影响熔体输送率的因素有哪些？3.分离螺杆元件工作在螺杆的哪个位置？性能有什么特点？4.分散性混合元件工作在螺杆的哪个位置？有哪些典型种类？性能有什么特点？5.分布性混合元件工作在螺杆的哪个位置？有哪些典型种类？性能有什么特点？6.影响挤出PE管材质量与产量的因素有哪些？7.管材挤出成型生产线如何进行挤出机选型？8.制定成型工艺要考虑哪些因素？你小组制定的工艺条件合理吗？,2023/2/21,塑料挤出成型,54,3.任务的实施,教学工厂：制定成型工艺 观察螺杆操作参数对成型过程的影响；制定成型工艺卡,2023/2/21,塑料挤出成型,55,4.任务深化,不同材料工艺参数设定方法怎样根据挤出机选择模具容量怎样根据模具容量选择合适的挤出机,2023/2/21,塑料挤出成型,56,5.归纳总结,（1）挤出机认识选型能力；（2）挤出机计量段螺杆设计能力；（3）挤出机工艺参数摸索能力；（4）挤出产量的估算能力；（5）工艺参数设定能力；（6）方法能力与社会能力（7）安全生产意识、规范的操作习惯,2023/2/21,塑料挤出成型,57,6.拓展,工艺参数设定与挤出速度的关系,2023/2/21,塑料挤出成型,58,7.作业布置,撰写本项任务的总结报告,2023/2/21,塑料挤出成型,59,总结：,物料在挤出机中的塑化与流动：挤出过程中塑料受热、压压力产生：塑料向前螺旋运动，螺槽体积减小，多孔板、滤网、机头的阻力，使塑料密实、排气热：外加热、内摩擦热，物料由固体熔体,2023/2/21,塑料挤出成型,60,物料由加入到挤出，经几个职能区：固体输送区：常对应加料段，固体，压缩并向前输送熔融区：常对应压缩段，固体与熔体两相共存熔体输送区：常对应均化段，螺槽全为熔体充满相应的挤出理论：(一)固体输送理论，(二)熔融理论(三)熔体输送理论,2023/2/21,塑料挤出成型,61,(三)熔体输送理论：可用均化段产率 代替挤出机产率,螺杆的旋转推动物料沿Z轴方向前进机头阻力使物料形成反压流动,2023/2/21,塑料挤出成型,62,1、均化段的物料流动可将均化段物料的流动分解为：(1)正流：在与螺纹平行的分力作用下，向机头方向前进的料流正流量：产量，但过大则塑化不良(2)逆流：在机头、过滤网、多孔板反压力作用下，产生的与正流方向相反的流动逆流量：产量，但塑化好,2023/2/21,塑料挤出成型,63,(3)横流(环流)：塑料在螺槽内不断改变方向，作环形运动横流对产量无影响，利于物料的混合、热交换与塑化(4)漏流：产生原因与逆流同，产生于螺棱与料筒之间漏流量：产量，但塑化好新、旧机漏流情况不同,2023/2/21,塑料挤出成型,64,实际流动为上述方式的组合：熔体输送速率Q3=正流逆流漏流,2023/2/21,塑料挤出成型,65,即：Q=ANBp/螺杆特性曲线2、螺杆特性曲线、口模特性曲线与挤出机工作点：熔体(假设为牛顿型)通过机头和口模时的流动方程可简写为：Q=kp/口模特性曲线螺杆特性线与口模特性线绘制在同一坐标中而成的图称为挤出机工作图。图中两组直线的交点称为挤出机的工作点,2023/2/21,塑料挤出成型,66,2023/2/21,塑料挤出成型,67,各种螺杆：,2023/2/21,塑料挤出成型,68,挤出管材工艺条件及控制（1）聚 乙 烯 管 加 工 温 度 控制,2023/2/21,塑料挤出成型,69,（2）冷却控制,冷却的部位有料斗、定径套、冷却水箱等处：料斗：料斗处夹套内通冷却水防止聚乙烯颗粒因受热过早粘连，从而影响物料向前输送定径套：定径套内通水冷却以保证管材尽快固定形状，由于管材刚离开口模温度较高，为使其缓慢冷却，一般水温控制在 3050较好冷却水箱：使管材进一步冷却，水箱中进出水方向与管材挤出方向相反使管材逐渐冷却，以减少内应力,2023/2/21,塑料挤出成型,70,（3）定径,一般大口径管多采用内压法定径，管内压缩空气压力为0.020.04 MPa，在满足圆度要求前提下，尽量控制压力偏小一些。小口径管材采用真空定径法，真空定径套与机头相距约2050 mm的间隙，定径套内分三段：第一段冷却，第二段抽真空真空度为36104Pa，第三段继续冷却。,2023/2/21,塑料挤出成型,71,（4）牵引速度,牵引速度应与管材的挤出速度密切配合正常生产，牵引速度应比挤出线速度稍快牵引速度愈慢，管壁愈厚牵引速度愈快，管壁愈薄，还会使管材纵向收缩率增加，内应力增大，从而影响管材尺寸、合格率及使用效果,2023/2/21,塑料挤出成型,72,任务51完成！,今天的任务,任务52：匹配挤出机及模具，启动生产线生产管材,2023/2/21,塑料挤出成型,74,1.任务告知：,拟实现的能力目标：生产线认识辨别能力；生产线配置选型能力；生产线开车、维护、调节能力；生产线故障排除能力；方法能力；社会能力；,2023/2/21,塑料挤出成型,75,2.任务的引入,引导课文：1.管材挤出成型生产线开机前有哪些准备工作？2.管材挤出成型生产线的开机操作步骤是什么？3.管材挤出成型生产线的开机过程中，在设备运转中要注意哪些问题？4.管材挤出成型产品最容易出现的质量问题有哪些？如何解决？5.模具与挤出机的匹配关系如何？6.如何在保证聚乙烯管材质量的前提下，获得最大产量？,2023/2/21,塑料挤出成型,76,3.任务的实施,教学工厂：开机操作生产出合格管材停机操作,2023/2/21,塑料挤出成型,77,4.任务深化,怎样获得最大挤出产量工艺上从哪些方面着手容易产生哪些故障，怎样判断与排除,2023/2/21,塑料挤出成型,78,5.归纳总结,（1）生产线认识辨别能力；（2）生产线配置选型能力；（3）生产线开车、维护、调节能力；（4）生产线故障排除能力；（5）方法能力；（6）社会能力；（7）安全生产意识、规范的操作习惯,2023/2/21,塑料挤出成型,79,6.拓展,生产线故障排除从哪些方面考虑,2023/2/21,塑料挤出成型,80,7.作业布置,撰写本项任务的总结报告,准备下一个任务,2023/2/21,塑料挤出成型,81,原材料准备,你所用的原材料是哪一种聚乙烯？记录材料牌号测定熔体流动速率,2023/2/21,塑料挤出成型,82,开机前的准备,按要求安装机头和定型套温度的设定：管生产线的检查：记录检查情况。,2023/2/21,塑料挤出成型,83,开机,螺杆的转速：螺杆先慢速运转，引管达到顺利状态后，再提高螺杆转速料被挤出时的操作：根据塑化情况调整加热温度按照挤出管坯的弯曲情况调整调节螺栓 注意操作规范，你们所设的工艺条件适当吗？,2023/2/21,塑料挤出成型,84,调整,将管材引入牵引装置后：检查和调整压缩空气压力；检查和调整水流量或真空度；调整螺杆转速；牵引速度，达到正常生产状态。制品质量控制 观察管材外观，测量管材外径和壁厚，重新调整各工艺参数，达到质量要求。,2023/2/21,塑料挤出成型,85,停机：,停机操作拆机头 停机操作和拆机头的注意事项有哪些？,2023/2/21,塑料挤出成型,86,聚乙烯管生产中的不正常现象、原因分析及解决办法,2023/2/21,塑料挤出成型,87,2023/2/21,塑料挤出成型,88,任务52完成！,今天的任务,任务6-1:认识生产线,2023/2/21,塑料挤出成型,90,认 识,双螺杆挤出RPVC管材生产线,2023/2/21,塑料挤出成型,91,认 识,双螺杆挤出机,2023/2/21,塑料挤出成型,92,认 识,双螺杆挤出机操作面板,2023/2/21,塑料挤出成型,93,1.任务告知：,拟实现的能力目标：双螺杆生产线的认识能力；RPVC管材生产线的开车步骤；工艺参数的设定及调节能力；社会能力,2023/2/21,塑料挤出成型,94,2.任务的引入,引导课文：1.双螺杆挤出管材对粉料的要求是怎样的？2.RPVC管材的特点是什么？3.RPVC管材应用在哪些领域？4.RPVC管材机头的主要结构是怎样的？5.对比单螺杆挤出机，双螺杆挤出管材有什么特点？为什么？,2023/2/21,塑料挤出成型,95,3.任务的实施,教学工厂：认识生产线 与单螺杆挤出机对比,2023/2/21,塑料挤出成型,96,4.任务深化,管材成型双螺杆选型的要点,2023/2/21,塑料挤出成型,97,5.归纳总结,（1）双螺杆生产线的认识能力；（2）RPVC管材生产线的开车步骤；（3）工艺参数的设定及调节能力；（4）社会能力；,2023/2/21,塑料挤出成型,98,6.拓展,要提高挤出产量应从哪些方面考虑,2023/2/21,塑料挤出成型,99,7.作业布置,撰写本项任务的总结报告准备下一任务,2023/2/21,塑料挤出成型,100,总结 双螺杆挤出机,2023/2/21,塑料挤出成型,101,双螺杆机的结构:,高明顾地生产RPVC管材的双螺杆挤出机为哪一种？,2023/2/21,塑料挤出成型,102,2023/2/21,塑料挤出成型,103,双螺杆挤出机的特点:,加料容易，加工物料的形态多样物料在双螺杆机中停留时间短，适合易分解的料优异的混合、塑化效果优异的排气性能比功率消耗低容积效率非常高，挤出量对口模压力变化不敏感啮合型自清洗效果好,2023/2/21,塑料挤出成型,104,双螺杆挤出机特别适于加工聚氯乙烯粉料，可由粉状聚氯乙烯直接挤出管材挤出RPVC管材原料：树脂 选用聚合度较低的SG5或 XS4树脂稳定剂 硬管一般采用铅系稳定剂，常用三盐基性硫酸铅与润滑性好的铅、钡皂类并用润滑剂 内润滑一般用金属皂类，外润滑用低熔点蜡 填充剂 主要用碳酸钙和硫酸钡(重晶石粉)，可降低成本。碳酸钙使管材表面性能好，硫酸钡可改善成型性 填充剂用量过多会影响管材性能，压力管和耐腐蚀管最好不加或少加填充剂,2023/2/21,塑料挤出成型,105,工艺流程,配料（按配方称量）混合初混物（粉料）双螺杆挤出机挤出定径冷却牵引切割RPVC管,2023/2/21,塑料挤出成型,106,双螺杆挤出生产线的操作,对比单、双螺杆挤出生产线的操作规程双螺杆挤出生产线需设定哪些工艺参数？,2023/2/21,塑料挤出成型,107,任务61完成！,今天的任务,任务6-2:设定加工工艺,2023/2/21,塑料挤出成型,109,认 识,双螺杆挤出生产RPVC管采用粉料挤出：配料（按配方称量）高速混合机混合初混物（粉料）粉料成型的主要优点：原料在配制中受热历程短，生产周期短主要缺点：物料的均匀度较差,2023/2/21,塑料挤出成型,110,1.任务告知：,拟实现的能力目标：双螺杆加工工艺设定能力；方法能力；社会能力,2023/2/21,塑料挤出成型,111,2.任务的引入,引导课文：1.怎样确定双螺杆管材挤出的加工工艺？依据是什么？2.双螺杆管材挤出成型生产线的开机操作步骤是什么？3.RPVC管材挤出过程中，常见故障及对策分析？4.挤出聚氯乙烯硬管与软管的配方、工艺条件控制、管机头工艺参数有何不同？5.若RPVC管材抗冲击性能差，请分析原因。,2023/2/21,塑料挤出成型,112,3.任务的实施,教学工厂：制定成型工艺,2023/2/21,塑料挤出成型,113,4.任务深化,工艺参数设定与单螺杆挤出机相比的异同,2023/2/21,塑料挤出成型,114,5.归纳总结,（1）双螺杆加工工艺设定能力；（2）方法能力；（3）社会能力；,2023/2/21,塑料挤出成型,115,6.拓展,要提高挤出产量应从哪些方面考虑定型长度与挤出产量的关系,2023/2/21,塑料挤出成型,116,7.作业布置,查阅资料：RPVC管生产技术与设备的发展状况撰写本项任务的总结报告,2023/2/21,塑料挤出成型,117,总结：,管材最大直径与双螺杆挤出机型号的关系,2023/2/21,塑料挤出成型,118,粉料生产RPVC管生产工艺控制,（1）温度控制,与挤出聚乙烯管的温度控制有什么不同？为什么？,2023/2/21,塑料挤出成型,119,（2）螺杆冷却：螺杆温度：一般控制在80100之间（3）螺杆转速：双螺杆挤出机1530rmin（4）定径的压力和真空度 管坯离开口模时必须立即定径和冷却。内压外定径法 管内通压缩空气使管材外表面紧贴定径套内壁定型并保持一定圆度。压力：一般压缩空气压力范围在0.020.05Mpa,2023/2/21,塑料挤出成型,120,真空法定径 真空度约为00350070MPa。（5）牵引速度 牵引速度应与管材的挤出速度密切配合。正常生产，牵引速度应比挤出线速度稍快1%10%。,2023/2/21,塑料挤出成型,121,RPVC管生产不正常现象,硬聚氯乙烯管材的挤出成型过程中，可能会因原辅料选择与配方设计不当、主辅机的故障，生产工艺控制不当、机头结构设计不合理等因素使产品出现许多不正常现象。,2023/2/21,塑料挤出成型,122,RPVC材常见不正常现象原因分析及对策,2023/2/21,塑料挤出成型,123,2023/2/21,塑料挤出成型,124,2023/2/21,塑料挤出成型,125,任务62完成！,
