塑料電線電纜的首要絕緣資料和護層資料是塑料。熱塑性塑料性能優越,具有良好的加工工藝性能,尤其是用于電線電纜擠制絕緣層和護層生產時工藝簡潔。電線電纜塑料絕緣層和護層生產的根本辦法是選用單螺桿擠出機接連揉捏進行的。因為擠出機具有接連擠出的特點,所以塑料絕緣和護套的生產進程也是接連進行的。就電線電纜生產而言,產品規格的差異,擠制部件的不同,往往決議了擠制設備及工藝參數的某些改變。但總的來講,各種產品,各個部件的擠塑包覆工藝是迥然不同的,下面以一般為主,個別為輔對擠塑原理、工藝與模具類型進行介紹。
塑料的擠制
一、塑料擠出的根本原理
擠出機的作業原理是:使用特定形狀的螺桿,在加熱的機筒中旋轉,將由料斗中送來的塑料向前揉捏,使塑料均勻的塑化(即熔融),通過機頭和不同形狀的模具,使塑料揉捏成接連性的所需求的各種形狀的塑料層,擠包在線芯和電纜上。
1.塑料擠出進程
電線電纜的塑料絕緣和護套使是選用接連揉捏辦法進行的,擠出設備一般是單螺桿擠出機。塑料在擠出前,要事先查看塑料是否濕潤或有無其它雜物,然后把螺桿預熱后加入料斗內。在擠出進程中,裝入料斗中的塑料借助重力或加料螺旋進入機筒中,在旋轉螺桿的推力效果下,不斷向前推動,從預熱段開端逐漸的向均化段運動;一起,塑料受到螺桿的拌和和揉捏效果,而且在機筒的外熱及塑料與設備之間的剪切沖突的效果下改變為粘流態,在螺槽中構成接連均勻的料流。在工藝規則的溫度效果下,塑料從固體狀況改變為熔融狀況的可塑物體,再經由螺桿的推動或拌和,將塑化好的塑料推入機頭;到達機頭的料流,經模芯和模套間的環形空隙,從模套口擠出,擠包于導體或線芯周圍,構成接連密實的絕緣層或護套層,然后經冷卻和固化,制成電線電纜產品。
2.擠出進程的三個階段
塑料擠出首要的依據是塑料所具有的可塑態。塑料在擠出機中完結可塑進程成型是一個雜亂的物理進程,即包含了混合、破碎、熔融、塑化、排氣、壓實并成型定型。大家值的注意的是這一進程是接連完結的。但是習慣上,人們往往按塑料的不同反應將擠塑進程這一接連進程,人為的分紅不同階段,即為:塑化階段(塑料的混合、熔融和均化);成型階段(塑料的揉捏成型);定型階段(塑料層的冷卻和固化)。
第一階段是塑化階段。也稱為緊縮階段。它是在擠塑機機筒內完結的,通過螺桿的旋轉效果,使塑料由顆粒狀固體變為可塑性的粘流體。塑料在塑化階段獲得熱量的來源有兩個方面:一是機筒外部的電加熱;二是螺桿旋轉時發生的沖突熱。起初的熱量是由機筒外部的電加熱發生的,當正常開車后,熱量的獲得則是由螺桿選裝物料在緊縮、剪切、拌和進程中與機筒內壁的沖突和物料分子間的內沖突而發生的。
第二階段是成型階段。它是在機頭內進行的,因為螺桿旋轉和壓力效果,把粘流體面向機頭,經機頭內的模具,使粘流體成型為所需求的各種尺度形狀的擠包資料,并包覆在線芯或導體外。
第三階段是定型階段。它是在冷卻水槽或冷卻管道中進行的,塑料擠包層通過冷卻后,由無定型的塑性狀況變為定型的固體狀況。
3.塑化階段塑料活動的改變
在塑化階段,塑料沿螺桿軸向被螺桿面向機頭的移動進程中,閱歷著溫度、壓力、粘度,甚至化學結構的改變,這些改變在螺桿的不同區段狀況是不同的。塑化階段依據塑料活動時的物態改變進程又人為的分紅三個階段,即加料段、熔融段、均化段,這也是人們習慣上對擠出螺桿的分段辦法,各段對塑料擠出發生不同的效果,塑料在各段呈現不同的形態,從而表現出塑料的擠出特性。
在加料段,首要就是為顆粒狀的固體塑料供給軟化溫度,其次是以螺桿的旋轉與固定的機筒之間發生的剪切應力效果在塑料顆粒上,完結對軟化塑料的破碎。而首要的則是以螺桿旋轉發生足夠大的接連而安穩的推力和反向沖突力,以構成接連而安穩的擠出壓力,從而完結對破碎塑料的拌和與均勻混合,并開始實行熱交換,從而為接連而安穩的擠出供給根底。在此階段發生的推力是否接連均勻安穩、剪切應變率的凹凸,破碎與拌和是否均勻都直接影響著擠出質量和產值。
在熔融段,經破碎、軟化并開始拌和混合的故態塑料,因為螺桿的推擠效果,沿螺槽向機頭移動,自加料段進入熔融段。在此段塑料遇到了較高溫度的熱效果,這是的熱源,除機筒外部的點加熱外,螺桿旋轉的沖突熱也在起著效果。而來自加料段的推力和來自均化段的反效果力,使塑料在行進中構成了回流,這回流發生在螺槽內以及螺桿與機筒的空隙中,回流的發生不但使物料進一步均勻混合,而且使塑料熱交換效果加大,到達了外表的熱平衡。因為在此階段的效果溫度已超越了塑料的流變溫度,加之效果時刻較長,致使塑料發生了物態的改變,與加熱機筒觸摸的物料開端熔化,在機筒內外表構成一層聚合物熔膜,當熔膜的厚度超越螺紋頂與機筒之間的空隙時,就會被旋轉的螺紋刮下來,集合在推動螺紋的前面,構成熔池。因為機筒和螺紋根部的相對運動,使熔池發生了物料的循環活動。螺棱后面是固體床(固體塑料),物料沿螺槽向前移動的進程中,因為熔融段的螺槽深度向均化段逐漸變淺,固體床不斷被擠向機筒內壁,加快了機筒向固體床的傳熱進程,一起螺桿的旋轉對機筒內壁的熔膜發生剪切效果,從而使熔膜和固體床分界面的物料熔化,固體床的寬度逐漸減小,知道消失,即由固態改變為粘流態。此刻塑料分子結構發生了根本的改變,分子間張力極度松懈,若為結晶性高聚物,則其晶區開端削減,無定形增多,除其間的特大分子外,主體完結了塑化,即所謂的"開始塑化",而且在壓力的效果下,掃除了固態物料中所含的氣體,完結開始壓實。
在均化段,具有這樣幾個杰出的工藝特性:這一段螺桿螺紋深度淺,即螺槽容積小,所以這里是螺桿與機筒間發生壓力較較大的作業段;另外來自螺桿的推力和篩板等處的反效果力,是塑料"浴血奮戰"的直接地帶;這一段又是擠出工藝溫度的一段,所以塑料在此階段所受到的徑向壓力和軸向壓力較大,這種高壓效果,足以使含于塑料內的悉數氣體掃除,并使熔體壓實,致密。該段所具有的"均壓段"之稱即由此而得。而因為高溫的效果,使得通過熔融段未能塑化的高分子在此段完結塑化,從而消除"顆粒",使塑料塑化充沛均勻,然后將塑化熔融的塑料定量、定壓的由機頭均勻的擠出。
4.擠出進程中塑料的活動狀況
在擠出進程中,因為螺桿的旋轉使塑料推移,而機筒是不動的,這就在機筒和螺桿之間發生相對運動,這種相對運動對塑料發生沖突效果,使塑料被拖著行進。另外,因為機頭中的模具、多孔篩板和濾網的阻力,又使塑料在行進中發生反效果力,這就使塑料在螺桿和機筒中的活動雜亂化了。通常將塑料的活動狀況看成是由以下四種活動方式組成的:
1)正流――是指塑料沿著螺桿螺槽向機頭方向的活動。它是螺桿旋轉的推擠力發生的,是四種活動方式中首要的一種。正流量的巨細直接決議著擠出量。
2)倒流――又稱逆流,它的方向與正流的活動方向整好相反。它是因為機頭中的模具、篩板、和濾網等阻礙塑料的正向運動,在機頭區域里發生的壓力(塑料行進的反效果力)形成的。由機頭至加料口構成了"壓力下的回流",也稱為"反壓活動"。它能引起生產能力的丟失。
3)橫流――它是沿著軸的方向,即與螺紋槽相筆直方向的塑料活動。也是由螺桿旋轉時的推擠所構成的。它的活動受到螺紋槽側壁的阻力,因為兩邊螺紋的彼此阻力,而螺桿是在旋轉中,使塑料在螺槽內發生翻轉運動,構成環狀活動,所以橫流本質是環流。環流對塑料在機筒中的混合、塑化成熔融狀況,是和環流的效果分不開的。環流使物料在機筒中發生拌和和混合,而且利于機筒和物料的熱交換,它對提高擠出質量有重要的含義,但對擠出流率的影響很小。
4)漏流――它也是由機頭中模具、篩板和濾網的阻力發生的。不過它不是螺槽中的活動,而是在螺桿與機筒的空隙中構成的倒流。它也能引起生產能力的丟失。因為螺桿與機筒的空隙通常很小,故在正常狀況下,漏流流量要比正流和倒流小的多。在擠出進程中,漏流將影響擠出量,漏流量增大,擠出量將減小。
塑料的四種活動狀況不會以單獨的方式呈現,就某一塑料質點來說,既不會有真實的倒流,也不會有封閉的環流。熔體塑料在螺紋槽中的實踐活動是上述四種活動狀況的綜合,以螺旋形軌道向前的一種活動。
5.擠出質量
擠出質量首要指塑料的塑化狀況是否良好,幾許尺度是否均一,即徑向厚度是否一致,軸向外徑是否均勻。決議塑化狀況的因襲除塑料本身外,首要是溫度和剪切應變率及效果時刻等因素。擠出溫度過高不但形成擠出壓力的動搖,而且導致塑料的分化,甚至或許變成設備事端。而減小螺槽深度,增大螺桿長徑比,盡管有利于塑料的熱交換和延長受熱時刻,滿意塑化均勻要求,但將影響擠出量,又為螺桿制造和安裝形成困難。所以確保塑化的重要因素應是提高螺桿旋轉對塑料所發生的剪切應變率,以到達機械混合均勻,擠出熱交換均衡,并由此為塑化均勻供給確保。這個應變率的巨細由螺桿與機筒間的剪切應變力所決議,其剪切的應變率數值為:
其間:Δ――為剪切應變率(1/min)
D――為螺桿直徑(cm)
N――為螺桿轉速(r/min)
――為螺槽深度(cm)
由此可見,在確保擠出量的要求下,可以在提高轉速的狀況下加大螺槽深度。此外,螺桿與機筒的空隙也對擠出質量有影響,空隙過大時則塑料的倒流、漏流添加,不但引起擠出壓力動搖,影響擠出量;而且因為這些回流的添加,使塑料過熱而導致塑料焦燒或成型困難。
二、塑料擠出機的操作規程
塑料擠出機組是由擠塑機(主機)和多臺輔助設備組成的,生產中機組人員應密切配合操作.操作人員有必要熟悉成長進程和操作規程。
1.塑料擠出機的擠塑進程
塑料擠出機是熱擠設備。成盤的電纜或纜芯放置在放線設備上,并確保要有一定的張力,在通過張緊校直設備后進入擠塑機頭擠包絕緣層或護套層。
塑料顆粒經料斗加入擠出機機筒,因為螺桿的滾動,進入機膛,一方面加熱,一方面由螺桿滾動拌和,促使塑料塑化,并面向機頭,從??跀D出,完整嚴密的接連擠包在電線電纜線芯或纜芯上。
為操控塑料層的厚度和擠出壓力,應調節好模芯與模套間的環形距離,使塑料層均勻。
機組中各單機選用單獨傳動,各機組之間的作業速度可分別調整。螺桿和牽引的速度應互相配合好,確保電線電纜擠出外徑和塑料層厚度的均勻,并契合工藝尺度的要求。放線和收排線速度要和電線電纜的生產速度配合好,避免呈現其他的質量問題。
按工藝規則的操控溫度,選配好適宜的模具,經常調查加溫體系的改變、外徑的改變、速度的改變,避免塑料層的偏疼、焦燒、塑化不良等現象呈現。
沈陽正新遼海電線電纜有限公司(原沈陽市新遼海電線電纜廠)位于沈陽經濟開發區,交通、通信十分便利。本廠建于1990年,經濟實力雄厚,生產設備先進,檢測手段齊全,目前公司可生產低壓交聯電纜,橡套電纜、礦用電纜、特種電纜、礦物絕緣電纜、阻燃通用橡套電纜、電力電纜、控制電纜、計算機電纜、耐火電纜、硅橡膠電纜等。本公司具有開發研究新產品的能力,可根據市場和用戶需要生產特殊型號產品。
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