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實戰經驗分享：提高雙螺桿擠出機性能的小技巧
雙螺桿擠出機是改性塑料廠商常用的設備，以下介紹可以提高雙螺桿擠出機性能的一些小技巧，包括設備改造、設備維護和操作規范三個方面。
設備改造 1、在喂料段與第二段的法蘭間加隔熱墊片 機筒的喂料段大多采用水冷，且用法蘭與第二段筒體（加熱）鎖定在一起，熱量可以連續從溫度高的筒體傳導到冷的筒體。導致第二段筒體不能維持足夠的溫度。通常，操作人員在第二段筒體設定180℃的溫度，但是由于喂料段的熱量損失，實際穩定通常不超過135℃。 最簡單的解決方案，是在喂料段與第二段筒體法蘭之間，加1～2個1 mm厚的隔熱墊片，并且幾年更換一次隔熱墊片，因為隔熱墊片有老化降解和皺縮的傾向。 2、將擠出機冷卻系統換成高壓冷卻系統 大家知道，水泵中的紊流比層流可以導致更多的管壁熱交換。高壓傳輸中的紊流有高度的橫向動量交換，它擊破了邊界層。結果劇烈的流體運動引起了管壁與流體之間大量的熱交換。 擠出機冷卻循環系統一般提供20～60PSI的壓力。為了達到紊流，最好達到120PSI的壓力。擠出機幾乎所有的冷卻系統部件(軟管和閥)都要升級到150PSI，才能滿足120PSI的安全系數。改造完成后加工時冷卻系統可以及時排出大量的熱。 3、采用合適改裝增加喂料量 側喂料通常用于把填料喂進雙螺桿擠出機。許多加工者需要做很高填充量的填料，這些填料往往又具有很低的堆積密度。最終的填充量受以下因素制約： （1）側喂料的體積喂料能力和擠出機主螺桿的體積吃料能力。體積喂料能力取決于側喂料機和主螺桿螺桿的自由體積，以及這兩個螺桿的轉速。 如果一種材料在測試中可以不受到主螺桿的阻力而流到儲料鼓中，那么這種材料喂料速度可以達到很好。如果側喂料機直接挨著主螺桿連接，那么助劑螺桿可以接受的材料量將受到限制。因此，主機螺桿最好有長螺距的螺紋元件，在側喂料口下游延伸2D～4D長度。這將允許熔體快速通過側喂料口，使填料最大限度地被主螺桿吃進。如果主機螺桿設計引起任何側喂料喂進材料的堆積，那么將嚴重限制填料的喂料量。 （2）允許氣體從擠出機排出的排氣能力。排氣的目的就是使空氣容易逸出，同時還要保護填料不從排氣口大量逸失。最好的配置是在側喂料口的上游開置向上排氣的排氣口。有時，在側喂料機的上部開一個小的半狹縫排氣。 （3）還有一些其它因素要考慮： ①喂料機的落料高度 理想情況下，喂料螺桿要盡可能近地安裝于側喂料口頂部，以減小落料高度。如果某種蓬松的材料從空氣中流過，那么它可能變得充滿空氣，從而使它在落下后假密度大大減小。 ②喂料機攪拌類型 要確保填料喂料機中的攪拌器不使填料流態化。許多攪拌器制造商設計了特殊的攪拌器用于填料喂料。儲料器會連同填料一起引進空氣進入擠出機。一個頂部敞開的斜槽料斗有助于排氣。假如你的斜槽喂料料斗有一個實心蓋子并帶一個圓管，并且與喂料器是柔性連接，那么需要設計一個排氣口。 ③料斗斜槽要接地防靜電 一些材料由于摩擦產生靜電而引起粉體掛在料斗壁上，從而導致粉體餅狀化。一個簡易的方案就是將料斗斜槽接地。 ④壓縮空氣爆破器 如果料餅持續存在，常常需要一些特殊辦法。可以使用料斗振動器，但是它占空間，還需要安裝。一個替代方案是安裝一個帶空氣噴嘴的爆破器，安裝在斜槽的恰當位置上，在料餅長大之前將其吹破。 設備維護 1、用酸沖洗冷卻水道 水冷的擠出機機筒實際就是一個熱交換器，像所有的熱交換器一樣，水道易于結垢而變壞。許多操作人員注意到，一個新擠出機的冷卻性能要比使用三、四年的擠出機好很多。老機器有一層水垢附著在水道內表面，影響傳熱效率。采用一定濃度的酸液清洗機筒可以清理掉水垢，保持機筒良好的傳熱效果。 2、使用合成齒輪油 齒輪箱是雙螺桿擠出機的心臟。因此我們要防止齒輪箱出問題，使用合成齒輪油可以更好地保護齒輪。 合成齒輪油憂點： （1） 更加滑膩，導致較小的摩擦; （2）齒輪、軸承和密封將更持久; （3）齒輪運轉溫度更低，更安靜; （4）合成油不因為機器剪切而損失黏度; （5） 它在高溫下維持較高的黏度。 3、經常清洗機器 清機的目的在于清除擠出機和口模內殘留的材料，它避免了耗時的拆機清洗。清機材料常分成兩類：化學清洗劑和機械摩擦清洗劑。許多清洗劑同時具有化學和摩擦功能。化學清洗劑會與塑料殘渣發生反應使其脫離機械表面。 機械摩擦清洗的原理是從金屬表面摩擦和沖刷掉殘留材料，使用的是摩擦和剪切的方式。加工者通過多次試驗才能找到合適的清洗材料和方法。沒有一種清洗材料對所有材料都有清洗效果。加工者需要廉價而有效地清洗材料。比如，在美國中西部許多操作者使用玉米作為清洗機器的材料，因為它容易得到且對機器有好的清潔作用。 下面介紹兩種較為有效的清洗劑： （1）50%HDPE+50%硅藻土。 （2）HDPE+水+去污粉。將HDPE以通常速度在熔融溫度下加入螺桿。將去污粉用水在桶里攪拌成漿液，從主喂料口慢慢加入漿液。這些漿液因為發泡而沖擊、摩擦、清洗螺桿。 操作規范 1、切換顏色和材料的正確方法 搞擠出的人總是想把機器開得長一些時間。但是在現實中，由于客戶的需求，我們常常需要不斷切換，生產80kg產品A，然后再生產200kg的產品B，等等。 （1）產品的批量要與機器大小相對應。這似乎是不言而喻的，但是許多加工者排產無計劃，用75機生產500磅的單子，結果產生了300磅的廢料。 （2）寫出生產每個產品的清機或拆機的程序，這有助于操作人員計劃時間，消除他們關于會產生多少機頭料的爭論。 （3）幫助操作人員，把清潔的操作工具擺放在擠出機周圍，如果頻繁換料，那就在擠出機周圍搞一個工作臺，把需要的東西都準備好。 （4）研究原材料和成品流進流出操作現場的順序。安排好以使操作人員花費較少的精力在移動運輸工具上。 （5）清楚下一個產品對機器清潔程度的要求。假如你知道下一個產品要求徹底的手工清機，那就不要浪費時間和材料來糊弄清機。 （6）假如可能，要按照減少清機的順序排產。這就意味著要從淺色做到深色。反之，你不得不進行多次拆機。 2、擠出機開機和停機的正確方式 常見操作方式： 操作人員習慣早晨到工廠就把擠出機開著，但卻去忙其它事情。使擠出機加熱到滿量程閑置數小時。這樣做將使聚合物粘附到螺桿和機筒上，隨后這些聚合物材料將持續降解和炭化。清機無法去除這些材料，更糟糕的是一旦機器生產產品，黑點將周期性地從螺桿和機筒里跑出來，污染產品，引起客戶抱怨。 正確的開機方法： 計劃好你什么時候真正要操作擠出機，然后開始加熱，只需溫度達到預定值，然后進行機筒充料。 正確的關機方法： 在停機之前，最大限度地在擠出機里填充惰性聚合物(如HDPE)來密封機器的縫隙。HDPE趕走氧氣，涂覆在金屬表面，極大地降低了碳的氧化物形成。在擠出機被“密封”后，最好急冷擠出機，而不是放在空氣中冷18小時。所謂急冷，就是把所有溫度設定為零，打開全部冷卻水閥。開著冷卻水泵，使冷卻水通過所有的筒體部位，快速降溫。快速降溫將可以避免聚合物降解和炭化。
