挤出理论知识

1 一.挤出机有关术语及作用:

1.1最早的挤出机出现时间为1866年。

1.2挤出设备装置(如图):

卷取机

计米轮

储线装置

火花机

引取机

冷却水槽

挤出主机及控制箱

预热器

送线装置

1.3挤出机有平式和竖式 , “平式”指一般电线挤出机;“竖式”指间色机。挤出机是以螺杆

直径或螺缸内径尺寸而命名。如:螺杆直径为Φ65mm(用D表示直径, L表示螺杆长度)则命

名为Φ65mm挤出机。

1.4单螺杆挤出机挤出原理

由加料斗投入成形料 , 经螺杆供料段维持在固态往前输送 ; 至螺杆压缩段 , 逐渐熔融而

可塑化 , 完全熔融的材料至螺杆的计量段计量后 ;送经滤纲组 , 蜂巢板、机头及眼模后而

定形。

顺序如: 加料斗 供料段 压缩段 计量段 滤

纲组 蜂巢板 机头 眼模 定型

1.5螺杆分为三部分: 供料段、压缩段(移转段) 计量段。

1.6滤纲组: 过滤杂质及增加反压使材料混练良好 , 通常采用不锈钢制成。

1.7蜂巢板: 设在螺缸前端的孔板 , 用来支持滤纲并衔接螺缸与机头及改变材料方向。

1.8机头: 线缆挤出用来固定眼模; 可分: 免调机头、普通机头。(可调)。

1.9眼模: 使熔融材料成形的部分。

2.0导体与芯线的送线装置:

有回转轴及飞旋轴两种送线形式。

a. 回转轴: 置于两个轴承上 , 由芯线或导体直接牵引使线盘回转。

优点: 线可张紧 , 线无尺寸限制 , 粗细可用 , 线不用再矫直。

缺点: 轴承摩擦使线发生振动 , 导体松散与张紧直接受轴惯性支配。

b. 飞旋轴: 乃一个固定线轴 , 送出时沿其轴缘圆周回旋中引行送出。

优点: 振动小 ,磨损小 , 不必平衡。

缺点: 粗导体容易发生扭结现象 , 挤出中导体会扭动。

2 2.1导体的预热和管型挤出的真空抽吸。

a. 导体的预热: 线缆挤出时 , 熔融材料与冷导体接触部分 , 因材料急切受冷的关系 ,

造成挤出层有应变残留 , 在尚末缓和前就被冻结固化 , 使成品便会发生热收缩、伸长、老化及密着性的不良问题 , 特别薄层挤出埸合 , 特别注意此种问题。若使冷导体加以适当的预热 , 与挤出材料再接触时 , 便没有急切受冷的现象 , 不但可以改善挤出质量 , 对导体的干燥净化有较好的效果。

b. 管形挤出时为使挤出层与芯线或导体间有良好的密着性 , 可利用真空抽吸以除去其间的空气 , 使其完全密合 ,不但可以使线材有良好的附着力 , 而且也可以防止气泡的产生。抽吸时压力不能过大 , 否则会造成外观破皮等不良现象。

2.2冷却水槽:

线缆挤出后经冷却水槽冷却定形。厚绝缘或被覆层挤出时 , 在急冷条件下 , 而内部冷却较缓慢; 由于收缩不同 , 逐形成气泡使密着性不良 , 为防止这种现象 , 我们必须采用分段冷却 , 特别是做PE (HDPE , FM-HDPE , LDPE)此种材料第一段绝对需用温水冷却。

2.3绞轮式引取机:

挤出线的线速是利用引取机的装置来控制 , 故引取机必须能控制一定的线速 , 否则会

造成厚度不均匀、偏心等不良。绞轮引取机: 一般设有两个绞轮 , 由电动马达带动其

中一个绞轮 , 挤出线缆环绕数圈于轮缘沟中 , 由线缆与轮沟之间的摩擦力而达到引取

的目的。

2.4外径测定器:

利用光学原理与接触检出器可测知线缆外径 , 由其发生的信号且可控制线速 , 以确保

挤出厚度在要求的范围内 , 若将两台直径测定器交互相成直角排列 , 则亦可测知试缆

的圆形度。

2. 5火花试验机:主要用途在检出挤出层的针孔与外伤。生产作业员现埸的火花试验点检 ,

合上电源 , 把各部位回复到正常工作状态。用一根已接地的绝缘线(前端露出导体)伸进珠

式球链里面 , 如会发出激烈的火花报警鸣声 , 并且计数器能够不断显示和记录击穿的次

数。这样我们可判定火花机能在正常工作。在我们使用时必须采用手动 , 电压只有打正

公差 , 行线从球链中间穿过。

2.6内外眼模:

内模: 固定导体或芯线。外模: 绝缘或护套成形线缆挤出用模 , 可分加压型和管型两种。

采用加压型眼模挤出 , 材料与导体表面密着性良好 , 使表面外观圆整良好 , 附着力增

大 , 管型眼模挤出 ,即使芯线不规则 , 其被覆层厚度亦为固定 , 且芯线不会因为受大压

力而溃损。某些埸合亦利用两者之间构造的半加压型或半管式型挤出 , 一般绝缘挤出采用

加压眼模(挤压式)被覆挤出则多用管型眼模(挤管式、半挤管或半挤压) 。

2.7引落比

在采用管型眼模挤出时都必须有引落比 , 熔融材料出模口以后 , 被引落包被到芯在线 ,

引落比的适当 , 对成品外观有很大影响 。引落比乃完成线挤出层面积与甫出眼模材料的

断面积(即眼模开环面积之比) 。

DD2 - DG2

引落比 = DD= 外眼孔径 DCW= 完成外径

DCW2 -DW2 DG = 内眼廊段外径 DW = 导体或芯线外径

3 一般PVC材料的引落比为1.5 , 所谓廊段乃眼模出口部所设平行孔部分。

管型外眼孔径与内眼廊外径: 导体或芯线外径 , 挤出厚度及引落比视线缆构造与料别不同而异。内模孔径以不刮伤芯线或导体而能平滑穿过为原则 , 可能范围昼量开小 , 内眼廊段外径为内眼孔径与2倍廊段厚度之和 , 廊段厚度愈薄愈好。

外眼孔径DD= 引落比 (DCW2 -DW2) + DG

或DD= DG+2倍线材厚度之和

此时 ,引落比完成外径DCW , 导体或芯线外径DW及内眼廊外径DG都可预先决定 , 外眼孔径DD便求出。

二. 挤出加工实技

2.1按材料不同选择螺杆:

螺杆为挤出机的心脏部分。视材料不同而有种不同的设计 , 故螺杆选用也为决定成品质量

及生产重要因素。在PE、PVC挤出埸合 , 一般采用缓压型。沟深从深至浅 , 为使PVC

挤出时混练良好 , 通常在压缩段增加一道螺旋 , 尼龙用螺杆一般采用急压型 , 一般螺杆

有二十个螺旋以上。

2.2挤出条件变动的影响

挤出条件例如: 温度、压力等发生变化时 , 对挤出成品质量及挤出量有很大影响。

a 螺杆回转数及温度变化的影响: 温度增加则反压下降挤出量相对提高 , 在正常挤出时如对

机身各段温度提高后 , 材料在螺缸中熔融混练良好使材料所受的阻力大大减小 , 促使押

出量提高。

b. 螺杆回转数增加 ,则挤出量及反压均增加 , 在正常挤出时螺杆转速度增大 , 则材料熔融

挤出速度也随着增大 , 材料摩擦与阻力也愈增大。

c. 反压增加挤出量显著减少 , 但反压大小 , 材料得不到很好的混练作用 , 成品质量也难达

到。在螺杆深沟埸合; 反压增加 , 挤出量减少很急激。

d. 眼模温度变化的影响: 眼模温度增加则反压减少 , 挤出量提高 , (眼模温度增加时 ,

材料在眼模熔融提高受到阻力较小 , 使反压减少 , 挤出量提高) , 温度降低则反之。

e. 在挤出机全部温度升高变动时 , 只有反压下降 , 对挤出量则无影响。

f. 挤出作业中设定温度与材料实际温度 , 只有在刚开机的瞬间是相同的 , 开机后材料内部

摩擦也发生热; 温度会逐渐上升 , 要相当长时间后 , 才会呈现稳定状态。

综合上述各点 , 可知挤出条件变动 , 对生产能率及成品质量都有相当的影响性。挤出时如何设定适当的条件 , 并减少条件的变动 , 实为重要话题。

2.3化学变化:

a. 过热烧焦: 挤出温度设定太高 , 或材料在高温度挤出机中停留时间过长; 材料便可能会

热分解 , 好象不按食谱制作食物的烧焦一样过热所起的化学变化。称由热劣化或热分解 ,

过热烧焦时发生的现象视材料不同而异。有些分解为气体 , 增加螺缸内的压力 , 从眼模口喷射出 , 具有爆炸力 , 使作业危险。

b. 氧化: 材料在高温时与空气接触 , 亦容易起化学变化 , 因空气中的氧使材料发生氧化

所致。材料在干燥室时间过长或温度过高 , 都会使材料氧化而变黄。

2.4线挤出要得良好外观及质量的成品 , 在眼模选用上也极重要 , 一般绝缘押

4 出采用挤压式眼模 (如图)

加压眼模

外眼

绝缘料

导体

内眼

在使用加压外眼 , 出口段长则对挤出表面较好 , 但出段大长在作业时眼模偏芯调整比

较困难; 挤出压力也会增加: 附着力也增大。

外眼孔径要考虑材料加热冷却的胀缩性 , 故一般约取与线径相同或略大于线径。选用过

小孔径会造成外观波纹 , 附着力增大。

2.5护套挤出:

a. 电力电缆及通信电缆的被覆 , 主要目的在保护绝缘芯线; 防止湿气、腐蚀、光与机械的

损伤; 以及环境的污染等。较常用的有PVC, PE及尼龙等材料。

b. 护套挤出一般采用挤管式或半挤管 (如图): 有时也采用挤压式 , 挤管式挤出可得一定

的挤出厚度。为了使挤出表面平滑 , 在选用外模一般采用长廊段的设计 , 长廊段 , 可

增加螺缸的压力; 使材料在里面得到良好的混练。但过长则使挤出量减少 , 外观不一

定会更好。因此 , 还要从挤出机尺寸、构造挤出量、机头形式、 挤出外径、挤出厚