双螺杆挤出机造粒实验双螺杆挤出机造粒实验、实验目的：1、了解同向双螺杆挤出机的结构 特点，工作原理；2、熟悉原材料和辅助材料的性 能，了解试样条的配方和配料操作；3、掌握双螺杆挤出机组的操作和 造粒工艺条件，为注射成型实验提供 合格粒料。二、实验原理及工艺流程造粒是将树脂及各种助剂经计量、混合及塑化制成便于成型的密实 的圆柱形、立方形、球形颗粒的操作 过程。得到的粒料可作为塑料注射成 型、挤出成型等塑料成型的原料。造 粒的方法有很多种，挤出造粒是一种最常用的方法。其优点为：产品质量稳定、自动化水平及生产效率高。挤出造粒工艺一般有热切和冷切 两种造粒方法，釆用那种造粒方式， 由物料的性能决定，聚乙烯、聚丙烯 一般釆用冷切粒，聚氯乙烯一般釆用 热切粒方式。冷切法是物料由挤出机 塑化后成圆条状挤出，经水冷后再将 圆条状的挤出料牵引至切粒机切成圆 柱形颗粒。热切法是把旋转的刀片紧 贴在机头模板上，直接将刚挤出的圆 条状塑料切成粒料。本实验采用水冷拉条冷切法。实 验所用的SHJ-20型同向平行双螺杆 挤出机，由南京杰亚装备有限公司制 造。双螺杆挤出机的口模为两孔模板, 两孔的直径均为3.3mm o双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机 的基础上发展起来的。与单螺杆挤出 机相比，双螺杆挤出机具有加料容易、 混合优异、塑化效果好和低的功率消IID耗，同向旋转的双螺杆啮合处剪切速 度较高，能刮去各种积料，具有较好 的自洁作用。因此同向双螺杆挤出机 被广泛应用于共混、改性、填充和增 强等工艺中。同向双螺杆挤出机配备 不同的技术参数和特定的工艺结构， 再分别配以相应辅机即可组成各类性 能优越的同向双螺杆挤出造粒机组。IIJ1实验原理：同向平行双螺杆挤 出机的核心部件是一对轴线平行设 置、螺杆元件相互啮合，同向旋转的 螺杆。同向旋转的双螺杆在啮合处的 转速方向相反，当进入螺杆的物料由 一根螺杆送至啮合区时，受到挤出和 剪切，同时又被另一根螺杆的反向速 度托起，物料由一根螺杆转到另一根 螺杆使之在两根螺杆与机筒内腔所形 成的“8”字型螺槽内依靠摩擦机理 和正位移输送机理实现有效的输送。螺杆的连续转动反复强迫物料转向，有助于物料的均匀混合、塑化。在双 螺杆挤出机的加热、混合，剪切、塑 化、压实排气作用下，物料塑化成均 匀的熔体，并在双螺杆的挤压下，通过机头挤出圆形的条状料，经冷却水 槽水冷后，再经切粒机切粒，得到塑 料粒料。SHJ-20双螺杆挤出机组（水冷切 粒组合）如图1所示：双螺杆挤出机组SHJ-20双螺杆挤出机组的机械部 分包括螺杆、机筒等主机工作部分以 及传动系统、喂料系统、真空系统、 造粒系统。SHJ-20双螺杆挤出机组电仪控制 系统主要由各电机的电气传动、筒体 温度控制两大部分组成。具体包括：（1）主机、喂料机的转速调节；（2）主机冷却系统、真空系统、 造粒系统的控制（3）筒体、机头的温度监测控制; 熔体压力、熔体温度监测及相应自控 联锁环节。工艺流程：双螺杆挤出机组水冷 拉条造粒工艺流程如图2所示：3F. ff计量喂料取螺杆挤出亠检验一吹干卜切粒 K扌琢一 -e茁會如图2双螺杆挤出机组 水冷拉条造粒工艺流程三、实验原料与主要仪器设备1、实验材料聚乙烯（茂名乙烯生产：MI=2.0 g/10min）:牌号 951-0001 Kg聚丙烯（茂名乙烯生产：MI=3.0 g/10min）： 牌号 T30S 1 Kg60色母粒:g适量碳酸钙：适量注：如果没有以上牌号的聚乙 烯或聚丙烯，可用性能基本相同的 其它牌号的材料代替。配方中是否 加入碳酸钙或是其它助剂可根据实 验具体情况来定。2、主要设备SHJ-20同向平行双螺杆挤出机冷却水槽：长 1.2m切粒机:4Kw交流变频调速SHJ-20同向平行双螺杆挤出 机主要技术参数如下：螺杆长径比 L/D34螺杆直径 （mm ）:20mm螺杆最大转速：500rpm主电动机功率（kW）:4Kw 交流 变频调速产量（kg/h ）:2 8Kg / hr四、实验步骤（一）、配料操作：1、按配方准确计量好各种原材料 和辅助材料，再放入合适的容器内或 是搅拌机内混合均匀；2、将搅拌均匀后的混合料，加入 到双螺杆挤出机上的喂料机的料斗内。（二）、双螺杆挤出机组的操作1、合上总电源保护开关以及电气 柜内熔断器、马达开关；2、打开钥匙开关，电源指示灯亮 （绿色），温控仪表、电流指示仪表、转速指示仪表、熔压表、调速器控制 面板等通电指示；3、升温：按工艺要求对各加热区 温控仪表进行参数设定，各段加热温度达到设定值后，启动水泵，调节各 节流阀大小；继续恒温2025分钟， 同时进一步确认各段温控仪表和电磁 阀（或冷却风机）工作是否正常；4、开启齿轮箱进水阀，检査是否 漏水；5、打开水槽的进水阀和排水阀， 调节好流量，使水槽冷却水循环，再 开启吹干机及切粒机；6、用手盘动电机联轴器，保证螺 杆正常方向至少转动三转。将主机调 速旋钮设置在零位，启动主电机，逐 渐升高主螺杆转速，在不加料的情况 下空转转速不高于10Hz/min，时间不 大于1分钟，检査主机空载电流是否 稳定。主机转动若无异常，低速启动 喂料电机，开始加料。待机头有物料 排出后再缓慢地升高主螺杆转速和喂 料螺杆转速，升速时应先升主机速度, 待电流平稳无异常后再升速加料。并 使喂料机和主机转动相匹配，每次主 螺杆升速不大于5Hz,若喂料机升速 按工艺要求逐渐加量，主电流上升过 快，应适当降低加料量，升速直至达 到工艺要求的工作状态。在逐渐提高 喂料机转速，加大喂料量的同时，密 切注意主电机电流及熔体压力，以免 主机过载或机头压力过高。7、按工艺要求，调节切粒装置转 速，调整切粒机转速与主机出条相匹 配，使之正常拉条，切粒机转速随主 机产量大小而升降；&对于排气操作一般应在主机进 入稳定运转状态后进行，先打开真空 泵进水阀，调节控制适当的工作水量, 再启动真空泵。从排气口观察螺槽中 物料塑化完全，不冒料时，即可打开 调节真空管路阀门，并关闭排气室上盖，将真空度控制在要求的范围内。真空可按下述顺序进行：抽真空：开真空泵，打开水阀， 真空表有指示停抽真空：关闭水阀，停真空泵， 真空表无指示9、在开车启动阶段，微微打开需 冷却筒体段节流阀门（不可猛然全 开），等待数分钟观察该段温度变化情 况，若无明显下降趋势或下降至某一 新平衡温度，但仍超过允许值时，则 可适当调大管路阀门的开度。这一过 程往往需一定反复可达到要求。阀门 开度调节确定后，对同一物料作业一 般不需再进行调节。（三）、运转中的检查及调试1、主电机的电流是否稳定（正常 波动不大于8%）,若波动较大或急速 上升，应暂时减少喂料机的供料量，待主电流稳定后再逐渐增加。螺杆在规定的转速范围内，运转应平稳。要求电流保持在额定75%85%的状态下运行。2、检查传动系统和主机筒体内有 无异常声音及传动箱温升情况，各紧部分有无松动。若噪音来自机筒内,可能是物料中混入异物或设定温度过 低、局部加热区温控失灵等原因造成 未塑化物料与机筒过度摩擦，也可能 为螺杆组合不合理。若有异常现象， 应立即停机，査清原因并处理后方可 再开机。3、密切检査油位、油温，油温因 季节及负载大小而异，应在1560C范围内。III4、待运转平稳后，检查各区温度 是否显示在设定温度2C范围内，加热、冷却系统工作是否正常。加热瓦是否正常工作，有无发红、铸铝熔化现象。冷却水管道应畅通，且无泄漏 现象。5、若排气口有冒料现象，可通过 提高主机转速或降低喂料机螺杆转速 以及改变螺杆组合构型等方法消除。6、经常检査机头料压显示是否正 常稳定，机头出条是否稳定均匀，有 无断条阻塞、塑化不良或过热变色等 现象。7、生产能力主要取决于主机转速 和喂料量的多少，可调整主螺杆转速 和喂料螺杆转速参数以提高生产效率。（四）停机1、正常停车顺序： 停喂料机，喂料机调速旋钮调 至零位； 关闭真空用水阀，停真空泵，打开真空室上盖； 逐渐降低螺杆转速，尽量排尽 筒体内残存物料，物料基本排完后先 停喂料机，再逐步将双螺杆主机转速 调至零位，按下主电机停止按钮； 停止吹干机、水泵、切粒机等 辅助设备，关闭电仪控制柜上各电源 开关； 断开总电源开关； 关闭各外接水管阀门，包括加 料段筒体冷却水、水槽冷却水等（主 机筒体各软水冷却管路节流阀门不动）。2、紧急停车顺序： 如主机内或传动系统出现异 常噪声或振动等紧急情况需要停主机 时，可迅速按下电仪柜红色紧急停车 钮。并将主机及喂料调速旋钮旋回零位，然后将总电源开关切断。消除故障后，才能按复位按扭，再次按正常开车顺序重新开车。 局部故障停车，如不影响机组 正常运行，可使相关设备局部断电， 其余系统不受影响，继续维持原工作 状态，此时，须及时排除故障； 机组设有报警灯，若主机调速 器故障，则机组停车，红色报警灯亮。五、注意事项1、清除机头的熔料只能用铜、软 铝等软质材料支撑制成的工具清除， 以免模口产生缺口或凹坑；2、按操作程序开车，注意启动挤 出机时转速要缓慢上升，同时注意进 料情况并密切注意电机电流，如发现3、操作时分工负责，协调配合, 集中精神。注意观察，如发现异常现象，根据分析的原因采取适当的处理方法；4、经常检查主机传动箱的油位是 否达到传动箱油位计的二分之一以 上；5、注意清理料斗，确认无杂质异物后，才能将物料加满料斗。物料内 不允许有杂物，严禁金属和砂石等硬 物料进入料斗；6、打开排气室或料斗盖时，严防 有异物落入。禁止用金属工具在料斗 内手动搅拌物料。清理排气室中已冒 出的物料，禁止用金属工具，可用木 片，竹片，预防损坏螺杆及筒体；7、螺杆只允许在低速下启动，空 转时间不超过1分钟，及时喂料后才 能逐渐提高螺杆转速。每次作业完毕, 及时清扫主机、辅机工作环境。对于 残存在模头内粘性物料，有必要清理 干净。六、实验报告实验报告应包括以下内容：1、实验原理；2、原材料名称、牌号、产地；3、设备型号和技术参数；4、双螺杆挤出机组造粒操作部骤、 造粒工艺流程；5、工艺流程图及工艺参数记录（按 表一格式填写）。七、思考题1、影响粒料大小均匀，表面光滑平 整的主要因素有哪些？2、喂料过快对双螺杆主机有何影 响？定 温 度(C)T1=T2=T3=T4=T5=T6=(机 头温 度)T7=(熔彳 温度切粒机频率(Hz)喂料机频率(Hz)主机频率(Hz)实测主机电流(A)主机设定电流(A)循环水压力(MPa)设定熔压(MPa)实测熔压(MPa)真空度(MPa)原材料辅助材料备注20