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塑料百科//第95讲--单螺杆挤出机功率的确定

2023年2月10日 13点37分 新长城

大多数挤出操作人员都知道,为了提高产量,需要更多的动力。但是如何通过产量确定功率呢?这首先要从材料融化的机理来分析。

挤出机主要通过粘性耗散来熔化聚合物。旋转螺杆使粘附在机筒上的熔融薄膜被拉伸或剪切。驱动能量因此转移到熔膜中,这种能量提高了熔膜的温度,并通过传递的热量熔化了一些邻近的未熔化材料。

另外,旋转的螺杆螺纹连续地从机筒壁上刮下熔融薄膜,将其收集在螺棱的前侧。同时,螺槽在螺杆的压缩部分变得更浅,导致未熔化的树脂被不断推向机筒壁。这种过程允许聚合物更快地熔化,而不仅仅依赖于机筒壁上熔膜的热传导。

通过这种机制,大多数熔化发生在螺杆的压缩或屏障部分,并占驱动功率需求的大约85%至90%。需要注意在计量段中发生相同的拉伸或剪切机理。但是在那里,熔膜厚度等于螺槽深度,因为大部分聚合物已经熔化了。

了解了融化机理后,就了解了挤出机功率对融化过程的作用。所以确定挤出机功率的因素有如下几个:产量,挤出材料的比热以及最终的融化温度。此外,驱动功率还需要考虑系统中发生的所有损失,例如驱动效率、齿轮箱损失、环境或冷却系统的热损失,以及固体输送和熔体加压所需的功率。经验表明,这些损失通常会增加约35%的额外能量,因此计算出所需功率为P=1.35×产量×材料比热×(熔体温度-室温)。

这个公式计算的是实际所需的功率,没有为驱动器过载留出余地,因此有必要添加15%到20%的额外功率。

下一期,将继续为大家介绍挤出工艺及原理。

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