擠出機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、纖維等高分子材料加工工業(yè)中的設(shè)備,其主要功能是將固態(tài)物料通過高溫、高壓的作用,使其熔融塑化后從模具中擠出成型。在擠出過程中,物料的流動特性對制品的質(zhì)量、產(chǎn)量和能耗等方面有重要影響。因此,對擠出機(jī)供料過程中的物料流動特性進(jìn)行分析具有重要意義。 1.物料的熔融與輸送
先需要將固態(tài)物料加熱至熔點(diǎn)以上,使其熔融。熔融后的物料在螺桿的推動下向前輸送,同時受到螺桿與機(jī)筒之間的剪切作用,使物料進(jìn)一步塑化。在這個過程中,物料的流動性能逐漸提高,有利于其在擠出過程中的成型。
2.物料在擠出機(jī)中的流動狀態(tài)
物料在擠出機(jī)中的流動狀態(tài)主要包括層流和湍流兩種。在靠近喂料口的位置,由于螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切作用較弱,物料流動較為平穩(wěn),呈現(xiàn)層流狀態(tài)。隨著物料向擠出機(jī)的出口方向移動,剪切作用逐漸增強(qiáng),物料流動變得不穩(wěn)定,呈現(xiàn)出湍流狀態(tài)。湍流狀態(tài)下的物料流動更加劇烈,有利于提高擠出速度和制品質(zhì)量。
3.物料在擠出機(jī)中的停留時間
物料在擠出機(jī)中的停留時間對制品的質(zhì)量具有重要影響。停留時間過短,物料未能充分熔融塑化,可能導(dǎo)致制品表面粗糙、內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻等問題;停留時間過長,物料可能過度塑化,導(dǎo)致制品性能下降。因此,合理控制物料在擠出機(jī)中的停留時間對于保證制品質(zhì)量至關(guān)重要。
4.物料在擠出機(jī)中的壓縮與膨脹
在擠出過程中,物料受到螺桿的壓縮作用,壓力逐漸變大。當(dāng)物料通過模具出口時,壓力突然降低,物料發(fā)生膨脹。這種壓縮與膨脹的過程有助于提高物料的密度和成型性能。然而,過大的壓力可能導(dǎo)致物料過度壓縮,影響其流動性能;過小的壓力則可能導(dǎo)致物料膨脹不足,影響制品的質(zhì)量。因此,合理控制物料在擠出機(jī)中的壓縮與膨脹過程對于保證制品質(zhì)量具有重要意義。
5.物料在擠出機(jī)中的摩擦與熱量傳遞
在擠出過程中,物料與螺桿、機(jī)筒之間存在摩擦力,導(dǎo)致部分能量轉(zhuǎn)化為熱能。此外,物料在擠出過程中還受到剪切熱、熔融熱等熱量的作用。這些熱量的產(chǎn)生和傳遞對于物料的熔融、塑化和成型具有重要作用。