挤出成型工艺流程工艺主要由哪些构成

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>>双螺杆挤出机的主要组成部分及工作原理双螺杆挤出机的主要组成部分及工作原理挤出机由于三大合成材料之一的塑料问世以来得到迅猛发展。以塑代钢、以塑代有色金属、以塑代水泥等,被广泛地应用于农业、建材、包装、机械、电子、汽车、家电、石化和国防,挤出机以及人们的日常生活等各个领域,塑料已是人类活动的最主要的原料之一。由于挤出成型是塑料加工的最主要的形式,因此发展塑料挤出成型技术与设备具有重要意义。
是塑胶加工机械中的一种重要设备,它已不仅仅适用于高分子材料的挤出成型和混炼加工,它的用途已拓宽到食品、饲料、电极、炸药、建材、包装、纸浆、陶瓷等领域。挤出机高速、高产,可使投资者以较低的投入获得较大的产出和高额的回报。但是,挤出机螺杆转速高速化也带来了一系列需要克服的难点:如物料在螺杆内停留时间减少会导致物料混炼塑化不均,物料经受过度剪切可能造成物料急骤升温和热分解,挤出稳定性控制困难会造成挤出物几何尺寸波动,相关的辅助装置和控制系统的精度必须提高,螺杆与机筒的磨损加剧需要采用高耐磨及超高耐磨材质,减速器与轴承在高速运转的情况下如何提高其寿命等问题都需要解决。
挤出机工作过程的电气自动化控制也在不断发展,传统的电气控制都是分别采用单机自动化仪表实现的,如今已发展到采用人机界面技术、计算机技术、变频技术等构成的触摸屏、PLC、温度控制模块、变频调速等组成的电气控制系统。
挤出机的构成
挤出机主要由螺杆、机筒、加热冷却系统、传动系统和控制系统等组成。
螺杆和机筒
螺杆是塑料机设备中最重要的零部件,它直接关系到塑料机塑化效果和产量。螺杆在料筒内旋转工作是在高温高压大扭拒下进行的,由于它要在转动中强力推动物料前移,同时,它本身还要承受强大的摩擦力和塑料分解腐蚀气体的侵蚀,因而螺杆的材料必须具有很高的力学强度、承受巨大的扭力矩和高温高压条件下不变形的性能。
螺杆在旋转过程中,主要靠螺棱对塑料进行剪切塑化,并推动塑料前移,因而螺棱承受巨大的剪切应力和摩擦力,由于长期在苛刻条件下工作,螺棱磨损,螺棱变小,同料筒的间隙增大,导致塑料挤出量降低,严重时会产生塑料回流,且塑化效果降低,出现晶粒和产能严重下降的现象。
熔融挤出的过程是将预混合好的物料从加料口进入挤出机机筒,经机筒第一段为加料段,物料在此阶段不会熔融,随螺杆传动,物料被带入第二段为压缩段,该段为加热阶段,物料开始熔融,物料间的摩擦力增加,形成高粘体,继续随螺杆传动进入高剪切的第三段为均化段,使它很有效分离颜料聚集体,达到充分分散的目的。目前,应用于粉末涂料中使用的挤出机设备于双螺杆挤出机、单螺杆挤出机和星型螺杆挤出机等,虽然挤出机的类型、内部构造各不相同,但是设计目的是一致的,即最大限度的使物料均匀分散,因此挤出机的好坏直接决定物料的分散程度。
螺杆泵的工作原理:螺杆绕本身的轴线旋转的同时沿衬套内表面滚动,形成了密封的腔室。螺杆每转一周,密封腔内的液体向前推进一个螺距,随着螺杆的连续转动,液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔,最后挤出泵体。
加热冷却系统
挤出机的加热冷却系统是为了保证挤出机能够正常运转,以及保持挤出机有稳定的工艺温度。挤出机中机筒的加热是为了使机筒受热达到一定的温度,冷却是为了使高温机筒把温度降下来。在挤出机挤塑料生产过程中,机筒上有加热和冷却装置交替工作,则使机筒工作时温度恒定在一个挤出塑料化需要的工艺温度范围内,保证了挤出机正常挤塑制品成型生产的顺利进行。塑料的熔融主要依靠机筒的热传导,所以挤出机必须要有足够的加热装置功率。机筒的加热方式,可采用电阻加热,电感应加热或者用载热体加热。加热的控制有位式控制和比例控制。位式控制比较简单,是开关控制,总是全功率加热或者切断,温度波动大。比例控制是按照实际温度和设定温度差来自动选择加热功率,因此热惯性比较小,温度波动小。
机筒的冷却方式可以采用风冷和水冷,风冷方法是用电动风机来吹机筒需要降温的部位,让冷风带走机筒部分热量,以达到机筒降温目的。风冷机筒的特点是机筒降温的速度缓慢。机筒采用循环水冷却降温的速度较快,但长时间使用容易结垢堵塞,因此若要使用水冷方式,应该选用处理过的软化水。
挤出机的传动系统要为挤出机提供螺杆运转动力,为了满足工艺要求,对挤出机的动力应有以下几个要求:(1)螺杆能够有足够的转矩;(2)螺杆能够从低速起动,然后调至所需要的转速,并且应该是恒转矩状态;(3)运转平稳,转速不波动。
一台挤出机主机由挤压、传动、加热冷却三部分系统组成。挤压系统主要由螺杆和机桶组成,是挤出机的关键部分。传动系统中起作用是驱动螺杆,要保证螺杆在工作过程中具备所需要的扭矩和转速。加热冷却系统主要来保证物料和挤压系统在成型加工中的温度控制。
挤出设备的辅机的组成根据制品的种类而定。一般说来,辅机由剂透定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置以及制品的卷取或堆放装置等部分组成。
挤出机控制系统的主要作用,是在挤出过程中实现对螺杆转速、机筒温度和熔体压力等工艺参数的控制。目前,以仪表控制系统、PLC控制系统为主要选择。两者的功能分别为:温度控制中仪表控制系统可以实现开关两控制,也可以采用智能仪表实现简单比率控制,而PLC控制系统可以通过模拟量通信实现PID(比率-积分-微分控制)控制;前者压力控制显示熔体压力,而后者显示熔体压力并实现闭环控制;前者的测试功能只有显示功能,而后者可以实现测试单元的串口通信。挤出机的控制系统主要由电气、仪表和执行机构组成,其主要作用为:
(1)控制主、辅机的拖动电机,满足工艺要求所需的转速和功率,并保证主、辅机能协调地运行。
(2)控制主、辅机的温度、压力、流量和制品的质量。
(3)实现整个机组的自动控制。
(4)进行数据的采集和处理,实现闭环控制。
双螺杆挤出机的主要技术参数: (1)螺杆公称直径。螺杆公称直径是指螺杆外径,单位为mm。对于变直径(或锥形)螺杆而言,螺杆直径是一个变值,一般用最小直径和最大直径表示如:65/130。双螺杆的直径越大,表征机器的加工能力越大。
(2)螺杆的长径比。螺杆的长径比是指螺杆的有效长度与外径之比。一般整体式双螺杆挤出机的长径比是在7-18之间。对于组合式双螺杆挤出机,长径比是可变的。从发展看,长径比有逐步加大的趋势。
(3)螺杆的转向。螺杆的转向有同向和异向之分。一般同向旋转的双螺杆挤出机多用于混料,异向旋转的挤出机多用于挤出制品。
(4)螺杆的转速范围。螺杆的转速范围是指螺杆的最低转速到最高转速(允许值)间的范围。同向旋转的双螺杆挤出机可以高速旋转,异向旋转的挤出机一般转速仅在0-40r/min。
(5)驱动功率。驱动功率是指驱动螺杆的电动机功率,单位为kw。
(6)产量。产量指每小时物料的挤出量,单位为kg/h。
双螺杆挤出机的工艺原理: (1)接通电源按工艺把温控仪表调到一定的温度进行加热,等到温度到了以后,要保温3小时对料筒里的物料进行软化,然后把温控仪表调到工艺要求的温度进行控制。
(2)开启主机在开启主机时要注意电机的电流大小,如果电流过大,这时不能将速度调上去,要检查料筒里的物料是否被软化,或挤出机有没有故障,一定要等到正常后,将速度调到制品所需要用的转速进行生产。
(3)开启辅机喂料机、牵引机、切割机。
挤出机的系统
其工作过程为:把触摸屏中的设定值通过通信线路传输到PLC,同时机筒和模头上的当前温度通过热电偶传送到温控模块进行处理,再由温控模块传送到PLC中。当温度值与设定植在PLC中进行数值比较后,如果当前值低于设定值,PLC就发出指令使PLC内部相应的热电器得电工作,并使接触器得电工作。由于接触器的闭合通电,使得加热器通电加热。在加热过程中,热电偶不断地把当前温度传送到温控模块,温控模块也不断地把数值传送到PLC中进行数值比较。经过一段时间的加热后,如果当前温度值高于设定值,PLC就发出指令,使得PLC内部的继电器、接触器失电不工作。由于接触器的断开,使得加热器断电不加热。对有冷却风机的,PLC同时发出指令使PLC内部相应的继电器得电工作,使风机通电工作。通过风机冷却,把机筒的当前温度降低。当机筒温度达到设定值以后,PLC发出指令,使内部继电器失电不工作,并使中间继电器线圈失电不工作。由于中间继电器断开,使冷却风机断电停止工作。
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下:(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作;(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期;(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
南京国塑挤出装备有限公司市场部诚信:A&企业性质:生产商企业主营:低烟无卤电缆料造粒机&内外屏蔽电缆料造粒机&nbs……年 产 值:人民币 3000万-5000万元员工人数:51-100人联系方式:王成企业地址:江苏省南京市江宁区秣陵工业集中区泽丰路3号2014电大《生产运作管理》期末复习题答案(简答题)
1.制造性生产和服务性运作有哪些区别?
答:这两类生产的基本区别如下:
(1)产出的物理性质不同;
(2)资本的密集程度不同;
(3)与顾客的接触程度不同;
(4)企业辐射的范围不同;
(5)绩效的评估方法不同。
2.生产运作系统由哪些要素构成,它们之间有何内在关系?
答:生产运作系统主要由硬件要素和软件要素构成。
(1)生产运作系统的硬件要素主要包括生产技术、生产设施、生产能力、生产系统的集成。
(2)生产运作系统的软件要素主要包括人员组织、生产计划、生产库存、质量管理。
(3)生产运作系统中的硬件要素和软件要素各自有它们自己的作用,硬件要
素的内容和组合形式决定生产运作系统的结构形式;软件要素的内容和其组合形式决定生产运作系统的运行机制。具有某种结构形式的生产运作系统,要有一定的运行机制与之匹配。
3.流程型生产和加工装配型生产的主要区别何在?
答:按生产方法和工艺流程的性质,可将制造性生产分为流程型生产和加工装配型生产。流程型生产的工艺过程是连续进行的,且工艺过程的顺序是固定不变的。加工装配型生产的产品是由许多零部件构成的,各零件的加工过程彼此独立,所以整个产品生产工艺是离散的,制成的零件通过部件装配和总成装配最后成为产品。
4.存货型生产和订货型生产有何区别?
答:按企业接受订货的方式和顾客要求定制的程度,可将制造性生产划分
为存货型生产和订货型生产。
(1)存货型生产是在对市场需求量预测的基础上,有计划进行生产,产品有库
存。为防止库存积压和脱销,生产管理的重点是抓供产销的衔接,按量组织生产过程各环节之间的平衡,保证全面完成计划任务。这种生产方式的顾客定制程度很低,通常是标准化、大批量地进行轮番生产,其生产效率比较高。
(2)订货型生产是在收到顾客的订单后,才按顾客的具体要求组织生产,进行设计、供应、制造和发货等工作。由于是按顾客要求定制,故产品大多是非标准化的,在规格、数量、质量和交货期等方面可能各不相同。这种生产基本上没有成品存货。生产管理的重点是确保交货期,按期组织生产过程各环节的衔接平衡。
5.大量生产、成批生产和单件生产各有何特点?
答:按生产任务的重复程度和工作地的专业化程度,可将制造性生产划分
为大量生产、成批生产和单件生产。
(1)大量生产的特点是生产的品种少,每一品种的产量大,生产稳定且不断重复生产。
(2)成批生产的特点是生产的产品产量比大量生产少,而产品品种较多,各种产品在计划期内成批地轮番生产,大多数工作要负担较多工序。
(3)单件生产的特点是产品对象基本上是一次性需求的专用产品,一般不重复生产。
6.服务性运作有哪些类型?
答:服务性运作的类型如下:
(1)按照是否提供有形产品,可分为纯服务性运作和一般服务性运作。
(2)按照与顾客接触的程度,可分为高接触型、混合型和准制造型运作。
(3)按生产系统的特性划分,可分为技术密集型运作和人员密集型运作。
7.简述我国安全生产方针。
答:“安全第一,预防为主,综合治理”是我国的安全生产方针。“安全第一”,首先强调安全的重要性。安全与生产相比较,安全是重要的,因此要先安全后生产。也就是说,在一切生产活动中,要把安全工作放在首要位置,优先考虑。它是处理安全工作与其他工作关系的重要原则和总的要求。“预防为主”是指安全工作应当做在生产活动开始之前,并贯彻始终。“凡事预则立,不预则废。”安全工作的重点应放在预防事故的发生,事先考虑事故发生的可能性,以尽量减少事故的发生和事故造成的损失。因此,必须在从事生产活动之前,充分认识、分析和评价系统可能存在的危险性,事先采取一切必要的组织措施、技术措施,排除事故隐患。“综合治理” 是强调要从技术、教育、政策规定和法制建设等各方面加强管理与综合治理的力度。以“安全第一”的原则,处理生产过程中出现的安全与生产的矛盾,保证生产活动符合安全生产、文明生产的要求。
8. 简述生产运作战略的特点。
答:生产运作战略具有三个特点:
(1)贡献性,它强调对企业竞争优势的贡献,通过对产品目标的明细化使生产系统功能具有优先级而保证竞争优势的突出,为企业竞争提供坚实的产品和后援
(2)一致性,它强调生产运作系统与企业要求的一致性,同时也强调生产运作系统内部硬件要素与软件要素的一致、协调关系,以此来保证整个生产运作系统
的目标及其优先级;
(3)操作性,它强调战略既是一种计划思想,又应便于贯彻实施。
9. 现代生产的竞争力具体表现在哪些方面?
答:现代生产的竞争力被归纳为以下五个方面:
(1)成本,是指具有竞争性价格的产品和服务;
(2)柔性,包括对需求变化的应变能力、灵活性和新产品开发的速度;
(3)质量,包括产品质量和过程质量;
(4)交货,包括交货速度和交货可靠性;
(5)服务,包括有效的售前和售后服务及产品支持能力等。
10. 简述生产战略与公司战略的关系。
答:公司战略的制定应考虑到生产运作战略的优势和劣势,扬长避短。同样,生产运作战略必须同该公司的整体战略相一致,制定出的生产运作战略要服务于公司的目标。这就要求高级管理者要同职能部门一起制定出生产运作战略,做到生产运作战略与公司战略之间相互一致而非相互冲突。
11. 简述企业生产战略形成中内外环境分析的重要性。
答:外部环境分析能够对生产运作产生显著的影响,从而影响生产运作战略以及公司战略的形成。对内部环境的分析通常能帮助识别企业目前生产运作的优劣势。
12. 简要分析基于成本的战略。
答:基于成本的战略是指通过发挥生产系统的规模经济优势,以及实行设计和生产的标准化,使得产品的成本大大低于竞争对手的同类产品,获得价格竞争优势并造成一种市场进入壁垒。
13. 简要分析基于质量的战略。
答:基于质量的战略是指企业把质量作为竞争优势的来源,即依靠顾客感知到的产品或服务的相对质量的领先地位,赢得市场高的占有率和稳定的利润。
14. 简要分析基于时间的战略。
答:基于时间的战略是指企业把时间转化成一种关键的竞争优势来源,通过缩短产品开发周期和制造周期以提高对市场需求的反应速度,使企业具备提供众多的产品种类和覆盖更多细分市场的能力。
15.质量管理的主要内容有哪些?
答:质量管理的主要内容有:
(1)了解顾客的需求。通过对市场的调查了解顾客需求,并以顾客满意度作
为质量管理的目标。
(2)员工参与和团队建设。充分发挥每个员工的作用,利用质量团队等形式
改进产品质量。
(3)系统和过程的持续改进。质量改进是一个持续循环的过程,通过不断的
改进,提升顾客的满意水平。
16.质量成本可以分为哪几种?
答:质量成本可分为:
(1)内部损失成本,是与低劣产品或服务有关的到达用户前的成本,如返工费、修理和停工损失等;
(2)外部损失成本,是与提交用户不合格产品或服务有关的成本,如退货、信誉降低损失等;
(3)鉴定成本,是为核算、评价和审核原材料、成本和服务,与产品质量标准一致所发生的成本,如检验设备、试验、检验人员等产生的费用;
(4)预防成本,是与减少潜在质量问题有关的成本,如质量改善项目、培训、检测产生的费用等。
17.什么是工序能力和工序能力指数,为什么要考察工序能力?
答:工序能力是指工序在一定时间内处于稳定状态下的实际加工能力,可以衡量工序质量的高低。工序能力指数是技术要求和工序能力的比值(TU-TL/6σ),是反映工序满足产品质量标准(规格、公差等)程度的指标。通过对工序能力的调查,可以根据特定工序的运行状况采取不同的措施,如对能力不足的工序进行改进等措施。
18.质量小组在质量管理过程中的作用如何,如何顺利实现其作用?
答:质量小组是发现和解决质量问题及吸引职工参与质量改进工作的重要手段,其作用在于有利于发现涉及多个部门、多个管理层的质量问题,以及对其进行改进。在质量小组的活动中应广泛吸纳与质量问题相关的部门、层次的人员加入,充分发挥生产第一线的工人的作用。同时,企业各个部门及管理层应对质量小组以支持和帮助,保证质量小组作用的充分发挥。
19.简述PDCA 循环的工作步骤。
答:PDCA(戴明环)是指在质量持续改善活动中使用的“计划(PLAN)―实施(DO)―检查(CHECK)―处理(ACT)”的工作循环方法。计划指对工序进行研究,明确要解决的问题,制定出改进计划并给出计划的评价方案;实施是依据计划进行质量改进的过程;检查步骤分析计划实施结果是否达到计划目标;处理阶段,如果计划目标实现则推广使用新的方法,如果尚未达到目的则进行下一轮的循环过程。图1: 挤出成型工艺流程图_百度文库
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