20.Определите особенности конструкции дисковых и поршневых экструдеров.

Дисковые или эластодинамические экструдеры устроены и действуют следующим образом. Основной рабочий элемент – диск 2 – вращается в массивном корпусе 1, в котром имеется загрузочное отверстие, расположенное тангенциально к окружности диска. Полимерный материал 3 захватывается вращающимся диском и увлекается в кольцевой конический зазор. Под действием силы трения материал у поверхности диска и корпуса происходит его быстрый нагрев и расплавление. Расплав испытывает как пластическую так и вязкоэластичскую деформации. В результате расплав испытывает давление, смещающее его к центру вращения и выдавливающее его через формующее отверстие. На выходном узле дискового экструдера устанавливают кольцевой электронагреватель 4.

П оршневые экструдеры используют для переработки определенных марок фенопластов и фторопластов. При производстве трубок и капилляров из фторопласта Ф-4 применяют машину схема которой на рисунке. Ее основными элементами являются материальный цилиндр 4, плунжер 3, совершающий возвратно-поступательное движение, и дорн 5 с дорнодержателем 6. Порошковый полимер 1 из бункера 2 самотеком через загрузочное отверстие поступает в цилиндр. Поскольку рабочий зазор между дорном и цилиндром не велик, то при движении плунжера, во-первых, открывается загрузочное отверстие, создается значительное давление на полимер, под действием которого он уплотняется и перемещается по кольцевому зазору к выходу из цилиндра, а, во-вторых, перекрывается загрузочное отверстие.

21.Укажите основные особенности устройства формующих головок экструзионного оборудования.

Головка экструдера – это съемный технологический инструмент, предназначенный для оформления экструдируемого расплава в погонажное изделие, конфигурация поперечного сечения которого определяется геометрией формующего канала. Конструкции формующих головок характеризуются значительным разнообразием. По направлению потока расплав головки могут быть прямоточными и угловыми. По конфигурации формующей щели различают головки плоскощелевые, кольцевые, профильные. По величине давления различают головки низкого (до 4 МПа), среднего (до 10 МПа) и высокого (более 10 МПа) давления.

При всем разнообразии конструкционного оформления в большинстве формующих головок можно выделить наличие общих элементов (рисунок). К ним относят корпус 1 с элементом присоединения к цилиндру экструдера. Это может быть фланцевое, байонетное или резьбовое соединение. Адаптер 2, фильтр-решетка 3, кольцевые зонные электронагреватели 7, регулировочное кольцо 8. В головках закрытого типа обязательно присутствует дорн 4 с дорнодержателем 6 и нередко система 5 для подачи воздуха внутрь изделия.

22 Укажите особенности экструзионной технологии производства трубных изделий из полимерных материалов

Процесс получения трубных изделий основан на непрерывном выдавливании расплава через соответствующую формующую головку с последующим охлаждением и отводом в соответствующие приемные устройства.

Основными элементами схемы получения продукции являются: 1. подготовка сырья;2. плавление и гомогенизация расплава в экструдере;3. формование исходной заготовки методом экструзии расплава через головку соответствующего профиля;4. калибровка (для изделий с большой размерной точностью);5. одно- и двухстадийное охлаждение готового изделия;6. соответствующее профилю изделия тянущее устройство;7. маркировка;8. намотка или резка.

Наиболее ответственным видом изделий такого рода являются трубные изделия, т.к. предназначены для работы под давлением. Кроме того, их геометрические размеры должно точно соответствовать техническим требованиям при сборке с соединительной арматурой.

Методом экструзии можно изготавливать трубные изделия от десятых долей миллиметра (капиллярные трубки) до труб диаметром 1500 мм с толщиной стенки 52 мм и более. Основными материалами для получения трубных изделий экструзией служат ПЭНП, ПЭВП, ПЭСД, ПП, ПВХ, ПТФЭ.

Общий вид и схема экструзионной линии для производства полимерных труб из термопластов: 1 – тянущее цепное устройство; 2 – охлаждающая ванна; 3 – трубное изделие; 4 – калибратор; 5 – нагревательные элементы; 6 – экструзионная (формующая) головка; 7 – материальный цилиндр экструдера; 8 – червяк с переменным шагом винтовой нарезки; 9 – бункер с гранулами термопласта; 10 – редуктор; 11 – соединительная муфта; 12 – электродвигатель; 13 – механизм резки; 14 - штабелер

Для придания трубному изделию профиля заданных размеров и исключения его деформации в охлаждающем устройстве его калибруют, т.е. предварительно охлаждают с приданием расплаву определенной конфигурации и размеров. Калибрование труб и шлангов проводят по наружной или внутренней поверхности

23. Проведите анализ конструкции прямоточной трубной головки.

Р ис. Схема типовой прямоточной трубной головки

Конструктивное оформление трубных головок весьма разнообразно. Оно зависит от соотнош. Ø шнека экструдера и полимерной трубы, от толщины ее стенки, вида и свойств перераб. термопласта. Общим для формующих головок такого типа является следующее (рис.). Корпус 1 головки, который фланцевым, байонетным или резьбовым соединением прикрепляется к концевой части материального цилиндра экструдера. Адаптер 2, служащий для геометрического согласования входного отверстия головки с экструдером. Фильтр-решетка 3, который необходим для удаления из потока непроплавленных частиц. Конструкция фильтра зависит от производительности агрегата. Применяют фильтры кассетные, шиберные, с самоперемещающейся сеткой. Формование трубы происходит в кольцевом зазоре между корпусом и дорном 4, удерживаемом дорнодержателем 6. Последний может иметь форму перфорированного кольца или крестовины, через которую в канал внутри дорна из штуцера 5 подается сжатый воздух для раздува трубы. На поверхности начального участка корпуса и дорна (дорнодержателя) при производстве толстостенных труб предусматривают спиральную нагрузку, способствующую перемешиванию расплава, Коническая форма кольцевого канала предназначена для увеличения давления на расплав и для его турбулизации в целях сращивания струй, образовавшихся при рассече­нии потока дорнодержателем. Во избежание образования застойных зон в головке все сопряжения деталей, образующих оформляющий канал, должны быть плавными. Прямоточная, формирующая часть головки длиной l_ф довольно протяженная. На этом участке поток расплава ламинаризуется. Наибольшее значение напряжения сжатия в конической части головки может составлять до 30 МПа.

Установлено, что относительная длина формующего участка существенно влияет на прочность изделия в продольном и поперечном направлении и на значение его продольной и поперечной усадки.

Кольцо 8 с винтами 9 служит для регулировки толщины стенки по периметру трубы; кольцевые зонные нагреватели 7 позволяют поддерживать в головке требуемый тепловой и гидродинамический режим. В трубных головках Ø более 200 мм нагреватели устанавл. также и внутри дорна.