熔體泵在塑料擠出系統(tǒng)中的特性分析

1、熔體泵在塑料擠出系統(tǒng)中的特性分析熔體泵在塑料擠出系統(tǒng)中的特性分析陳琪徐林林（北京石油化工學(xué)院機(jī)械工程系102600）1概述熔體栗在塑料加工中通常與單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)一起使用，它可以使熔體進(jìn)一步均化，壓力穩(wěn)定，物料輸出無脈動(dòng)，可提篼制品的質(zhì)量。這種設(shè)備不僅用于塑料熔體造粒、混料，也可用于擠出片材、管材、薄膜和型材等。熔體泵的工作原理及主要結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)中的齒輪泵相近。但由于塑料加工工藝的特殊性，其選材及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都有獨(dú)特性。在塑料加工中，

2、熔體泵被安裝在擠出機(jī)與機(jī)頭之間，見。這樣就可以把擠出方向產(chǎn)生的波動(dòng)與機(jī)頭及下游設(shè)備隔離開來，不論泵人口處的壓力是否發(fā)生波動(dòng)，只要進(jìn)人泵的熔體能充分地充滿齒槽，它就能以穩(wěn)定的壓力和流量向機(jī)頭輸送物料，并保證機(jī)頭無波動(dòng)擠出，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和制品精度。同時(shí)，由于熔體泵是一種增壓設(shè)備，它能把擠出機(jī)計(jì)量段的穩(wěn)壓、增壓功能移到熔體泵上來完成，從而避免了擠出機(jī)在高的機(jī)頭壓力下工作時(shí)存在的功率消耗大、剪切力大、摩擦劇烈、物料停留時(shí)間長(zhǎng)，以及容易降

3、解等缺點(diǎn)，使擠出生產(chǎn)率提高，擠出機(jī)磨損降低。另外，使用熔體泵還能增加系統(tǒng)的可控制性，降低熔體溫度，降低能耗，實(shí)現(xiàn)線性輸出。在整個(gè)擠出系統(tǒng)中由微機(jī)控制著各個(gè)工藝參數(shù)，可將塑料擠出成型技術(shù)提高到一個(gè)新水平。軸制成一體，這樣在篼扭矩條件下更為可靠。通常兩齒輪之間中心距近似等于齒面寬度。當(dāng)泵內(nèi)壓力差特別篼時(shí)，可采用非直齒型輪齒結(jié)構(gòu)。齒面寬度小于兩齒間的中心距，齒面寬度減小，受壓面積小，可以降低軸承和輪齒的負(fù)荷。此外，齒面寬度減小，可以縮短兩軸之

4、間的距離，減少撓度。對(duì)于容積較大的熔體泵，可通過動(dòng)力分配器使兩個(gè)齒輪軸同為主動(dòng)軸，以減小嚙合受力，減少變形。熔體栗工作時(shí)兩側(cè)的壓力差較高，有時(shí)可篼達(dá)31MPa，易引起機(jī)械彎曲變形，因此需要增大齒輪直徑。通常齒輪直徑與齒面寬度構(gòu)成下式：b――齒輪寬度。熔體泵輸送熔體的過程中，輪齒是一對(duì)一對(duì)相互嚙合的。因此其瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的。熔體的脈動(dòng)程度取決于輪齒的彈性模量和輪齒的多少，齒數(shù)越少，齒間越深，脈動(dòng)越大。為了減少脈動(dòng)，可增加齒數(shù)，通常輪齒都多

5、于W個(gè)。這也符合輪齒避免根切的原則。熔體泵的容積效率、能量效率、熔體壓力、熔體溫度及機(jī)械磨損都與機(jī)械間隙的大小有直接關(guān)系，確定機(jī)械間隙時(shí)，既要考慮建立所需要的壓力，防止過多熔體的反向流動(dòng)，又要考慮熔體受篼剪切易引起過熱降解等工藝要求，通常采用的機(jī)械間隙為0.035~0.15mm，當(dāng)然這個(gè)間隙與熔體粘度、壓力、溫度，以及齒輪轉(zhuǎn)速、容積效率密切相關(guān)。沉浸在熔體工程塑料應(yīng)用之中的兩個(gè)相互嚙合的齒輪在壓力作用下，熔料沿著各種間隙向壓力低的方向流