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電纜的擠塑工序有哪些?

發(fā)布日期:2023-09-08 發(fā)布人: 原創(chuàng) 瀏覽次數(shù):1283
擠塑工序包含絕和護(hù)套生產(chǎn)工序。絕緣生產(chǎn)方式有:涂覆、繞包、擠包,以及它們的組合?,F(xiàn)在絕緣生產(chǎn)主要的是涂覆和擠包。電線電纜塑料絕緣層和護(hù)層生產(chǎn)的基本方式是采用單螺桿擠出機(jī)連續(xù)擠壓進(jìn)行的,由于擠出機(jī)具有連續(xù)擠出的特點(diǎn),所以塑料絕緣和護(hù)套的生產(chǎn)過程也是連續(xù)進(jìn)行的。


采用連續(xù)擠壓方式進(jìn)行

擠出設(shè)備一般是單螺桿擠塑機(jī)。塑料在擠出前,要事先檢查塑料是否潮濕或有無其它雜物,然后把螺桿預(yù)熱后加入料斗內(nèi)。在擠出過程中,裝入料斗中的塑料借助重力或加料螺旋進(jìn)入機(jī)筒中,在旋轉(zhuǎn)螺桿的推力作用下,不斷向前推進(jìn),從預(yù)熱段開始逐漸的向均化段運(yùn)動(dòng);同時(shí),塑料受到螺桿的攪拌和擠壓作用,并且在機(jī)筒的外熱及塑料與設(shè)備之間的剪切摩擦的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài),在螺槽中形成連續(xù)均勻的料流。在工藝規(guī)定的溫度作用下,塑料從固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的可塑物體,再經(jīng)由螺桿的推動(dòng)或攪拌,將完全塑化好的塑料推入機(jī)頭;到達(dá)機(jī)頭的料流,經(jīng)模芯和模套間的環(huán)形間隙,從模套口擠出,擠包于導(dǎo)體或線芯周圍,形成連續(xù)密實(shí)的絕緣層或護(hù)套層,然后經(jīng)冷卻和固化,制成電線電纜產(chǎn)品。

2.擠出過程的三個(gè)階段

塑料擠出最主要的依據(jù)是塑料所具有的可塑態(tài)。塑料在擠出機(jī)中完成可塑過程成型是一個(gè)復(fù)雜的物理過程,即包括了混合、破碎、熔融、塑化、排氣、壓實(shí)并最后成型定型。人們往往按塑料的不同反應(yīng)將擠塑這一連續(xù)過程,人為的分成不同階段,即:

電線電纜的擠塑工序可以大致分為三個(gè)階段:

塑化階段:這個(gè)階段主要是通過擠塑機(jī)機(jī)筒的加熱,使塑料逐漸變?yōu)檎沉黧w,并且經(jīng)過螺桿的旋轉(zhuǎn)作用,使塑料均勻地塑化。

成型階段:在這個(gè)階段,粘流體被推向機(jī)頭,并經(jīng)過機(jī)頭內(nèi)的模具,使其成型為所需要的各種尺寸形狀的擠包材料,同時(shí)包覆在線芯或?qū)w外。

定型階段:這個(gè)階段是在冷卻水槽或冷卻管道中進(jìn)行的,擠包層經(jīng)過冷卻后,由無定型的塑性狀態(tài)變?yōu)槎ㄐ偷墓腆w狀態(tài)。

3.塑化階段塑料流動(dòng)的變化

在塑化階段,塑料沿螺桿軸向被螺桿推向機(jī)頭的移動(dòng)過程中,經(jīng)歷著溫度、壓力、粘度,甚至化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化,這些變化在螺桿的不同區(qū)段情況是不同的。塑化階段根據(jù)塑料流動(dòng)時(shí)的物態(tài)變化過程又人為的分成以下三個(gè)階段

在加料段

首先就是為顆粒狀的固體塑料提供軟化溫度,其次是以螺桿的旋轉(zhuǎn)與固定的機(jī)筒之間產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用在塑料顆粒上,實(shí)現(xiàn)對軟化塑料的破碎。而最主要的則是以螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生足夠大的連續(xù)而穩(wěn)定的推力和反向摩擦力,以形成連續(xù)而穩(wěn)定的擠出壓力,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對破碎塑料的攪拌與均勻混合,并初步實(shí)行熱交換,從而為連續(xù)而穩(wěn)定的擠出提供基礎(chǔ)。在此階段產(chǎn)生的推力直接影響著擠出質(zhì)量和產(chǎn)量。

在熔融段

此段塑料遇到了較高溫度的熱作用,這是熱源,除機(jī)筒外部的點(diǎn)加熱外,螺桿旋轉(zhuǎn)的摩擦熱也在起著作用。而來自加料段的推力和來自均化段的反作用力,使塑料在前進(jìn)中形成了回流,回流的產(chǎn)生不但使物料進(jìn)一步均勻混合,而且使塑料熱交換作用加大,達(dá)到了表面的熱平衡。由于在此階段的作用溫度已超過了塑料的流變溫度,加之作用時(shí)間較長,致使塑料發(fā)生了物態(tài)的轉(zhuǎn)變,與加熱機(jī)筒接觸的物料開始熔化,在機(jī)筒內(nèi)表面形成一層聚合物熔膜,當(dāng)熔膜的厚度超過螺紋頂與機(jī)筒之間的間隙時(shí),就會(huì)被旋轉(zhuǎn)的螺紋刮下來,聚集在推進(jìn)螺紋的前面,形成熔池。由于機(jī)筒和螺紋根部的相對運(yùn)動(dòng),使熔池產(chǎn)生了物料的循環(huán)流動(dòng)。螺棱后面是固體床(固體塑料),物料沿螺槽向前移動(dòng)的過程中,由于熔融段的螺槽深度向均化段逐漸變淺,固體床不斷被擠向機(jī)筒內(nèi)壁,加速了機(jī)筒向固體床的傳熱過程,同時(shí)螺桿的旋轉(zhuǎn)對機(jī)筒內(nèi)壁的熔膜產(chǎn)生剪切作用,從而使熔膜和固體床分界面的物料熔化,固體床的寬度逐漸減小,知道完全消失,即由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)。此時(shí)塑料分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本的改變,分子間張力極度松弛,若為結(jié)晶性高聚物,則其晶區(qū)開始減少,無定形增多,除其中的特大分子外,主體完成了塑化,即所謂的“初步塑化”,并且在壓力的作用下,排除了固態(tài)物料中所含的氣體,實(shí)現(xiàn)初步壓實(shí)。

在均化段

這一段螺桿螺紋深度最淺,即螺槽容積最小,所以這里是螺桿與機(jī)筒間產(chǎn)生壓力最大的工作段;另外來自螺桿的推力和篩板等處的反作用力,是塑料“短兵相接”的直接地帶;這一段又是擠出工藝溫度最高的一段,所以塑料在此階段所受到的徑向壓力和軸向壓力最大,這種高壓作用,足以使含于塑料內(nèi)的全部氣體排除,并使熔體壓實(shí),致密。該段所具有的“均壓段”之稱即由此而得。

4.擠出過程的三個(gè)階段

在擠出過程中,由于螺桿的旋轉(zhuǎn)使塑料推移,而機(jī)筒是不動(dòng)的,這就在機(jī)筒和螺桿之間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng),這種相對運(yùn)動(dòng)對塑料產(chǎn)生摩擦作用,使塑料被拖著前進(jìn)。另外,由于機(jī)頭中的模具、多孔篩板和濾網(wǎng)的阻力,又使塑料在前進(jìn)中產(chǎn)生反作用力,這就使塑料在螺桿和機(jī)筒中的流動(dòng)復(fù)雜化了。通常將塑料的流動(dòng)狀態(tài)看成是由以下四種流動(dòng)形式組成的:

正流

是指塑料沿著螺桿螺槽向機(jī)頭方向的流動(dòng)。它是螺桿旋轉(zhuǎn)的推擠力產(chǎn)生的,是四種流動(dòng)形式中最主要的一種。正流量的大小直接決定著擠出量。

倒流(逆流)

它的方向與正流的流動(dòng)方向整好相反。它是由于機(jī)頭中的模具、篩板、和濾網(wǎng)等阻礙塑料的正向運(yùn)動(dòng),在機(jī)頭區(qū)域里產(chǎn)生的壓力(塑料前進(jìn)的反作用力)造成的。由機(jī)頭至加料口形成了“壓力下的回流”,也稱為“反壓流動(dòng)”。它能引起生產(chǎn)能力的損失。

橫流

橫流是沿著軸的方向,即與螺紋槽相垂直方向的塑料流動(dòng)。也是由螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)的推擠所形成的。它的流動(dòng)受到螺紋槽側(cè)壁的阻力,由于兩側(cè)螺紋的相互阻力,而螺桿是在旋轉(zhuǎn)中,使塑料在螺槽內(nèi)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),形成環(huán)狀流動(dòng),所以橫流實(shí)質(zhì)是環(huán)流。環(huán)流對塑料在機(jī)筒中的混合、塑化成熔融狀態(tài),是和環(huán)流的作用分不開的。環(huán)流使物料在機(jī)筒中產(chǎn)生攪拌和混合,并且利于機(jī)筒和物料的熱交換,它對提高擠出質(zhì)量有重要的意義,但對擠出流率的影響很小。

漏流

漏流也是由機(jī)頭中模具、篩板和濾網(wǎng)的阻力產(chǎn)生的。不過它不是螺槽中的流動(dòng),而是在螺桿與機(jī)筒的間隙中形成的倒流。它也能引起生產(chǎn)能力的損失。由于螺桿與機(jī)筒的間隙通常很小,故在正常情況下,漏流流量要比正流和倒流小的多。在擠出過程中,漏流將影響擠出量,漏流量增大,擠出量將減小,塑料的四種流動(dòng)狀態(tài)不會(huì)以單獨(dú)的形式出現(xiàn),就某一塑料質(zhì)點(diǎn)來說,既不會(huì)有真正的倒流,也不會(huì)有封閉的環(huán)流。熔體塑料在螺紋槽中的實(shí)際流動(dòng)是上述四種流動(dòng)狀態(tài)的綜合,以螺旋形軌跡向前的一種流動(dòng)。
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