Машиностроительными предприятиями вы пускаются различные модели экструлеров. Классификация экструдеров наиболее час­то производится по характеру рабочего органа, в качестве ко­торого могут быть червяк (шнек), диск или их комбинации. В отечественной литературе экструдеры, рабочим органом кото­рых служит червяк, называют также червячными прессами. В производствах по переработке пластмасс применяются сле­дующие типы экструдеров: I) одночервячные прессы; 2) двух - чсрвячные прессы; 3) дисковые экструдеры; -1) комбинирован­ные экструдеры каскадного типа; 5) червячные осциллирующие смесители, применяемые при пластикации композиционных ма­териалов (главным образом па основе пластифицированного ПВХ).

Одночервячные прессы. Эти машины получили наибольшее распространение. В зависимости от расположения цилиндра они могут быть горизонтальными и вертикальными. Одночер­вячный пресс с горизонтальным расположением цилиндра схе - хгатически изображен на рис 4.1. Цилиндр пресса 3 крепится к узлу подшипника. Наружная часть цилиндра выполнена из тол­стостенной сварной трубы, в которую запрессована износостой­кая гильза 2 из азотированной стали. Обогрев цилиндра произ-

видится электронагревателями 4, образующими несколько теп­ловых зон. Загрузочная часть цилиндра изолирована от первой зоны нагрева водяной рубашкой для предотвращения прежде­временного плавления и зависания термопласта во время рабо­ты пресса и для защиты упорного подшипника редуктора от нагрева.

Электродвигатель 10 через эластичную муфту 9 приводит во вращение зубчатые пары редуктора 6’ н черняк 1. Регулирова­ние частоты вращения червяка осуществляется с помощью смен­ных шестерен редуктора или бесступенчато-тиристорным элект­роприводом. На выходном валу редуктора смонтирован узел упорного подшипника, воспринимающий осевые усилия, возни­кающие при экструзии расплава. Для питания экструдера тер­мопластом имеется загрузочная воронка 6 со смотровым окном для наблюдения за уровнем материала. На наружной поверх­ности цилиндра размещаются трубчатые змеевики 5 для охлаж­дающей воды. Системы обогрева и охлаждения червячных прес­сов предназначены для автоматического регулирования п под­держания теплового режима по зонам. С этой целью в каждой зоне цилиндра установлена термопара с выводом на милли­вольтметр или потенциометр.

Современные экструдеры отличаются универсальностью, вы­сокой производительностью и надежностью з работе. Червяч­ные прессы последних конструкций имеют улучшенную компо­новку (выносные упорный подшипник и электродвигатель, удобные для обслуживания системы охлаждения и нагревания пресса) и современное внешнее оформление.

В экструдерах, предназначенных для переработки склонных к деструкции полимеров (поливинилхлорида, ацетилцеллюлоз - ных этролов и др.). предусматривают устройства для отсоса

Рис. 4.3. Зацепление червяков диухчер - вячного пресса

летучих. Черняки таких экстру­деров отличаются от обычных тем, что у них за зоной сжатия следует зона дегазации, имею­щая меньшую глубину нарезки, =<?

чем в зоне сжатия. Витки червя­ка в этой зоне заполнены расплавом не полностью. Именно в этом месте материального цилиндра располагается отверстие газоотводного канала.

Двухчервячные прессы. В отличие от одночервячных машин в цилиндре двухчервячных прессов параллельно размещены два червяка. По характеру расположения и направлению вра­щения червяков различают двухчервячные машины с зацепля­ющимися и нсзацепляющимися червяками; с одинаковым или встречным направлением вращения червяков. На рис. 4.2 пока­зана принципиальная схема двухчервячного пресса. Пресс со­стоит из обогреваемого цилиндра 1, червяков 2 и 2а, блока упорных подшипников 5 и 5а с косозубыми шестернями 4 и 4а, трехступенчатого редуктора 7, соединенного с ведомым чер­вяком при помощи цепной передачи 6. Привод червяков осуще­ствляется от электродвигателя 5. Перерабатываемый материал загружается в воронку 3, расплав. экструдируется через го­ловку 9.

На рис. 4.3 показано зацепление червяков даухчервячного пресса, вращающихся в одну сторону.

Двухчервячные прессы применяются для переработки по­рошкообразных материалов, имеющих небольшие насыпную массу н коэффициент трения о стен к п "цилиндра. Это связано с тем, что производительность двухчервячных прессов, в отличие ■от одночервячных, не зависит от сил трения между рабочими органами и материалом, так как материал захватывается чер­вяками и принудительно продвигается ими вперед. Производи­тельность зоны питания зависит от свободного объема между витками и от равномерности подачи материала. Эти_ машины нашли широкое применение при переработке порошкообразных композиций па основе ПВХ.

Дисковые экструдеры. Принцип действия дискового экстру­дера поясняет рис. 4.4. Термопластичный материал через за­грузочную воронку попадает в периферийную область зазора 7. образованного вращающимся диском 1 и корпусом экструде­ра 3, и вовлекается в круговое движение. Корпус снабжен электронагревателем 4, диск / также имеет электрообогрев. Со­прикасаясь с горячими поверхностями, материал разогревает­ся, плавится и выходит из экструдера через центральное отвер-

стие 6 и канал формующей головки 5 в виде профиля. Это осе­вое движение расплава является следствием возникающих в зазоре деформаций сдвига, которые вызывают напряжения, направленные вдоль оси диска.

Дисковые экструдеры по сравнению с червячными более просты по конструкции, дешевы и имеют меньшие габариты; качество смешения н них лучше, а время пребывания материа­ла в экструдере намного меньше, что важно для переработки термочувствительных полимеров. Недостатками этих машин яв­ляются пульсации производительности и невысокие давления в головке, что ограничивает их применение при работе с голов­ками большого сопротивления.

Недостатки дисковых экструдеров частично устраняются в дисково-червячных экструдерах, представляющих собой комби­нацию дисковых и червячных экструдеров. Выдавливаемый из отверстия дискового экструдера расплав попадает в цилиндр с червяком, а уже из него через формующую головку экструди­руется в виде профиля. Дисково-червячные экструдеры разви­вают высокое давление и пригодны для изготовления профили­рованных изделий.

Червячные осциллирующие смесители (ЧОС) применяются для пластикации композиций на основе вязких и термочувстви­тельных полимеров, таких как поливинилхлорид, эфиры целлю - I лозы и др. Червяк осциллирующего смесителя совершает наря­

ду с вращательным возвратно-поступательное, или осциллирую­щее (колебательное) движение.

На ряс. 4.5 изображен общий вид червячного осциллирую­щего смесителя. На станине 8 на специальных стойках 1 смон-

Рис. 4.5. Общий вид червячно­го осциллирующего смесителя:

; — стойки: 2 — шарнир: 3 — эубьи дли перемешивании материала: 4 — цилиндр; 5 — загрузочное усгроЯгт - но; 6 — червяк; У— редуктор; л' — станин о; 9 устройство для рас­крытия цилиндра*

тирован цилиндр 4 с за­грузочным устройством 5 и зубьями 3 на внутрен­ней поверхности. Па ста­нине монтируется уст­

ройство 9 для раскрытия цилиндра и шарнир 2 для его поворота. Ци­линдр имеет две зоны обогрева и одну зону ох­лаждения (в области за­грузочного уетройсгва).

Зоны обогреваются жидким теплоносителем, который цирку­лирует но специальным каналам на поверхности цилиндра. Зо­на загрузочной воронки охлаждается водой. Подвод и отвод теплоносителя в каждую зону — индивидуальный; управление тепловым режимом но зонам — автоматическое. Цилиндр разъ­емный, может раскрываться на две половины, как показано па рисунке. Половины соединяются между собой специальны­ми охватывающими разъемными хомутами, которые с одной стороны затягиваются болтами, а с другой стороны скрепля­ются с помощью шарнира. Подобное устройство обеспечивает быстрое ракрытие корпуса на время чистки или ремонта и плотное закрытие его при работе. Червяк смесителя получает вращательное и возвратно-поступательное движение от редук­тора 7. Винтовая нарезка червяка имеет пазы, в которые вхо­дят зубья 3, разбивающие поток расплава. Это способствует интенсивной гомогенизации расплава в процессе его прохож­дения вдоль цилиндра.