Список тематических статей

Экструдер

Машина для размягчения (пластикации) материалов и придания им формы путем продавливания через профилирующий инструмент (так называемую экструзионную головку), сечение которого соответствует конфигурации изделия.

Процесс переработки материалов в экструдере называется экструзией. В экструдере получают главным образом изделия из термопластичных полимерных материалов, используют их также для переработки резиновых смесей (в этом случае экструдер часто называют шприц-машиной). С помощью экструдера изготовляют пленки, листы, трубы, шланги, изделия сложного профиля и другие, наносят тонкослойные покрытия на бумагу, картон, ткань, фольгу, а также изоляцию на провода и кабели. Экструдеры применяют, кроме того, для получения гранул, подготовки композиций для каландрирования, формования металлических изделий и других целей.

Экструдер состоит из нескольких основных узлов: корпуса, оснащенного нагревательными элементами; рабочего органа (шнека, диска, поршня), размещенного в корпусе; узла загрузки перерабатываемого материала; силового привода; системы задания и поддержания температурного режима, других контрольно-измерительных и регулирующих устройств. По типу основного рабочего органа (органов) экструдеры подразделяют на одно- или многошнековые (червячные), дисковые, поршневые (плунжерные) и другие.

Первые экструдеры были созданы в IXX веке в Великобритании, Германии и США для нанесения гуттаперчевой изоляции на электрические провода. В начале ХХ в. было освоено серийное производство экструдеров. Примерно с 1930 экструдеры стали применять для переработки пластмасс; в 1935-37 паровой обогрев корпуса заменили электрическим; в 1937-39 появились экструдеры с увеличенной длиной шнека (прототип современного экструдера), был сконструирован первый двухшнековый экструдер. В начале 1960-х гг. были созданы первые дисковые экструдеры.

Наибольшее распространение в промышленности получили шнековые (червячные). Захватывая исходный материал (гранулы, порошок, ленту и другие) из загрузочного устройства, шнек перемещает его вдоль корпуса. При этом материал сжимается (давление в экструдере достигает 150-500 кгс/см²⁾, разогревается, пластицируется и гомогенизируется.

По частоте вращения шнека экструдеры подразделяются на нормальные (окружная скорость до 0,5 м/мин) и быстроходные (до 7 м/мин);

по конструктивному исполнению - на стационарные и с вращающимся корпусом, с горизонтальным или вертикальным расположением шнека.

Существуют экструдеры со шнеками, осуществляющими не только вращательное, но и возвратно-поступательное движение.

Для эффективной гомогенизации материала на шнеках устанавливают дополнит, устройства (зубья, шлицы, диски, кулачки и так далее).

Получают распространение планетарно-вальцевые экструдеры, у которых вокруг центрального рабочего органа (шпинделя) вращается несколько (4-12) дополнительных шнеков.

Принцип действия дискового экструдера основан на использовании возникающих в упруго-вязком материале напряжений, нормальных к сдвиговым. Основу конструкции такого экструдера составляют 2 плоско-параллельных диска, один из которых вращается, создавая сдвиговые и нормальные напряжения, а другой неподвижен. В центре неподвижного диска имеется отверстие, через которое выдавливается размягченный материал. Дисковые экструдеры обладают более высокой пластицирующей и гомогенизирующей способностью, чем шнековые, но развиваемое ими давление формования ниже. Поэтому используют их главным образом как смесители-грануляторы или для подготовки материала перед загрузкой в шнековый экструдер.

Преимуществами дискового и шнекового экструдера обладает комбинированный экструдер с независимыми приводами шнека и диска.

Поршневой экструдер из-за низкой производительности используют ограниченно, в основном для изготовления труб и профилей из реактопластов.

Гладкова Наталья