复合管材生产线挤出机转数比例的理论计算

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1、复合管材生产线挤出机转数比例的理论计算AUGUSTl————————_L加工应用?Processingandapplication复合管材生产线挤出机转数比例的理论计算李玉伟郭瑞周少鹏河北宝硕管材有限公司保定071051摘要:在生产复合管材时.由于挤出设备采用的是两台规格型号完全不同的挤出机.在调整内,外层壁厚的工艺参数时.存在转数比例相差较大.工艺参数不易调整的情况.在壁厚变动时会更容易造成原料的大量浪费.针对此种情况.对挤出机之间的转数比例进行探讨.希望能对生产有一定的指导作用.关键词:复合管材共挤技术转数比例计算复合管材的生产采用的是共挤出技术,共挤出技术即使用

2、数台挤出机分别供给不同的熔融料流,在一个复合机头内汇合共挤出得到多层复合制品的加工过程.它能够使多层具有不同特性的物料在挤出过程中彼此复合在一起,使制品兼有几种不同材料的优良特性,在特性上进行互补,从而得到特殊要求的性能和外观.由于生产采用了两台或更多的挤出机,生产时便存在一个挤出机之间转数比例的问题.对于不同规格的管材,因为口径,内外层壁厚的不同,构成复合管材的各层之间所需要的原料挤出量可能存在差异,这也导致了几台挤出机之间转数存在一个比例.作业生产时,如果仅仅凭经验逐步调节转数比例来使产品达到合格,则会产生大量的废料,既浪费资源也增加了管材成品成本.下面从基本公式

3、入手,以挤出机的最大挤出量,最大转数以及管材规格等已知条件为参量,推导出转数比例公式,以帮助工艺员能够尽快确定挤出机转数的大致比例范围,调好工艺参数,从而减少原料浪费,降低产品成本.1环境条件假设假设现有一条生产双层复合管材的生产线,此复作者简介:李玉伟,男,1971年出生,工程师,毕业于河北工业大学石油加工专业.现在河北宝硕管材有限公司从事技术研究工作.72匠至笠笪童2006/8合管材生产线的挤出部分由l#与2#两台规格型号完全不同的挤出机组成,l#对应挤出复合管材的外层,2#对应挤出复合管材的内层.两台挤出机的基本工艺参数如表l中所示:表1挤出机基本参数表假设现在

4、需要生产的复合管材的规格为(单位:mm),外层厚度为(单位:mm),内层厚度为(单位:mm),如图1所示.图1管材横截面2公式推导假设现设定两台挤出机的转数分别为N.,N(单位:转份),在1小时内,两台挤出机挤出的管材长度分别为l.,l(单位:m).2.1挤出机挤出量的理论计算当塑料品种和挤出制品一定的情况下,挤出速度仅与螺杆转速成正比[1].在不考虑挤出机的逆流流量以及漏流流量的情况下,挤出机的挤出量与其螺杆转速成简单的正比关系,即可表示为:Q=aN因此,1#挤出机1小时的挤出量为:同样,2#挤出机1小时的挤出量为:①②2.2关于挤出管材产品的计算为方便公式推导,假

5、设生产的管材是壁厚均匀,直径固定的.1#挤出机"管材产品"的规格为dxe外.根据质量公式:lpXVl根据环形面积公式:兀_(华根据体积公式有:=Slll将④与⑤代人到③中得到:一(③④⑤机械与模具MachineryandmoldlQ1=ml将①,⑥两式代人上面等式可得:×兀悃一(⑦同理对应2#挤出机有:z×N2p×兀×i(竿]⑧2.3转数比例公式⑦,⑧两个等式是在假设两台挤出机分别工作的基础上得到的,如果作为同一条生产线生产同一根复合管材的外层和内层时,两台挤出机之间的切合点就是:要求它们在相同时间内所挤出的"管材"的长度相同,即:,l=12根据⑦,⑧两式可得两台挤出

6、机之间的转数比例公式:Nl一ⅣlX2N2Ⅳm2Xl,,×一)x⑨3公式分析3.1形式分析在应用于实际计算时,对于给定的生产线,由于挤出机的基本参数,Ⅳ均为已知的常数,故式⑨可进一步简化为:Ⅳl一,1,,P外×—P外Ⅳ2×一2e+P内⑥式中:c=Nm~1XQmax2在正常生产情况下,挤出机所挤出的原料质量与所得到的管材产品质量相等,消耗多少吨的树脂原料即对于一条给定的复合管材生产线,C值在一次计算出来之后,短时间内可以认为是固定不变的,其匠窒墼曼童2006/873AUGUSTI加工应用?Processingandapplication挤出机转数之比仅与所需生产的管材直径

7、,内外层厚度有关.但生产线在较长时间使用之后,由于设备性能存在折损问题,故而对于c值应该每隔一定时间即进行一次校正.当所采用的挤出机规格型号完全相同时,理论情况下可认为C=1,此时,等式具有最简单的形式:N.一×一)一N2一3.2误差分析通过3.1的分析可知道,影响挤出机转数比例精确度的关键因素在于c值.c值的确定不仅需要挤出机能达到的实际最大挤出量与最大转数,而且需要从经验或是理论数字上把握两者之间的函数关系.2.1中计算挤出机挤出量时没有考虑挤出设备的逆流流量和漏流流量,而在实际生产中,这两个值是存在的,且不仅受设备制作时精密度的影响,同时与生产