年产1000吨硬质聚氯乙烯管材车间工艺设计 (6)

Vb——物料在机筒内壁的剪切速度

Vb= n S （3.28） =2536.5 =195cm/h =0.054cm/s δf——螺棱间隙，0.02cm 经计算得：

Qf=0.017+8.69310-6ΔP/η （3.29）

（3）压延间隙漏流Qc

???P?6????????2R?H???'?2?'3?????3mQc?n????2R?H???'? （3.30） ????4?S?B?m????式中：

ζ，——最小压延间隙，0.01cm n——螺杆转速，25min-1=0.42s-1

经计算得：

Qc=0.17－2.12310-7ΔP/η （3.31）

（4）侧间隙漏流Q?

拖曳流： Q?1???n??2R?H???H?????????tg?? （3.32） 压力流 ： 有误 3为次方

Q?25?P??H?????????tg???3cos2???????tg???????tg??? 22???1?0.630??cos?????cos??0.052?12??lH??H??????????（3.33）

式中：

ε——侧间隙宽度，0.68cm l——间隙长，cm

l?H?? （3.34） cos? =（0.54－0.02）÷cos7° =0.52cm

经计算得：

Q?1=0.12 cm3/s

Q?2=1.52310-7ΔP/η ∴Q?=Q?1?Q?2

=0.12＋1.52310-7ΔP/η （3.35） 最佳工作点：

A 挤出机的挤出能力 由Janssen的经验公式：

Q=2nV―Qt―2Qf―2（Qc+Q?） 把式（3.25）、（3.29）、（3.31）、（3.35）代入上式：

Q=55.54―2.13310-3ΔP/η

B 机头口模的工作点

Q=KΔP/η 式中：

K——机头口模的阻力常数

K=C平均t3÷12L1 =[π3（20.2+18.5）÷230.853]÷（12326）

=0.12cm3 L1 ——口模平直段的长度，cm t ——环形缝口模的模缝厚度，cm

C平均——环形口模圆周的平均长度，cm

∴Q =0.12ΔP/η 由式（3.37）（3.42）得：

Q=55.54－0.00213÷0.12Q =54.45cm3/s

∴Q =54.4531.44533600÷1000

=283.25kg/h ∴挤出机的最佳工作点为Q=283.25kg/h

3.6.7 与辅机匹配

3.36） 3.37）

3.38） 3.39）

3.40）

3.41）

（ （（ （ （ （

塑料由螺杆在机筒中塑化后经机头芯模和口模的环形缝隙挤压成管状，紧接着进入定径套冷却定型，再进入冷却水槽中进一步冷却，充分冷却后的管子由克调节牵引速度的牵引装置拉出，最后由切割装置按规定的长度切断，即可获得一定壁厚及一定长度的塑料管材。

牵引装置的挤出线速度应与挤出机的生产能力应该匹配，可按下式计算：

Q=9.45ρ2t2v（D1+D2） （3.42） 283.25=9.4531.44530.593v3（18.82+20.0） ∴ V=0.91（m/min）

式中：Q——管材的生产率，kg/h ρ——20℃下塑料的密度，g/cm3 t——管材的壁厚，cm v——挤出线速度，m/min D——管材的外径，cm

D1——管材的内径，cm

3.7 定型

本设计采用的是外定径，真空定径法。这种定径装置由真空定径套、冷却水槽、真空泵、电动机、管道等组成。其原理是：通过在真空定径套里抽真空，利用真空孔把管子吸住，使管子外壁和真空定径套内壁紧密接触，以确保管子定径，并在第一真空段前面设一冷却段以防止挤出物粘在定径套壁上。

为了防止空气从进口处漏入定径套，破坏真空效果，定径套内径要比管坯外径略小，以保证密封。定径套与口模之间的距离由管子外径和牵引速度决定，一般在10～100mm之间。

（1） 定径套的长度

对于硬质聚氯乙烯直径为300mm以下的管子，其定径套的长度为定径套内径的3～6倍。

L=4003t23v （3.43）

=40030.59230.52 =72.4cm

取整为：75cm

式中 ：L——定径套长度，cm t——管材壁厚，cm v——挤出速度，cm/s

（2） 定径套的内径

对于聚氯乙烯硬管，管子的收缩率较小，可忽略不计。内径的大小等于管子的外径200mm。

（3）定型冷却温度

冷却到玻璃化温度80℃以下。

3.8 冷却

管材由定径套出来时，并没有完全冷却到室温，如果不继续冷却，其壁厚径向方向上存在着温度梯度，会使原来变硬的表层温度上升变软，引起变形，因此必须继续冷却，排除余热。

设备：喷淋式冷却水箱。（原因见2.1.4） 温度：冷却至室温25℃。

3.9 牵引

牵引机的作用是给由机头出来的初步定型的管子提供一定的牵引力和牵引速度，克服冷却过程中所产生的摩擦力，使塑料管材以硬质均匀的速度自冷却装置中引出，并通过调节牵引速度来调节管子的壁厚，以获得综合要求高的管材。

对于生产硬质聚氯乙烯排污管材，本设计采用履带式牵引机构。它由三条呈120°均匀分布的履带组成，每条履带两端都装有链轮，右端链轮通过驱动马达、无级变速其及链条传动而拖动蜗杆涡轮，实现履带对管材的牵引。同时还附加速度指示表，左端链轮通过手轮、蜗杆蜗轮转动，而带动链条传动系统驱动蜗杆蜗轮，实现 履带之间距离调节，以适应不同管子直径的牵引。因此，这种装置调节方便，调节范围也比较宽。

牵引速度：v=0.91m/min，见本章3.6.7。

3.10 切割

当牵引机把冷却定型后的管子递送到一定长度后就可以开动切割装置将管子切断。 对于口径较大的管材，双锯切割装置的工作效率较低，切割范围一般在小于170mm的管径。所以本设计采用自动行星锯进行切割。

切割长度为6m。

自动行星锯进行切割主要特点：切割管径较大，范围广，自动化程度高，使用时可自动亦可半自动切割，大大减轻了劳动强度，提高工作效率。

本设计采用SJ-GF150A型塑料挤出机硬管辅机

3.11 扩口

本设计管材的承插口形式是R型承插口，采用弹性密封圈连接。PVC-U管材的扩口属于塑料二次加工中的热成型工艺。

扩口工作大致分为三个步骤：

（1）将管材一段在加热炉中加热到一定温度，常用的加热方式有油浴加热和电加热。 （2）将管材加热好的一端趁热插入扩口机头的模芯中，操作扩张顶杆，使其扩成型

后再用水彭林冷却。

（3）管材冷却后，顶杆回撤，多瓣机头截面缩小，机头从扩口面退出。 扩口温度： 160～180℃

加热时间： 壁厚5.9mm，加热时间6～10min 冷却条件： 采用水冷，冷却到40～50℃ 扩口装置： SGK型扩管机

3.12 检验

（1）外观和颜色

用肉眼直接观察，内壁可用光源照看。 （2）尺寸

用精度为1mm的卷尺测量。

管材壁厚按GB8806规定测定。在管材的同一截面沿圆周均匀德测量八个点的壁厚，计算其基本算术平均值，为平均壁厚，不足0.1mm的进到0.1mm。平均壁厚的极限偏差应小于0.8mm。

沿圆周测量最大壁厚和最小壁厚，不足0.1mm的进至0.1mm。测量结果与公称壁厚的差为壁厚偏差。壁厚的极限偏差应小于0.9mm。

用精度为0.01mm的内径量表测量承口中部内径。承口最小直径不小于200.2mm，承口最大直径不大于200.8mm。

管材长度为6m。

（4）维卡软化温度

按GB8802测试，维卡软化温度应大于等于79℃。

（5）纵向回缩率

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