[設(shè)備]擠出機(jī)造粒過(guò)程中的溫度控制

目前在擠出機(jī)上最常用的是電加熱，也是比較清潔、有效、易控的加熱方式。當(dāng)然還有導(dǎo)熱油、電磁感應(yīng)等等。

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擠出機(jī)在造粒過(guò)程中的溫度控制無(wú)疑是一項(xiàng)很重要的工藝過(guò)程控制，溫度控制的好壞直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)一些對(duì)溫度敏感材料來(lái)說(shuō)尤其重要。

一、擠出機(jī)在擠出生產(chǎn)過(guò)程中熱量的產(chǎn)生（升溫）

1、外部加熱

目前在擠出機(jī)上最常用的是電加熱，也是比較清潔、有效、易控的加熱方式。（當(dāng)然還有導(dǎo)熱油、電磁感應(yīng)等等，這里暫不論述。）也就是用電加熱器（內(nèi)有電阻絲）包裝在機(jī)筒上，通過(guò)通電發(fā)熱，因熱量的傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射的共同作用，加熱物料并使之熔融。

電加熱器目前常用的有云母加熱器、陶瓷加熱器、鑄鋁加熱器、鑄銅加熱器、鑄鐵加熱器等，因功效各不相同而用在不同的擠出機(jī)上。云母加熱器成本較低，便于加工，但壽命較短。（以圓形較耐用一點(diǎn)）；陶瓷加熱器、鑄鐵加熱器功率可做的較大，升溫快，能升到300℃以上或更高，但壽命比鑄鋁加熱器、鑄銅加熱器要短，熱效率也差些。鑄鋁加熱器、鑄銅加熱器因熱效率高，保溫性能好，使用壽命長(zhǎng)而最為常用。

2、擠出過(guò)程中的剪切摩擦熱（內(nèi)熱）

A：在擠出過(guò)程中，塑料粒子的形態(tài)因強(qiáng)烈的擠出壓力作用而變形所產(chǎn)生的熱量；

B：塑料粒子之間以及粒子與機(jī)筒和螺桿之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量；螺桿剪切越強(qiáng)，所產(chǎn)生的內(nèi)熱就越大。

二、擠出機(jī)擠出過(guò)程中的冷卻（降溫）

1、在擠出機(jī)擠出生產(chǎn)過(guò)程中，為了準(zhǔn)確控溫，通過(guò)各種方式來(lái)冷卻是必不可少。這是因?yàn)椋?/p>

A：加溫過(guò)程中的溫升慣性（同理，溫度冷卻過(guò)程也是有慣性的）

在加熱升溫過(guò)程中，不論你采用何種加熱方式，就算你已停止加熱了，但因?yàn)闇囟鹊膽T性，溫度還會(huì)繼續(xù)上升，上升多少就要看加熱的功率的大小以及溫控儀表的控制參數(shù)、精度等。

B：擠出過(guò)程中的剪切摩擦熱（內(nèi)熱）。在擠出造粒過(guò)程中必定會(huì)產(chǎn)生內(nèi)熱，所產(chǎn)生的內(nèi)熱會(huì)使加工溫度不斷上升，破壞了料的物性，甚至造成廢品。

當(dāng)然，內(nèi)熱的產(chǎn)生也并不全是壞事，只要控制好內(nèi)熱，控制好溫度，利用內(nèi)熱提供加工所需的溫度，不但降低或減少了電能的使用，而且節(jié)能環(huán)保。平行同向雙螺桿擠出機(jī)的擠出計(jì)量段在生產(chǎn)過(guò)程中就幾乎不需要加熱，還要適當(dāng)?shù)睦鋮s降溫才行。

2、冷卻的方式

A：空氣自然冷卻。（冷卻效率低，冷卻不便于控制）

B：強(qiáng)制風(fēng)冷卻。

通過(guò)控制冷卻風(fēng)機(jī)的起、?；蚩刂评鋮s風(fēng)管道閥門(mén)的開(kāi)、關(guān)，靠風(fēng)力來(lái)冷卻該區(qū)段的機(jī)筒溫度。冷卻速度較慢，冷卻效率也不高，對(duì)內(nèi)熱產(chǎn)生較多的機(jī)器不適用。

C：軟水（多用蒸餾水）冷卻。

控制冷卻水路的電磁閥的開(kāi)、關(guān)，使軟水通過(guò)機(jī)筒水道帶走熱量，從而達(dá)到降溫的目的。當(dāng)然同時(shí)還需要用外部的冷卻水來(lái)冷卻已升溫的軟水。軟水冷卻，冷卻速度快，方便控制。但冷卻慣性大，對(duì)控制過(guò)程中的溫控表、電磁閥，以及冷卻水道的設(shè)計(jì)等要求比較高。在使用中因機(jī)筒生銹等原因，會(huì)造成冷卻水路的局部堵塞，導(dǎo)致冷卻失?。ㄈ绮皇褂密浰?，會(huì)因高溫使筒體水道結(jié)水垢，最終堵塞筒體水道）。需要定期更換軟水。

D：導(dǎo)熱油冷卻（與用導(dǎo)熱油直接加熱控溫的不同）。

控制方式與軟水冷卻差不多，只是導(dǎo)熱的介質(zhì)不同。導(dǎo)熱油冷卻降溫比較均勻柔和。但對(duì)管路的密封要求高，一當(dāng)漏油就麻煩了。

一些擠出機(jī)還可以用軟水或?qū)嵊蛠?lái)直接冷卻螺桿，尤其是加工一些熱敏材料。

三、擠出機(jī)的溫度控制

1、溫度控制過(guò)程中的控制元件

溫度控制過(guò)程中的控制元件常用的是溫控表，也可以是微處理器或電腦（上位機(jī)）等。現(xiàn)主要討論溫控表。

溫控表在溫度控制中是一個(gè)控制元件，相當(dāng)于人的大腦。它的控制方式、控制精度等也就決定了溫度的控制精度。

溫控表的的控制包含了溫度的采樣、內(nèi)部對(duì)比運(yùn)算、加熱的控制的PID輸出、冷卻控制的PID輸出等。一般多采用具有智能性（含有PID參數(shù)自整定、溫度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)裙δ埽p通道（不但加熱輸出是PID控制，冷卻輸出也是PID控制，而不是簡(jiǎn)單的上限報(bào)警控制）的溫控表，正牌的品牌產(chǎn)品更好。正確的參數(shù)設(shè)定也很重要。

2、溫度控制過(guò)程中的采樣元件

熱電偶是溫度控制過(guò)程中的采樣元件。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的熱電偶一般都適用于擠出機(jī)。要想控溫準(zhǔn)確，就要使用補(bǔ)償導(dǎo)線，正確選用與溫控表一致的熱電偶分度號(hào)（有Pt電阻、K、J、T、E、L、U等等），當(dāng)然熱電偶探頭的深度及位置也很重要。

3、溫度控制過(guò)程中的執(zhí)行元件

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作者：shinestfj

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