鐵路信號(hào)電纜適用于鐵路信號(hào) 自動(dòng)閉塞系統(tǒng)、 計(jì)軸、車站電碼化 、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、微機(jī)監(jiān)測、調(diào)度 集中、調(diào)度監(jiān)督 、大功率電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)等有關(guān)信號(hào)設(shè) 備和控制裝置之間,傳輸控制信息 、監(jiān)測信息和電能等。
鐵路信號(hào)電纜的塑料絕緣和護(hù)套是采用連續(xù)擠 壓方式制成的 ,擠出設(shè)備采用單螺桿擠出機(jī)。在擠 出過程 中,裝人料斗中的塑料借助重力或加料螺旋 進(jìn)入機(jī)筒 ,在旋轉(zhuǎn)螺桿的推力作用下向前推進(jìn) ,同 時(shí)塑料受到螺桿的攪拌和擠壓 ,并且在機(jī)筒的外熱 及塑料與設(shè)備之間的剪切摩擦熱的作用下,轉(zhuǎn)變?yōu)?粘流態(tài) ,在螺槽 中形 成均 勻連續(xù) 的料流 ,在 到達(dá)機(jī) 頭時(shí) ,經(jīng)模芯和模 套間的環(huán)形間隙擠包于線芯周周圍,形成連續(xù)密實(shí)的絕緣或護(hù)套層。整個(gè)擠出過程 可分成 3個(gè)階段 ,即:混合、熔融和均化 ;擠壓成 型 ;冷卻和固化。
一、擠出溫度的控制在塑料擠出的過程中,物料聚集態(tài)的轉(zhuǎn)變以及 物料的粘度都取決于溫度 ,溫度對(duì)制品的產(chǎn)量和質(zhì) 量影響很大 ,特別是塑化情況 ,更能直接影響制品 的物理機(jī)械性 能和外 觀。為使 固體物料熔化成熔 體 ,擠出物的***終溫度應(yīng)大于物料的粘流溫度 ,其 上限溫度應(yīng)小于物料的分解溫度。
1.若在低溫下擠 出有如下優(yōu)點(diǎn):低溫下擠出 的物料粘度大 ,容易保持原來 的形狀,不易變形 ;由于擠出物 中熱能小 ,所需冷卻時(shí)間短 ,可以縮短 冷卻水槽的長度 ;此外 ,溫度低還可 以減少聚合物降解 。
低溫下擠出的缺點(diǎn) :擠出溫度低 ,臨界剪切應(yīng)力 、臨界剪切速率也低 ,這樣易形成熔體破裂 ,造 成表面粗糙 ,光亮度差。鐵路信號(hào) 電纜通常用聚乙 烯 ,如果聚乙烯在擠出過程中溫度過低,其結(jié)晶度增大 ,那么結(jié)晶相與無定形相的邊緣上產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力就會(huì)增大 ,將導(dǎo)致絕緣或護(hù)套后期的開裂 。另外 溫度低 ,物料熔融段延長,從均化段出來的熔體中 會(huì)夾雜有固體物料,這些未熔物料和熔體一起成型 于制品上 ,會(huì)使絕緣或護(hù)套的機(jī)械性能和電氣性能 下降,同時(shí)未充分塑化的制品的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性 比充分塑化的要差 。
2.若在高溫下擠 出有如下優(yōu)點(diǎn):表面質(zhì)量好 ;機(jī) 械物理性能好 ;擠 出物粘度下降,流動(dòng)性好 ,擠 出所 消耗的功率小。不過過高的溫度將使聚合物的粘度 大大降低 ,不適當(dāng)?shù)脑龃罅鲃?dòng)性容易引起擠 出制品 的形狀扭曲和收縮等。另外 ,溫度高到分解溫度附 近時(shí)還會(huì)引起聚合物分解 ,以致降低產(chǎn)品物理性 能 或引起外觀不 良等。因此物料的粘流溫度和分解溫 度一樣是聚合物材料進(jìn)行成型加工的重要參數(shù)。
綜上,塑料擠出采用適當(dāng)?shù)牡蜏貢?huì) 比較合適.
二、擠出溫度的設(shè)置
根據(jù)物料物態(tài)在機(jī)筒 中的變 化過程 ,擠 出螺桿 可 以分為加料 段 、熔 融段 、均化段 3段 。根據(jù)螺 桿 各段的工作原理及物料在各段的變化 ,分別設(shè)定各 段 的溫度 。
1.在加料段,首先是為顆粒狀 的固體塑料提供 軟化溫度 ,其次是以螺桿的旋轉(zhuǎn)與固定 的機(jī)筒之間 產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用在塑料顆粒上 ,實(shí)現(xiàn)對(duì)軟化塑 料的破碎。而***主要的則是以螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生足夠大 的連續(xù)而穩(wěn)定的推力和反 向摩擦力 ,以形成連續(xù)而 穩(wěn)定的擠 出壓力 ,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料 的攪拌與均勻混 合,并初步實(shí)行熱交換 ,從而為連續(xù)而穩(wěn)定的擠 出提 供基礎(chǔ) 。在此階段產(chǎn)生 的推力是否連續(xù)均勻穩(wěn)定 、 剪切應(yīng)變率的高低 、攪拌是否均勻等都直接影響擠 出質(zhì)量和產(chǎn)量 ,所以加料段應(yīng)采用低溫。該段為輸 送段 ,要產(chǎn)生足夠的推力才可以將料向前推送 ,溫度 過高的話 ,塑料就會(huì)過早熔融 ,形不成 “固體塞”,易 導(dǎo)致塑料分解,還會(huì)造成擠 出壓力波動(dòng)和塑化不均。
2.在熔融段 ,經(jīng)軟化并初步攪拌混合的塑料 , 由于螺桿的推擠作用,沿螺槽向機(jī)頭移動(dòng),進(jìn)入熔融段 。在熔融段的溫度要升高 ,此段熱量的來源除 機(jī)筒外部加熱之外 ,螺桿旋轉(zhuǎn)的摩擦熱也起一定的 作用。而來自加料段的推力和來 自均化段 的反作用力 ,使塑料在前進(jìn)中形成了回流 ,該 回流產(chǎn)生在螺 槽 內(nèi)以及螺桿與機(jī)筒的間隙中,不但使物料進(jìn)一步均勻混合 ,而且使塑料熱交換作用加大,達(dá)到了表 面的熱平衡 。由于此階段的作用溫度 已超過了塑料 的流變溫度 ,加之作用時(shí)間較長,致使塑料發(fā)生了 物態(tài)的轉(zhuǎn)變 ,與加熱機(jī)筒接觸的物料開始熔化 ,在 機(jī)筒內(nèi)表面形成一層聚合物熔膜 ,當(dāng)熔膜的厚度超 過螺紋頂與機(jī)筒之間的間隙時(shí) ,就會(huì)被旋轉(zhuǎn)的螺紋 刮下來 ,聚集在推進(jìn)螺紋的前面,形成熔池 。由于機(jī)筒和螺紋根部的相對(duì)運(yùn)動(dòng) ,使熔池產(chǎn)生了物料的 循環(huán)流動(dòng) ,這樣才能保證塑料塑化。3.在均化段 ,溫度繼續(xù)升高,塑料在熔融段 已大部分塑化 ,而其中小部分高分子組成尚未開始 塑化 ,這部分未塑化的粒子需要更高塑化溫度 ,因 此 ,均化段 的溫度 升 高是 使塑 料進(jìn) 一 步塑化 和 均 化 。
4.機(jī)脖溫度保持均化段溫度或稍有升高,因 為該處多孔板變塑料的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng) ,并且 有濾網(wǎng)的阻擋作用 ,使料流不太順暢 ,溫度不宜 降低。
5.機(jī)頭溫度應(yīng) 比機(jī)脖溫度稍有降低 ,因?yàn)槿?體在此處有固定表層與機(jī)頭壁接觸 ,溫度高易焦燒 分解 。
6.模 口溫度升高能夠提高表面光亮度 ,表面 質(zhì)量好 ,但模 口溫度過高 ,不但會(huì)造成表層分解 , 更會(huì)造成成型冷卻困難 ,使產(chǎn)品難于定型 ,易于下 垂 自行形變或壓扁變形 ;若溫度降低,雖使制品定 型容易 ,但易影響表面質(zhì)量 。
三 結(jié)束語
在鐵路信號(hào)電纜實(shí)際生產(chǎn)中,通常用到不同密度的聚乙烯 ,盡管不同密度的聚乙烯擠出溫度控制 的高低不一,但有一個(gè)普遍的規(guī)律 :即從加料段起 到模 口止 ,都有一個(gè)溫度從低到高再到低的變化規(guī) 律。如果擠出過程 中溫度控制的不合適 ,塑料絕緣 或護(hù)套就會(huì)產(chǎn)生很多缺陷,影響電纜的表面質(zhì)量。
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