Основные типы экструзионных головок и изделий.

Головки отличаются большим разнообразием типов и конструкций, которые могут быть классифицированы следующим образом.

По направлению выхода изделия:

1) прямоточные головки с направлением выхода изделия вдоль оси червяка (головки для труб, шлангов, стержней.);

2) угловые головки, осуществляющие поворот потока расплава и соответственно из­меняющие направление выдачи изделия на определенный угол по отношению к оси червяка (головки для покрытия проводов, кабелей, и каких-либо сердечников изоляцией, головки для рукавной пленки, экструзии с раздувом).

Прямоточные головки просты по конструкции, условия течения расплава в их каналах максимально благоприятно. В связи с этим при выборе головки им следует отдавать предпочтение, однако в приведенных в пункте 2 примерах их использование невозможно.

По конфигурации формующей щели:

1) плоскощелевые (для получения пленки);

2) головки с кольцевым поперечным сечением канала (головки для цилиндрических стержней, трубные головки, головки для экструзии с раздувом, для получения ру­кавной пленки);

3) профильные головки, имеющие сложный контур поперечного сечения формующе­го канала и различающиеся по конфигурации поперечного сечения изделия на головки для изделий открытого типа, закрытого типа, смешанного типа, специальные головки и головки для изделий из вспененных материалов.

Особенностью плоскощелевых головок является проблема необходимость очень существенного преобразования конфигурации поперечного сечения потока расплава: круглое сечение головки на входе в нее преобразуется, например, в плоский щелевой канал с высотой 1 мм и шириной иногда более 1 м на выходе. При этом возникает проблема равномерного распределения потока по всей ширине щели, которая решается специфическими для этого типа головок приемами.

Для кольцевых головок обязательно наличие такой детали как дорн, формующий одну или несколько полостей в изделии. Очевидно в данном случае, что дорн не должен касаться рабочих поверхностей переходного и формующего каналов, и в связи с этим возникает проблема его крепления в канале.

Общей особенностью головок третьего типа является большая сложность конфигурации поперечного сечения формуемого изделия и, следовательно, геометрии рабочей поверхности переходного канала.

По профилю выпускаемых изделий (рис. 2):

1) открытого типа;

2) закрытого типа;

3) полузакрытые;

4) специальные (с нанесением полимерного покрытия на металлы, фольгу, картон, дерево и т.д.);

5) переменного профиля.

По типу термостатирования корпуса головки:

1) с рубашками для обогрева (или охлаждения) жидкостями;

2) с электрическим обогревом нагревателями омического сопротивления или индук­ционного типа.

Из экструдера в головку материал подается, как правило, при той температуре, при которой он должен выдавливаться из формующего канала, так что сколько-нибудь значительного нагрева или охлаждения материала в головке происходить не должно. Общий тепловой баланс головки в этом случае определяется двумя составляющими: тепловыделениями в материале вследствие рассеивания работы его деформирования в каналах и теплоотдачей в окружающую среду. Если первая составляющая намного меньше второй (что, как правило, имеет место при экструзии термопластов, так как вязкость их расплавов относительно невелика, а температура головки должна быть намного больше температуры окружающей среды), то применяют второй тип термостатирования, более компактный и простой в обслуживании. Если же эти составляющие близки по значению или вторая превосходит первую (что характерно, например, для экструзии высоковязких резиновых смесей), то применяют первый тип термостатирования, который с равной эффективностью может осуществляться как подводом, так и отводом тепла от тела головки.

По общей конструкции корпуса головки:

1) литые;

2) сварно-литые;

3) разъемные, изготовленные механической обработкой из поковок и проката.

Тот или иной тип, в данном случае, выбирается преимущественно в зависимости от габаритов головки, а также с учетом программы производства и конкретных технических возможностей. В настоящее время, применяется преимущественно третий тип корпусов - разъемные.

Рис. 2. Классификация профильных изделий: а – изделия открытого типа: 1 – массивные профильные; 2 – сложной формы без поднутрений; 3 – с поднутрениями; 4 – с касанием образующих полость стенок; 5 с «замком», запирающим полость б - изделия закрытого типа: 1 – изделия кольцевого сечения; 2 – некольцевого сечения с одной полостью; 3 – с двумя и более полостями; в – изделия смешанного типа: 1 – без поднутрений; 2 – с поднутрениями; 3 – с касанием стенок; 4 – с «замком» г – специальные изделия: 1 – образованные из двух и более материалов (профили с фольгой, с сердечником из стеклопластика или дерева и др.); 2 – сетеподобные с открытыми ячейками; 3 – с переменной толщиной стенок в продольном сечении; 4 – изогнутые в продольном направлении (в направлении экструзии) трубы, прутки и т.п.; 5 – составные, состоящие из одного термопласта различных цветов или из разных термопластов, профили, образованные из двух или более простых изделий, например двухслойная труба армированная спиралью или сеткой из металла или полимера и др.

По способу крепления к цилиндру экструдера:

1) с фланцевым соединением (головки съемные или откидные на петлях);

2) с байонетным соединением;

3) со стягиваемыми накидными полукольцами.

Выбор того или иного типа крепления определяется габаритами головки и требуемой частотой съема головки.

По максимальному давлению в головке, обеспечивающему рабочую производительность:

1) головки низкого давления (до 6 МПа) для стержней диаметром более 5 мм, толстых труб и листов и других толстостенных профилей;

2) головки среднего давления (6 - 20 МПа) для стержней диаметром 3-5 мм или труб и профилей с толщиной стенки около 1 мм;

3) головки высокого давления (свыше 20 МПа) для производства пленок, вытяжки нитей и т.д.