Экструдер

(от лат. Extrudo — выталкиваю) машина для размягчения (пластикации) материалов и придания им формы путём продавливания через профилирующий инструмент (т. Н. Экструзионную головку), сечение которого соответствует конфигурации изделия. Процесс переработки материалов в Э. Называется экструзией. В Э. Получают главным образом изделия из термопластичных полимерных материалов (см. Пластические массы), используют их также для переработки резиновых смесей (См. Резиновая смесь) (в этом случае Э. Часто называют шприц-машиной). С помощью Э. Изготовляют плёнки, листы, трубы, шланги, изделия сложного профиля и др., наносят тонкослойные покрытия на бумагу, картон, ткань, фольгу, а также изоляцию на провода и кабели. Э. Применяют, кроме того, для получения гранул, подготовки композиций для каландрирования (См.

Каландрирование), формования металлических изделий (об этом процессе см. В ст. Прессование металлов, Порошковая металлургия) и других целей. Э. Состоит из нескольких основных узлов. Корпуса, оснащенного нагревательными элементами. Рабочего органа (Шнека, диска, поршня), размещенного в корпусе. Узла загрузки перерабатываемого материала. Силового привода. Системы задания и поддержания температурного режима, других контрольно-измерительных и регулирующих устройств. По типу основного рабочего органа (органов) Э. Подразделяют на одно- или многошнековые (червячные), дисковые, поршневые (плунжерные) и др. Первые Э. Были созданы в 19 в. В Великобритании, Германии и США для нанесения гуттаперчевой изоляции на электрические провода.

В начале 20 в. Было освоено серийное производство Э. Примерно с 1930 Э. Стали применять для переработки пластмасс. В 1935—37 паровой обогрев корпуса заменили электрическим. В 1937—39 появились Э. С увеличенной длиной шнека (прототип современной Э.), был сконструирован первый двухшнековый Э. В начале 1960-х гг. Были созданы первые дисковые Э. Наибольшее распространение в промышленности получили шнековые (червячные) Э. (см. Рис.). Захватывая исходный материал (гранулы, порошок, ленту и др.) из загрузочного устройства, шнек перемещает его вдоль корпуса. При этом материал сжимается [давление в Э. Достигает 15—50 Мн/м2 (150—500 кгс/см2], разогревается, пластицируется и гомогенизируется. По частоте вращения шнека Э. Подразделяются на нормальные (окружная скорость до 0,5 м/мин) и быстроходные (до 7 м/мин).

По конструктивному исполнению — на стационарные и с вращающимся корпусом, с горизонтальным или вертикальным расположением шнека. Существуют Э. Со шнеками, осуществляющими не только вращательное, но и возвратно-поступательное движение. Для эффективной гомогенизации материала на шнеках устанавливают дополнит, устройства (зубья, шлицы, диски, кулачки и т. Д.). Получают распространение планетарно-вальцевые Э., у которых вокруг центрального рабочего органа (шпинделя) вращается несколько (4—12) дополнит, шнеков. Принцип действия дискового Э. Основан на использовании возникающих в упруго-вязком материале напряжений, нормальных к сдвиговым. Основу конструкции такого Э. Составляют 2 плоско-параллельных диска, один из которых вращается, создавая сдвиговые и нормальные напряжения, а другой неподвижен.

В центре неподвижного диска имеется отверстие, через которое выдавливается размягченный материал. Дисковые Э. Обладают более высокой пластицирующей и гомогенизирующей способностью, чем шнековые, но развиваемое ими давление формования ниже. Поэтому используют их главным образом как смесители-грануляторы или для подготовки материала перед загрузкой в шнековый Э. Преимуществами дискового и шнекового Э. Обладает комбинированный Э. С независимыми приводами шнека и диска. Поршневой Э. Из-за низкой производительности используют ограниченно, в основном для изготовления труб и профилей из реактопластов (см. Штранг-прессование пластмасс). Экструзионная головка состоит из обогреваемого корпуса, который крепится к Э., и формующего инструмента с отверстием, например в виде сужающейся к центру щели (при получении листов, плёнок) или кольцевого канала (при изготовлении труб или других изделий круглого сечения).

Современные Э. — автоматизированные установки, производительность которых достигает 3—3,5 т/ч. Доля термопластичных полимерных материалов, перерабатываемых в Э., колеблется в разных странах в пределах 30—50%. Лит. Бернхардт Э. (сост.), Переработка термопластичных материалов, пер. С англ., М., 1962. Завгородний В. К., Калинчев Э. Л., Махаринский Е. Г., Оборудование предприятий по переработке пластмасс, Л., 1972. Оборудование для переработки пластмасс, М., 1976. Торнер Р. В., Теоретические основы переработки полимеров, М., 1977. М. Л. Фридман. Схема одношнекового горизонтального экструдера. 1 — двигатель. 2 — экструзионная головка. 3 — нагреватель корпуса. 4 — корпус. 5 — шнек. 6 — загрузочное устройство. 7 — упорный подшипник. 8 — редуктор..