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机械与模具 李恒·实现挤压造粒机组超低负荷连续运行的方法研究

作维护挤压造粒机组），挤压造粒机组在 75% 负荷以 新模板模孔数量为 ： M= 新模板的总流通面积 ÷
上（即 17.5 t/h）时，切粒情况最好，此时模板堵孔 每个模孔的面积 =0.004 129÷（π0.001 32）≈778 个。
率最低。因此，我们希望在更换新模板后，挤压造粒 但由在于模板之前机头体流道的尺寸已固定，根
机组负荷在 11.5 t/h 开车时，能达到原模板在 17.5 t/h 据以往的经验，模孔数太少，对于模板的换热、切粒
时的切粒效果。要达到此效果，必须保证新、旧模板 效果都会带来一定的影响，因此，在保证颗粒尺寸满
每个模孔出料的质量流量相同，并依此为依据确定出 足要求的基础上，根据以往的经验我们将模孔的孔径
新模板模孔的数量及尺寸。具体计算分析如下 ： 从 Φ2.6 mm 调整为 Φ2.5 mm，重新计算得出 ：
已知 ：原模板的模孔直径 Φ2.6 mm，模孔数为 1 新模板模孔数量为 ： M=0.004 129÷(π0.001 252)
184 个。 ≈841（个）。
原模板模孔的总流通面积 ： S= 每个模孔面积 × 模
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孔总数 =π0.001 3 ×1 184=0.006 283 m ；
原模板所有模孔的质量流量 ： m= 产量 ÷ 模孔总
的流通面积 =17 500÷3 600÷0.006 283≈773.69 kg/s/
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m 。
在 11.5 t/h 的负荷下，要求新模板模孔的质量流
量与原模板相同或相近，即新模板模孔的总流通面积 图 6 旧（左）新（右）模板实物照片
为：
3.3 新旧模板的使用情况对比分析
S= 产量 ÷ 所有模孔的质量流量 =11 500÷3 600÷
2010 年 3 月 1 日，新模板安装投用，我们收集了
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773.69≈0.004 129 m 。
相关数据（见表 1），对其进行倒推计算论证 ：
表 1 新旧模板挤压造粒机组各运行数据对比
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日期 挤压造粒机组负荷 /(t h ) 主电机功率 /kW 树脂牌号及熔融指数 /(g 10 min ) 筒体温度 /℃ 节流阀开度 /%
2009.12.4（旧） 13 2 784 T03 3.1 230 80
2009.12.5（旧） 13 2 790 T03 3.1 230 80
2009.12.6（旧） 13 2 801 T03 3.1 230 80
2010.3.3（新） 11.5 2 452 T03 3.1 230 80
2010.3.8（新） 11.5 2 465 T03 3.1 230 80
2010.3.9（新） 11.5 2 441 T03 3.1 230 80
注 ：日期在 2010 年 3 月 1 日前为原模板的运行数据，之后为新模板的运行数据。
为确保数据的准确，我们在更换模板前后，分别取了 3 组数据，求其平均数，再通过公式 ：比能耗 E= 功率 P/ 产量 Q 计算两者的比能耗。
原模板的比能耗 =(2 784+2 790+2 801)/3÷13 000≈0.215 kW·h/kg
新模板的比能耗 =(2 452+2 465+2 441)/3÷11 500≈0.213 kW·h/kg
经计算对比，换新模板后，挤压造粒机组负荷降到 11.5 t/h 时，其比能耗与原模板的 13 t/h 的比能耗相近，说明两者工况相近，筒体内树
脂充填情况也相似。
安装新模板后，首次启动挤压造粒机组，观察开 表 2 数据比较可知，更换模板后，同样的条件下，模
机过程中模板的排料情况 , 开机负荷同在 10 t/h 的情 板的挤出压力升高了 0.6 MPa，达到了 6.1 MPa，这
况下，通过观察我们发现 ：新模板模孔出料的速度明 个压力与旧模板在 16 t/h 时的压力相近，验证了更换
显快于原模板，且模孔出来的条状树脂圆滑饱满，也 模板后，筒体内的树脂压力得到了明显的提高，这都
说明新模板的挤出压力要高于原模板 ；同时我们通过 有助于保护螺杆及筒体。
表 2 使用旧新模板板前压力对比情况
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时间 模板前压力 /MPa 产量 /(t h ） 牌号及熔融指数（g 10 min ） 换网器滤网目数
2010.2.1（旧） 5.4 13 T03 3.1 20 目
2010.2.2（旧） 5.5 13 T03 3.1 20 目
2010.1.17（旧） 6.0 16 T03 3.1 20 目
2010.3.18（新） 6.1 13 T03 3.0 20 目
2010.3.19（新） 6.1 13 T03 3.1 20 目
安装新模板后，当挤压造粒机组负荷为 11.5 t/h mm/s，同时筒体和螺杆运转平稳，噪声也处于正常的
时，测得主减速器的振速为 1.2 mm/s，接近正常的 1.0 状态。在 2012 年 4 月大修期间，我们全面检查了主

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