1。2 研究现状

1。2。1 国外研究现状

1。2。2 国内研究现状

1。2。3 存在的问题

1。3 课题的主要研究内容

了解到我国和其他国家在挤出机自动控制方面还是有一定的差距的，特别是在计 量加料方面，国外普遍都安装了自动控制装置来实现自动加料过程；但在国内传统的 塑料挤出生产中，大多都是采用人工控制加料的方法；结合生产中对原物料的利用率 及产品质量等要求，本课题设计了一种新型的计量加料控制系统。

在称重料斗上端安置称重传感器，测得挤出机的加料斗中的剩余物料的重量，根 据其重量的范围来判断是否需要向料斗内加入的物料，以此来控制加料阀的开关。主 要研究内容如下：

（1）塑料挤出机的结构及其计量加量系统分析；

（2）称重传感器的选取及安装位置；

（3）控制器类型及其模块的选择；

（4）塑料挤出生产中的分析；

（5）计量加料控制系统算法在 PLC 中的设计实现。

第二章 塑料挤出机计量加料系统总体设计

2。1 塑料挤出机的总体结构

2。1。1 塑料挤出机结构及工作原理

塑料挤出机种类繁多，大致分成四种，分别是无螺杆挤出机、单螺杆挤出机、双 螺杆挤出机和多螺杆挤出机[3]。在所有种类中，单螺杆挤出机已被大量的使用，并且 由于它具有许多优点，如结构单一、操作简单、坚实耐用、易于维修、价格较低等， 使其占有了大部分的市场。根据相关信息显示，全世界有高于 78%的塑料制品是靠挤 出成型来加工生产得来的；中国塑料机械行业年产两千多台挤出机，其中生产的单螺 杆挤出机就占了 80%以上。

大多数的挤出生产线都要由主机和辅机组成，这是为了确保挤出成型过程的顺利 进行。主机部分是指塑料挤出机，主要由传输系统、挤压系统、加热冷却系统三个系 统构成；辅机部分主要有冷却及定形装置、牵引装置、料斗供给装置、切割装置、可 伸缩线设备等组成[4]。

挤出机主机部分是整个塑料挤出生产线设备的核心，根据各部分的功能的不同， 将其分为三种系统，即传输系统、挤压系统、加热和冷却系统。传输系统一般是由电 机和调速装置组成，它的作用是给螺杆提供所必要的转速和扭矩，来保障挤出制品有 合适的挤出速度和较好的成品质量。

挤压系统主要由料筒和螺杆组成，它能将在料筒中的物料变成均匀的熔融体，并 由螺杆将其一定的温度和压力下挤出机头。根据物料自身状态以及在机筒中的运动情 况，将挤出过程分为三步，即固体输送过程、熔融过程和熔体输送过程。论文网

一般地，机筒挨着料斗的一侧是固体输送段，塑料颗粒从加料斗进入筒内，之后 由螺杆摩擦阻力被压实，逐步向前机头方向输送。在此过程，该材料必须要有大量的 热量将其加热至熔融温度。固体输送段与熔体输送段间就是熔融段，通常在机筒中部， 接近机头的方向。在熔融段，塑料颗粒由于温度的上升变为为熔融态，此时螺杆的槽 深慢慢变低，螺纹的距离也渐渐缩短。一般来说，螺杆与物料的剪切作用会在此过程 会产生大量的热量，往往超过了物料反应所需要的正常量，所以需采用相应的办法及 时除去多余的热量。

在靠近机头的位置是熔体输送段，物料在经过熔融段到达此段的时候，其应力、

粘度、温度、密实度以及流速都变得均匀，正好使其能被顺利的挤出。在这个过程中， 最重要的是保持熔体的压力、温度和粘度的稳定，让物料被挤出时能够得到比较精准 的几何形状、尺寸以及良好的表面光亮度。