第七章-塑料擠出機(jī)

1、第一節(jié)第一節(jié) 擠出成型工作原理及擠出機(jī)組組成擠出成型工作原理及擠出機(jī)組組成第二節(jié)第二節(jié) 擠出成型理論簡(jiǎn)介擠出成型理論簡(jiǎn)介第三節(jié)第三節(jié) 擠出機(jī)結(jié)構(gòu)與參數(shù)選用擠出機(jī)結(jié)構(gòu)與參數(shù)選用第四節(jié)第四節(jié) 擠出機(jī)輔機(jī)擠出機(jī)輔機(jī)第五節(jié)第五節(jié) 其它類型擠出機(jī)其它類型擠出機(jī)第一節(jié)第一節(jié) 擠出成型工作原理及擠出機(jī)組組成擠出成型工作原理及擠出機(jī)組組成（一）擠出成型生產(chǎn)工藝過(guò)程冷卻定型冷卻定型卷?。ㄇ袛啵┚砣。ㄇ袛啵D出機(jī)（主機(jī)）擠出機(jī)（主機(jī)）輔機(jī)輔機(jī)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)擠出機(jī)組擠出機(jī)組牽引牽引擠壓系擠壓系統(tǒng)統(tǒng)傳動(dòng)系傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)加熱冷加熱冷卻系統(tǒng)卻系統(tǒng)機(jī)頭（口模）機(jī)頭（口模）定型裝置定型裝置冷卻裝置冷卻裝置牽引裝置牽引裝置卷取裝

2、置卷取裝置切割裝置切割裝置由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成?？煽刂浦鳈C(jī)和輔機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)油泵、液壓缸等機(jī)構(gòu)的動(dòng)可控制主機(jī)和輔機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)油泵、液壓缸等機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。作。并檢測(cè)主機(jī)和輔機(jī)的溫度、壓力等參數(shù)，并檢測(cè)主機(jī)和輔機(jī)的溫度、壓力等參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)擠出機(jī)組的控制和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制。最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)擠出機(jī)組的控制和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制。第二節(jié) 擠出理論簡(jiǎn)介1、擠出理論、擠出理論 用于描述物料在螺桿和口模中運(yùn)動(dòng)、變化規(guī)律的基本理論。用于描述物料在螺桿和口模中運(yùn)動(dòng)、變化規(guī)律的基本理論。2、工作過(guò)程與螺桿的職能分區(qū)、工作過(guò)程與螺桿的職能分區(qū) 固體輸送、熔融、均化固體輸送、

3、熔融、均化3、擠出理論的三種過(guò)程、擠出理論的三種過(guò)程 固體輸送理論：描述加料區(qū)（固體輸送區(qū)）內(nèi)物料的固體輸固體輸送理論：描述加料區(qū)（固體輸送區(qū)）內(nèi)物料的固體輸送過(guò)程送過(guò)程 熔融理論：描述過(guò)渡區(qū)（熔融區(qū)）的高彈態(tài)物料的變化過(guò)程熔融理論：描述過(guò)渡區(qū)（熔融區(qū)）的高彈態(tài)物料的變化過(guò)程 熔體輸送理論：描述擠出區(qū)（均化區(qū)）的粘流態(tài)熔體的輸送熔體輸送理論：描述擠出區(qū)（均化區(qū)）的粘流態(tài)熔體的輸送過(guò)程過(guò)程1、理論依據(jù)、理論依據(jù) 固固-固摩擦靜力平衡固摩擦靜力平衡 假設(shè)：物料為密度固定的固體塞子、塞子與所有面接觸假設(shè)：物料為密度固定的固體塞子、塞子與所有面接觸且摩擦系數(shù)恒定、摩擦系數(shù)無(wú)關(guān)密度而與溫度有關(guān)、螺槽為且

4、摩擦系數(shù)恒定、摩擦系數(shù)無(wú)關(guān)密度而與溫度有關(guān)、螺槽為等深矩形并忽略桿筒間隙、料筒相對(duì)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。等深矩形并忽略桿筒間隙、料筒相對(duì)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。2、公式、公式 其中，其中，Qs為固體輸送率；為固體輸送率；n為轉(zhuǎn)速；為轉(zhuǎn)速；h1為螺槽深；為螺槽深；W為螺槽為螺槽平均寬度；平均寬度；Db為螺桿外徑；為螺桿外徑；e為螺棱法向?qū)挾?；為螺棱法向?qū)挾龋粸楣腆w輸送角；為固體輸送角；為螺旋升角。為螺旋升角。1、Qs與與n、h1成正比，與螺桿直徑接近平方成正比；成正比，與螺桿直徑接近平方成正比；2、Qs隨固體輸送角的增大而增大。隨固體輸送角的增大而增大。3、輸送率與摩擦系數(shù)有關(guān)。欲達(dá)高輸送率，需螺桿光滑、筒壁、輸送率與摩

5、擦系數(shù)有關(guān)。欲達(dá)高輸送率，需螺桿光滑、筒壁軸向系數(shù)小而周向系數(shù)大；軸向系數(shù)小而周向系數(shù)大；4、輸送區(qū)盡早建立較大壓力有利于穩(wěn)定輸出；動(dòng)力主要消耗在、輸送區(qū)盡早建立較大壓力有利于穩(wěn)定輸出；動(dòng)力主要消耗在料筒摩擦上；物料的性質(zhì)和形狀影響輸送率、壓力的建立和溫料筒摩擦上；物料的性質(zhì)和形狀影響輸送率、壓力的建立和溫升。升。應(yīng)用：應(yīng)用： 縱向錐度并開槽、強(qiáng)力冷卻縱向錐度并開槽、強(qiáng)力冷卻1、理論依據(jù)、理論依據(jù) 冷卻實(shí)驗(yàn)冷卻實(shí)驗(yàn) 假設(shè)：過(guò)程穩(wěn)定、固相為均勻連續(xù)體、熔融體溫度范圍窄假設(shè)：過(guò)程穩(wěn)定、固相為均勻連續(xù)體、熔融體溫度范圍窄故與固相分界明確、螺槽截面為矩形、固體塞子厚度無(wú)限且密故與固相分界明確、螺槽截面

6、為矩形、固體塞子厚度無(wú)限且密度不變、速度不變。度不變、速度不變。2、公式、公式 熔融區(qū)長(zhǎng)度為：熔融區(qū)長(zhǎng)度為：)2(1 AHZT WXHGW10 )(2/)(22smsjmbmmbxTTcvTTKv對(duì)熔融區(qū)長(zhǎng)度的影響：對(duì)熔融區(qū)長(zhǎng)度的影響：1、物料性能、物料性能 比熱容比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、密度、密度、熔融潛熱、熔融潛熱 、熔融溫度、熔融溫度，則，則使使ZT變小。變小。2、工藝條件、工藝條件 擠出量擠出量G：增則使熔融的發(fā)生和結(jié)束均推遲，：增則使熔融的發(fā)生和結(jié)束均推遲，ZT加長(zhǎng)，末端加長(zhǎng)，末端溫度波幅增大，質(zhì)量變壞。溫度波幅增大，質(zhì)量變壞。3、螺桿幾何參數(shù)、螺桿幾何參數(shù) 螺槽漸變度、螺棱料筒

7、間隙螺槽漸變度、螺棱料筒間隙應(yīng)用：應(yīng)用： 背壓控制、漸變螺槽、間隙控制背壓控制、漸變螺槽、間隙控制)2(1 AHZT WXHGW10 )(2/)(22smsjmbmmbxTTcvTTKv1、理論依據(jù)、理論依據(jù) 如何保證塑料在均化段完全塑化，并使其定壓、定量和定如何保證塑料在均化段完全塑化，并使其定壓、定量和定溫地從機(jī)頭擠出，以獲得穩(wěn)定的產(chǎn)量和高質(zhì)量的產(chǎn)品。溫地從機(jī)頭擠出，以獲得穩(wěn)定的產(chǎn)量和高質(zhì)量的產(chǎn)品。 假設(shè)：等溫牛頓流體、粘度密度不變、層流、不可壓縮、假設(shè)：等溫牛頓流體、粘度密度不變、層流、不可壓縮、等螺距、矩形等深槽并忽略曲率、因槽寬大故速度沿螺槽不變、等螺距、矩形等深槽并忽略曲率、因槽寬

8、大故速度沿螺槽不變、螺筒轉(zhuǎn)動(dòng)。螺筒轉(zhuǎn)動(dòng)。2、熔體的流動(dòng)、熔體的流動(dòng) 正流、逆流、橫流、漏流正流、逆流、橫流、漏流3、流量公式、流量公式 Q=Qz-Qp-QL1、螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿轉(zhuǎn)速n、直徑、直徑D2、均化段長(zhǎng)度、均化段長(zhǎng)度L3、螺棱寬度、螺棱寬度e3、螺棱螺筒間隙、螺棱螺筒間隙03、均化段螺槽深度、均化段螺槽深度h3 h3增增1倍，則倍，則Qz增增1倍，而倍，而Qp增增7倍，有一個(gè)最優(yōu)點(diǎn)。倍，有一個(gè)最優(yōu)點(diǎn)。4、出口處壓力、出口處壓力p2 一定的逆流和漏流有利于均化與混合。一定的逆流和漏流有利于均化與混合。5、分析的應(yīng)用：、分析的應(yīng)用： 螺桿工作時(shí)，壓力從均化段開始處往后逐漸升高；螺桿出口螺桿工作

9、時(shí)，壓力從均化段開始處往后逐漸升高；螺桿出口處的壓力為處的壓力為p，為最高壓力處。，為最高壓力處。 螺桿出口接機(jī)頭，即口模。機(jī)頭中的壓力分布：螺桿的出口螺桿出口接機(jī)頭，即口模。機(jī)頭中的壓力分布：螺桿的出口或機(jī)頭的入口處最高，往后逐漸降低，至機(jī)頭出口降至零?；驒C(jī)頭的入口處最高，往后逐漸降低，至機(jī)頭出口降至零。口?？谀Ｈ廴诙稳廴诙尉尉蝡1p2p出料出料 兩部分分別討論兩部分分別討論流量公式化成：流量公式化成： 忽略均化段入口處壓力，則忽略均化段入口處壓力，則p可用機(jī)頭壓力可用機(jī)頭壓力p代替，代替，即可寫成：即可寫成：302030210/1,sin,3Lkkhkk 則則：螺螺桿桿特特性性線線

10、斜斜率率：21 ppnQ pnQ）（21 pkpkQ pnQ）（21 機(jī)頭的物料流率顯然與機(jī)頭壓力成正比，即機(jī)頭口模的流機(jī)頭的物料流率顯然與機(jī)頭壓力成正比，即機(jī)頭口模的流動(dòng)方程為：動(dòng)方程為： 口模特性線如口模特性線如OD1、OD2、OD3。其斜率其斜率k與口模的結(jié)構(gòu)、濾網(wǎng)設(shè)置與口模的結(jié)構(gòu)、濾網(wǎng)設(shè)置等有關(guān)。等有關(guān)。 實(shí)際工作狀態(tài)是螺桿特性線和口模特性線共同決定的。實(shí)際工作狀態(tài)是螺桿特性線和口模特性線共同決定的。1）實(shí)際工作圖）實(shí)際工作圖 不再是直線不再是直線2）考慮更多因素的實(shí)際工作圖）考慮更多因素的實(shí)際工作圖 n1、n2：不同轉(zhuǎn)速：不同轉(zhuǎn)速n2n1 k1：有壓力調(diào)節(jié)，：有壓力調(diào)節(jié)，k2：則：則

11、無(wú)壓力調(diào)節(jié)無(wú)壓力調(diào)節(jié) Qu：觀察制品均化度確：觀察制品均化度確定的質(zhì)量線定的質(zhì)量線 Tmax、Tmin：最大允許和：最大允許和最小可能的熔體溫度最小可能的熔體溫度 W：經(jīng)濟(jì)擠出量下限線：經(jīng)濟(jì)擠出量下限線第三節(jié) 擠出機(jī)結(jié)構(gòu)與參數(shù)選用本節(jié)將介紹三個(gè)部分內(nèi)容：本節(jié)將介紹三個(gè)部分內(nèi)容：一、擠壓系統(tǒng)一、擠壓系統(tǒng)二、傳動(dòng)系統(tǒng)二、傳動(dòng)系統(tǒng)三、加熱與冷卻系統(tǒng)三、加熱與冷卻系統(tǒng)擠壓系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：擠壓系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：（一）螺桿（一）螺桿（三）分流板和過(guò)濾網(wǎng)（三）分流板和過(guò)濾網(wǎng)（二）料筒（二）料筒 （四）加料裝置（四）加料裝置 螺桿是完成塑料塑化和輸送的關(guān)鍵部分。擠出機(jī)的生產(chǎn)率、螺桿是完成塑料塑化

12、和輸送的關(guān)鍵部分。擠出機(jī)的生產(chǎn)率、塑化質(zhì)量及動(dòng)力消耗等都主要取決于螺桿的性能。塑化質(zhì)量及動(dòng)力消耗等都主要取決于螺桿的性能。常規(guī)螺桿（普通螺桿）常規(guī)螺桿（普通螺桿）新型螺桿新型螺桿 塑料在擠出機(jī)中存在三種物理狀態(tài)（玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流塑料在擠出機(jī)中存在三種物理狀態(tài)（玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)）的變化過(guò)程，每一狀態(tài)對(duì)螺桿結(jié)構(gòu)要求不同。態(tài)）的變化過(guò)程，每一狀態(tài)對(duì)螺桿結(jié)構(gòu)要求不同。 為此，通常將擠出機(jī)的螺桿分成三段：為此，通常將擠出機(jī)的螺桿分成三段： 加料段（固體輸送段）加料段（固體輸送段） 熔融段（壓縮段，或過(guò)渡段）熔融段（壓縮段，或過(guò)渡段） 均化段（計(jì)量段，或擠出段）。均化段（計(jì)量段，或擠出段）。 漸

13、變型：熱傳導(dǎo)好、剪切小，適合熱敏性物料如非結(jié)晶型漸變型：熱傳導(dǎo)好、剪切小，適合熱敏性物料如非結(jié)晶型塑料，如塑料，如PS、PC、PVC、POM等，也可用于結(jié)晶型塑料。等，也可用于結(jié)晶型塑料。 突變型：剪切大，適合粘度低、具突變?nèi)埸c(diǎn)的結(jié)晶型塑料，突變型：剪切大，適合粘度低、具突變?nèi)埸c(diǎn)的結(jié)晶型塑料，如如PE、PP、尼龍、尼龍、ABS等聚烯烴類等塑料。等聚烯烴類等塑料。 螺桿直徑已標(biāo)準(zhǔn)化。螺桿直徑已標(biāo)準(zhǔn)化。 應(yīng)根據(jù)所加工制品的斷面尺寸，加工塑料的種類和所要求應(yīng)根據(jù)所加工制品的斷面尺寸，加工塑料的種類和所要求的生產(chǎn)率來(lái)選用一定直徑的螺桿。一般生產(chǎn)率要求越高，制品的生產(chǎn)率來(lái)選用一定直徑的螺桿。一般生產(chǎn)率要

14、求越高，制品斷面尺寸越大，則螺桿直徑越大。斷面尺寸越大，則螺桿直徑越大。 選用時(shí)參考經(jīng)驗(yàn)表選用時(shí)參考經(jīng)驗(yàn)表 或按經(jīng)驗(yàn)公式或按經(jīng)驗(yàn)公式 Q=DQ=D3 3n n 計(jì)算。計(jì)算。 Q(kg/h), D(cm), n(rpm), =0.003Q(kg/h), D(cm), n(rpm), =0.0030.0070.007 （3）螺桿長(zhǎng)徑比的確定）螺桿長(zhǎng)徑比的確定 大則： 有利于使塑化更充分更均勻，提高制品質(zhì)量。有利于使塑化更充分更均勻，提高制品質(zhì)量。 有利于提高擠出機(jī)的生產(chǎn)能力。有利于提高擠出機(jī)的生產(chǎn)能力。 螺桿和料筒的加工制造和安裝都較困難，功率消耗增大，成螺桿和料筒的加工制造和安裝都較困難，功率消

15、耗增大，成本高；影響擠出機(jī)的壽命；對(duì)熱敏性塑料易產(chǎn)生熱分解。本高；影響擠出機(jī)的壽命；對(duì)熱敏性塑料易產(chǎn)生熱分解。1）加料段）加料段作用是將固態(tài)物料壓實(shí)并輸送給壓縮段和均化段。作用是將固態(tài)物料壓實(shí)并輸送給壓縮段和均化段。輸送能力是它的核心問(wèn)題。輸送能力是它的核心問(wèn)題。加料段的輸送能力應(yīng)與后兩段的熔化和均化能力相一致。加料段的輸送能力應(yīng)與后兩段的熔化和均化能力相一致。螺紋升角螺紋升角：理論上：理論上45； 為了加工方便，取為了加工方便，取sD，則，則1742螺槽深度螺槽深度h1：與固體輸送能力、螺桿強(qiáng)度、物料壓縮比有與固體輸送能力、螺桿強(qiáng)度、物料壓縮比有關(guān)。關(guān)。先確定先確定h3，再由壓縮比，再由壓縮

16、比 h1加料段長(zhǎng)度加料段長(zhǎng)度L1：由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定：由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定 非結(jié)晶型塑料：非結(jié)晶型塑料：L L1 1(0.1(0.10.25)0.25) 結(jié)晶型塑料：結(jié)晶型塑料： L L1 1(0.3(0.30.65)L0.65)L作用是進(jìn)一步壓實(shí)物料，排除氣體并使物料熔融。作用是進(jìn)一步壓實(shí)物料，排除氣體并使物料熔融。物料熔融后密度增加以及在壓力作用下物料被壓縮，這就需物料熔融后密度增加以及在壓力作用下物料被壓縮，這就需要補(bǔ)償其體積變化以保證物料到達(dá)均化段時(shí)具有足夠的致密度，要補(bǔ)償其體積變化以保證物料到達(dá)均化段時(shí)具有足夠的致密度，因此應(yīng)有足夠的因此應(yīng)有足夠的壓縮比壓縮比。等距螺桿的幾何壓縮比為：。等距螺

17、桿的幾何壓縮比為：3311)()(hhDhhD 幾何壓縮比（指螺桿）幾何壓縮比（指螺桿）物理壓縮比（指塑料）物理壓縮比（指塑料）壓縮比一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取，表壓縮比一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取，表43L L2 2以經(jīng)驗(yàn)方法確定：以經(jīng)驗(yàn)方法確定：非結(jié)晶型塑料：非結(jié)晶型塑料： L2 （0.50.6）L結(jié)晶型塑料：結(jié)晶型塑料： L2 （35）D 描述螺桿從固體輸送段過(guò)渡到均化段的變化速率。描述螺桿從固體輸送段過(guò)渡到均化段的變化速率。 由熔融理論知道，漸變度的存在起加速熔融的作用。應(yīng)當(dāng)使由熔融理論知道，漸變度的存在起加速熔融的作用。應(yīng)當(dāng)使?jié)u變度與固體床的熔融速率相適應(yīng)。漸變度與固體床的熔融速率相適應(yīng)。 （1）漸變度太

18、大，易堵料；）漸變度太大，易堵料； （2）漸變度太小，均化段螺槽中的熔體有可能充滿不完全。）漸變度太小，均化段螺槽中的熔體有可能充滿不完全。 設(shè)計(jì)不當(dāng)將導(dǎo)致產(chǎn)量的波動(dòng)。設(shè)計(jì)不當(dāng)將導(dǎo)致產(chǎn)量的波動(dòng)。 一般設(shè)計(jì)時(shí)，因物料的熔融速率無(wú)法預(yù)先知道，仍采用前述一般設(shè)計(jì)時(shí)，因物料的熔融速率無(wú)法預(yù)先知道，仍采用前述的壓縮比概念。的壓縮比概念。231LhhA 作用是將來(lái)自壓縮段的熔料相混合，使其溫度、密度和粘度作用是將來(lái)自壓縮段的熔料相混合，使其溫度、密度和粘度達(dá)到均勻，并且定壓、定量、定溫地輸送到機(jī)頭。達(dá)到均勻，并且定壓、定量、定溫地輸送到機(jī)頭。 h h3 3的影響：應(yīng)和壓縮段的熔融能力相匹配。如果的影響：應(yīng)

19、和壓縮段的熔融能力相匹配。如果h h3 3過(guò)大，使過(guò)大，使其潛在的熔料輸送能力大于熔料能夠充滿的能力，壓縮段未熔其潛在的熔料輸送能力大于熔料能夠充滿的能力，壓縮段未熔的物料有可能進(jìn)入該段。殘留的固相碎片若得不到進(jìn)一步均勻的物料有可能進(jìn)入該段。殘留的固相碎片若得不到進(jìn)一步均勻塑化而擠入機(jī)頭，就會(huì)影響制品質(zhì)量。反之，若太淺則熔料受塑化而擠入機(jī)頭，就會(huì)影響制品質(zhì)量。反之，若太淺則熔料受到的剪切過(guò)大，會(huì)使熔料溫度升高，甚至過(guò)熱分解。到的剪切過(guò)大，會(huì)使熔料溫度升高，甚至過(guò)熱分解。 L3 L3的影響：的影響： L3L3增大，可使物料均化時(shí)間延長(zhǎng)，有利于物料增大，可使物料均化時(shí)間延長(zhǎng)，有利于物料的均勻混合，

20、但過(guò)長(zhǎng)會(huì)使加料段和壓縮段在螺桿全長(zhǎng)中所占比的均勻混合，但過(guò)長(zhǎng)會(huì)使加料段和壓縮段在螺桿全長(zhǎng)中所占比例變小，且對(duì)熱敏性塑料易引起過(guò)熱分解。這兩個(gè)參數(shù)一般靠例變小，且對(duì)熱敏性塑料易引起過(guò)熱分解。這兩個(gè)參數(shù)一般靠經(jīng)驗(yàn)確定。經(jīng)驗(yàn)確定。h3 （0.020.06）DL3（0.220.25）L (非結(jié)晶型非結(jié)晶型)L3（0.250.35）L (結(jié)晶型結(jié)晶型) 應(yīng)選擇合理的螺桿頭部形狀，以使物料盡可能平穩(wěn)應(yīng)選擇合理的螺桿頭部形狀，以使物料盡可能平穩(wěn)地從螺桿進(jìn)入機(jī)頭，避免產(chǎn)生渦流，使局部滯留受熱時(shí)地從螺桿進(jìn)入機(jī)頭，避免產(chǎn)生渦流，使局部滯留受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生熱分解（滯料現(xiàn)象）。間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生熱分解（滯料現(xiàn)象）。a、b

21、:常用結(jié)構(gòu)常用結(jié)構(gòu)c、d:頂部死角，用于流動(dòng)性好的塑料頂部死角，用于流動(dòng)性好的塑料e、f:用于流動(dòng)性差的熱敏性塑料用于流動(dòng)性差的熱敏性塑料g、h:非對(duì)稱頭部防滯料非對(duì)稱頭部防滯料i:用于粘度大、導(dǎo)熱不良、熔點(diǎn)明顯的物料用于粘度大、導(dǎo)熱不良、熔點(diǎn)明顯的物料j:擠電纜專用擠電纜專用螺桿的工作條件惡劣螺桿的工作條件惡劣( (高溫、高壓、腐蝕、磨損并承高溫、高壓、腐蝕、磨損并承受較大的扭矩受較大的扭矩) )，因此，螺桿材料應(yīng)具有較高的力學(xué)，因此，螺桿材料應(yīng)具有較高的力學(xué)性能和較好的切削、熱處理性能。性能和較好的切削、熱處理性能。常用的材料有常用的材料有4545鋼、鋼、40Cr40Cr、38CrMoAl

22、38CrMoAl，并經(jīng)表面鍍，并經(jīng)表面鍍鉻或氮化處理。鉻或氮化處理。使用最多的是使用最多的是38CrMoAl38CrMoAl。也有的是在螺桿表面噴涂或堆焊耐磨耐腐合金以提高也有的是在螺桿表面噴涂或堆焊耐磨耐腐合金以提高螺桿的使用壽命。螺桿的使用壽命。v常規(guī)全螺紋三段螺桿存在的問(wèn)題：常規(guī)全螺紋三段螺桿存在的問(wèn)題： 固體輸送能力低，熔融效率低且不徹底，塑化混煉不均固體輸送能力低，熔融效率低且不徹底，塑化混煉不均勻，壓力、溫度、擠出速率波動(dòng)大等。勻，壓力、溫度、擠出速率波動(dòng)大等。（1）分離型螺桿）分離型螺桿 在壓縮段設(shè)置一條附加螺紋（也稱副螺紋），其外在壓縮段設(shè)置一條附加螺紋（也稱副螺紋），其外徑小

23、于主螺紋，將原螺槽一分為二，一條與加料段相通徑小于主螺紋，將原螺槽一分為二，一條與加料段相通(固相槽固相槽)，另一條與均化段相通，另一條與均化段相通(液相槽液相槽)，由于主副螺紋，由于主副螺紋螺矩不等，使液相槽逐漸變寬，至均化段時(shí)達(dá)到整個(gè)螺螺矩不等，使液相槽逐漸變寬，至均化段時(shí)達(dá)到整個(gè)螺槽寬度，而固相槽變窄最后為零。槽寬度，而固相槽變窄最后為零。431 2是在普通螺桿的某一部位是在普通螺桿的某一部位(一般在螺桿頭部附近一般在螺桿頭部附近)設(shè)置屏障設(shè)置屏障段，使未熔的殘余固體不能通過(guò)，并促使其熔融和均化的一段，使未熔的殘余固體不能通過(guò)，并促使其熔融和均化的一種螺桿。種螺桿。 在普通螺桿的某一部位

24、在普通螺桿的某一部位設(shè)置分流元件設(shè)置分流元件(如銷釘或溝如銷釘或溝槽、孔道等槽、孔道等)，將螺槽內(nèi)的，將螺槽內(nèi)的料流多次分割，以改變物料料流多次分割，以改變物料的流動(dòng)狀態(tài)，從而促進(jìn)熔融、的流動(dòng)狀態(tài)，從而促進(jìn)熔融、增強(qiáng)混煉和均化。增強(qiáng)混煉和均化。1、料筒的結(jié)構(gòu)形式、料筒的結(jié)構(gòu)形式（1）整體式料筒）整體式料筒 在整體材料上加工出來(lái)，容易保證較高的制造精度和裝在整體材料上加工出來(lái)，容易保證較高的制造精度和裝配精度，可簡(jiǎn)化裝配工作，便于加熱冷卻裝置的設(shè)置和裝拆，配精度，可簡(jiǎn)化裝配工作，便于加熱冷卻裝置的設(shè)置和裝拆，料筒受熱均勻。料筒受熱均勻。但對(duì)加工設(shè)備和加工技術(shù)要求較高，且內(nèi)表但對(duì)加工設(shè)備和加工技術(shù)

25、要求較高，且內(nèi)表面磨損后不易修復(fù)。面磨損后不易修復(fù)。 將料筒分成幾段加工，再用法蘭或其它形式聯(lián)接起來(lái)。將料筒分成幾段加工，再用法蘭或其它形式聯(lián)接起來(lái)。其加工較整體式容易，且便于改變螺桿長(zhǎng)徑比，其加工較整體式容易，且便于改變螺桿長(zhǎng)徑比，但分段多，難但分段多，難以保證各段的同軸度，連接處熱損失大，加熱的均勻性較差，以保證各段的同軸度，連接處熱損失大，加熱的均勻性較差，加熱冷卻系統(tǒng)的設(shè)置和維修也不方便加熱冷卻系統(tǒng)的設(shè)置和維修也不方便。多用在實(shí)驗(yàn)性擠出機(jī)和。多用在實(shí)驗(yàn)性擠出機(jī)和排氣擠出機(jī)上。排氣擠出機(jī)上。 為了節(jié)約貴重材料，大、中型擠出機(jī)的料筒常在一般碳素為了節(jié)約貴重材料，大、中型擠出機(jī)的料筒常在一般

26、碳素鋼或鑄鋼的基體內(nèi)部鑲一段可更換的合金鋼襯套，以便磨損后鋼或鑄鋼的基體內(nèi)部鑲一段可更換的合金鋼襯套，以便磨損后更換，或是在料筒內(nèi)離心澆鑄一層約更換，或是在料筒內(nèi)離心澆鑄一層約2mm厚的合金層。這種料厚的合金層。這種料筒的使用壽命較長(zhǎng)。筒的使用壽命較長(zhǎng)。 生產(chǎn)中為提高加料段的生產(chǎn)中為提高加料段的固體輸送效率，以充分發(fā)固體輸送效率，以充分發(fā)揮各種新型螺桿的工作效揮各種新型螺桿的工作效能，常采用一些新型結(jié)構(gòu)，能，常采用一些新型結(jié)構(gòu)，如：如： 在料筒內(nèi)壁開縱向溝槽、在料筒內(nèi)壁開縱向溝槽、將內(nèi)壁做成錐形并開槽；將內(nèi)壁做成錐形并開槽； 加大料筒表面切向摩擦加大料筒表面切向摩擦系數(shù)和物料通過(guò)面積；系數(shù)和物

27、料通過(guò)面積； 對(duì)加料段強(qiáng)力冷卻。對(duì)加料段強(qiáng)力冷卻。 加料口的形狀和位置對(duì)加加料口的形狀和位置對(duì)加料性能有很大影響。加料口料性能有很大影響。加料口的形式必須和物料的形狀相的形式必須和物料的形狀相適應(yīng)，應(yīng)能使物料順利地加適應(yīng)，應(yīng)能使物料順利地加入料簡(jiǎn)而不產(chǎn)生入料簡(jiǎn)而不產(chǎn)生“架橋架橋”現(xiàn)現(xiàn)象。象。 加料口的形狀加料口的形狀(俯視俯視)有圓形、方形，也有矩形的。一有圓形、方形，也有矩形的。一般情況多用矩形的。其長(zhǎng)邊平行于料筒軸線，長(zhǎng)度約為螺般情況多用矩形的。其長(zhǎng)邊平行于料筒軸線，長(zhǎng)度約為螺桿直徑桿直徑1.31.8倍。當(dāng)采用機(jī)械攪拌強(qiáng)制加料時(shí)多用圓形的倍。當(dāng)采用機(jī)械攪拌強(qiáng)制加料時(shí)多用圓形的加料口。加料口

28、。適于帶狀料，不適于帶狀料，不適于粒料和粉料適于粒料和粉料多用于簡(jiǎn)易式多用于簡(jiǎn)易式擠出機(jī)擠出機(jī)多用于簡(jiǎn)易式多用于簡(jiǎn)易式擠出機(jī)擠出機(jī)鉸鏈螺栓連接鉸鏈螺栓連接螺釘連接螺釘連接剖分連接剖分連接冕形螺母連接冕形螺母連接使料流由螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)；使料流由螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)；阻止未熔融的粒子和雜質(zhì)進(jìn)入口模；阻止未熔融的粒子和雜質(zhì)進(jìn)入口模；形成背壓，提高熔料壓力，保證塑化質(zhì)量。形成背壓，提高熔料壓力，保證塑化質(zhì)量。分流板同時(shí)還對(duì)過(guò)濾網(wǎng)起支承作用，但在擠出粘度大而熱分流板同時(shí)還對(duì)過(guò)濾網(wǎng)起支承作用，但在擠出粘度大而熱穩(wěn)定性差的塑料時(shí)一般不用過(guò)濾網(wǎng)，甚至也不用分流板。穩(wěn)定性差的塑料時(shí)一般不用過(guò)濾網(wǎng)，甚至也不

29、用分流板。分流板孔眼分布原則：使流過(guò)分流板的物料流速均勻。分流板孔眼分布原則：使流過(guò)分流板的物料流速均勻?？籽壑睆揭话憧籽壑睆揭话?7mm。厚度一般為料筒內(nèi)徑的厚度一般為料筒內(nèi)徑的20左右。左右。過(guò)濾網(wǎng)一般過(guò)濾網(wǎng)一般20120目，目，15層。層。作用：給擠出機(jī)供料。作用：給擠出機(jī)供料。組成：料斗和上料部分。組成：料斗和上料部分。1、料斗、料斗一般做成對(duì)稱的；一般做成對(duì)稱的；料斗側(cè)面開有示鏡孔；料斗側(cè)面開有示鏡孔；料斗底部設(shè)開合門；料斗底部設(shè)開合門；料斗可以上方加蓋；料斗可以上方加蓋；材料用輕便、耐腐蝕、易加材料用輕便、耐腐蝕、易加工材料，一般多用鋁板和不工材料，一般多用鋁板和不銹鋼板；銹鋼板；

30、料斗容積一般為擠出機(jī)料斗容積一般為擠出機(jī)11.5h的擠出量。的擠出量。 (1)重力加料重力加料物料依靠自身的重量進(jìn)入料筒。物料依靠自身的重量進(jìn)入料筒。 (2)強(qiáng)制加料強(qiáng)制加料在料斗中設(shè)置攪拌器或螺旋槳葉等裝在料斗中設(shè)置攪拌器或螺旋槳葉等裝置，使料斗中的物料強(qiáng)制進(jìn)入擠出機(jī)。置，使料斗中的物料強(qiáng)制進(jìn)入擠出機(jī)。上料指的是將松散物料加到料斗中。上料指的是將松散物料加到料斗中。人工上料人工上料不需設(shè)置上料裝置，多用在小型機(jī)。不需設(shè)置上料裝置，多用在小型機(jī)。自動(dòng)上料自動(dòng)上料鼓風(fēng)上料鼓風(fēng)上料彈簧上料彈簧上料真空上料真空上料運(yùn)輸帶傳送上料運(yùn)輸帶傳送上料回節(jié)首螺旋輸送機(jī)上料螺旋輸送機(jī)上料1、驅(qū)動(dòng)功率和轉(zhuǎn)速范圍的

31、確定、驅(qū)動(dòng)功率和轉(zhuǎn)速范圍的確定（1）驅(qū)動(dòng)功率的確定）驅(qū)動(dòng)功率的確定a）無(wú)精確算法，一般按均化段功率為基礎(chǔ)加以放）無(wú)精確算法，一般按均化段功率為基礎(chǔ)加以放大估算，大估算，N總總=KN，根據(jù)物料，根據(jù)物料K=1.24b）按實(shí)踐總結(jié)歸納的數(shù)據(jù)選取，見表）按實(shí)踐總結(jié)歸納的數(shù)據(jù)選取，見表 44（2）轉(zhuǎn)速范圍及其確定）轉(zhuǎn)速范圍及其確定能無(wú)級(jí)調(diào)速能無(wú)級(jí)調(diào)速控制擠出質(zhì)量及與輔機(jī)配合一致控制擠出質(zhì)量及與輔機(jī)配合一致有一定的調(diào)速范圍有一定的調(diào)速范圍使擠出機(jī)適應(yīng)各種加工情況使擠出機(jī)適應(yīng)各種加工情況大多數(shù)擠出機(jī)調(diào)速范圍為大多數(shù)擠出機(jī)調(diào)速范圍為6：1。轉(zhuǎn)速受制于螺桿的線速度：與塑料的塑性有關(guān)。轉(zhuǎn)速受制于螺桿的線速度：與

32、塑料的塑性有關(guān)。直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)交流整流子電動(dòng)機(jī)交流整流子電動(dòng)機(jī) 減減速速器器 聯(lián)聯(lián)軸軸器器 螺螺桿桿定定速速電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī) 機(jī)械有級(jí)變速機(jī)械有級(jí)變速機(jī)械無(wú)級(jí)變速機(jī)械無(wú)級(jí)變速液壓無(wú)級(jí)變速液壓無(wú)級(jí)變速帶或帶或聯(lián)軸器聯(lián)軸器1）三相整流子電動(dòng)機(jī)和普通齒輪減速器組成的傳動(dòng)系統(tǒng)）三相整流子電動(dòng)機(jī)和普通齒輪減速器組成的傳動(dòng)系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、易維護(hù)、范圍多為可靠、穩(wěn)定、易維護(hù)、范圍多為3：1、可與有級(jí)調(diào)速結(jié)合以擴(kuò)大范、可與有級(jí)調(diào)速結(jié)合以擴(kuò)大范圍圍2）直流電動(dòng)機(jī)和一般齒輪減速器組成的傳動(dòng)系統(tǒng)）直流電動(dòng)機(jī)和一般齒輪減速器組成的傳動(dòng)系統(tǒng)體積小、效率高、范圍可達(dá)體積小、效率高、范圍可達(dá)16：13）液壓馬達(dá)和交流感應(yīng)

33、電動(dòng)機(jī)配合實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速的傳動(dòng)）液壓馬達(dá)和交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)配合實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速的傳動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)特性軟、起動(dòng)慣性小、可對(duì)螺桿起過(guò)載保護(hù)特性軟、起動(dòng)慣性小、可對(duì)螺桿起過(guò)載保護(hù)4）變頻調(diào)速）變頻調(diào)速調(diào)速方便、范圍很大調(diào)速方便、范圍很大1、加熱裝置、加熱裝置作用：按擠出工藝要求，提供熔融物料所需的熱能。作用：按擠出工藝要求，提供熔融物料所需的熱能。熱源熱源料筒外部加熱器提供的熱能料筒外部加熱器提供的熱能塑料與料筒內(nèi)壁、螺桿以及塑料之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)塑料與料筒內(nèi)壁、螺桿以及塑料之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦剪切熱所產(chǎn)生的摩擦剪切熱加熱方法加熱方法液體加熱（載體加熱）液體加熱（載體加熱）蒸汽加熱蒸汽加熱電加熱電加熱電阻加熱電阻

34、加熱感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱料筒的加熱料筒的加熱應(yīng)分段進(jìn)行，以應(yīng)分段進(jìn)行，以適應(yīng)物料的塑化適應(yīng)物料的塑化特性。特性。方法：先將液體方法：先將液體(水、油和有機(jī)溶劑或其混合物水、油和有機(jī)溶劑或其混合物)加熱，再加熱，再由它們加熱料筒。低于由它們加熱料筒。低于200時(shí)用礦物油作為加熱介質(zhì)，高于時(shí)用礦物油作為加熱介質(zhì)，高于200時(shí)一般用有機(jī)溶劑。時(shí)一般用有機(jī)溶劑。溫度控制：用改變恒溫液體的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。溫度控制：用改變恒溫液體的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)：是加熱均勻穩(wěn)定，溫度波動(dòng)小。優(yōu)點(diǎn)：是加熱均勻穩(wěn)定，溫度波動(dòng)小。缺點(diǎn)：加熱系統(tǒng)比較復(fù)雜，有的液體加熱溫度過(guò)高時(shí)有缺點(diǎn)：加熱系統(tǒng)比較復(fù)雜，有的液體加熱溫度過(guò)高時(shí)有燃燒的危

35、險(xiǎn)，有的液體還易分解出有毒氣體，故應(yīng)用不太廣燃燒的危險(xiǎn)，有的液體還易分解出有毒氣體，故應(yīng)用不太廣泛。泛。有較大的溫度梯度，加熱不均勻有較大的溫度梯度，加熱不均勻傳熱時(shí)間長(zhǎng)傳熱時(shí)間長(zhǎng)類型包括：類型包括：a.帶狀加熱器帶狀加熱器b.陶瓷加熱器陶瓷加熱器c.云母加熱器云母加熱器d.鑄鋁加熱器鑄鋁加熱器e.鑄銅加熱器鑄銅加熱器溫度的調(diào)節(jié)和控制較靈敏，從而有較大的溫度靈敏溫度的調(diào)節(jié)和控制較靈敏，從而有較大的溫度靈敏性，對(duì)制品的質(zhì)量有利。性，對(duì)制品的質(zhì)量有利。加熱均勻，溫度梯度小。加熱均勻，溫度梯度小。加熱時(shí)間短，效率高，大約比電阻加熱省加熱時(shí)間短，效率高，大約比電阻加熱省30的電的電能。能。使用壽命長(zhǎng)。

36、使用壽命長(zhǎng)。加熱溫度受感應(yīng)線圈絕緣性能的限制；徑向尺寸大；加熱溫度受感應(yīng)線圈絕緣性能的限制；徑向尺寸大；成本高；裝拆不方便。成本高；裝拆不方便。 擠出機(jī)冷卻系統(tǒng)也是為保證塑料在成型過(guò)程中所需擠出機(jī)冷卻系統(tǒng)也是為保證塑料在成型過(guò)程中所需的溫度而設(shè)置的。的溫度而設(shè)置的。料筒料筒螺桿螺桿料斗座料斗座（1）料筒的冷卻）料筒的冷卻加強(qiáng)固體物料的輸送能力；加強(qiáng)固體物料的輸送能力；阻止擠壓系統(tǒng)的熱量傳往推力軸承和減速箱，保證擠阻止擠壓系統(tǒng)的熱量傳往推力軸承和減速箱，保證擠出機(jī)正常工作條件；出機(jī)正常工作條件；一般用水冷卻。一般用水冷卻。（3）螺桿的冷卻）螺桿的冷卻有利于加料段物料的輸送有利于加料段物料的輸送有

37、利于防止塑料在均化段過(guò)熱分解有利于防止塑料在均化段過(guò)熱分解第四節(jié) 擠出機(jī)輔機(jī)主要介紹：主要介紹：1、概述、概述2、擠管輔機(jī)、擠管輔機(jī)3、吹塑成型輔機(jī)、吹塑成型輔機(jī)一、輔機(jī)的作用一、輔機(jī)的作用 將從機(jī)頭連續(xù)擠出并已獲初步形狀和尺寸的高溫熔體將從機(jī)頭連續(xù)擠出并已獲初步形狀和尺寸的高溫熔體冷卻，并在一定的裝置中定性，在通過(guò)進(jìn)一步冷卻，使之冷卻，并在一定的裝置中定性，在通過(guò)進(jìn)一步冷卻，使之由高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槭覝叵碌牟ＡB(tài)，達(dá)到一定的表面質(zhì)量，由高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槭覝叵碌牟ＡB(tài)，達(dá)到一定的表面質(zhì)量，成為符合要求的制品或半成品。成為符合要求的制品或半成品。二、輔機(jī)的類型二、輔機(jī)的類型 1、按工藝：冷卻定型（或吹脹）

38、裝置、冷卻裝置、牽、按工藝：冷卻定型（或吹脹）裝置、冷卻裝置、牽引裝置、切割裝置、堆放卷取設(shè)備等；引裝置、切割裝置、堆放卷取設(shè)備等； 2、按制品：吹膜輔機(jī)、擠管輔機(jī)、吹塑中空制品輔機(jī)、按制品：吹膜輔機(jī)、擠管輔機(jī)、吹塑中空制品輔機(jī)、擠板輔機(jī)、拉絲輔機(jī)、擠板輔機(jī)、拉絲輔機(jī)、。三、擠出典型工藝流程三、擠出典型工藝流程 主要用于塑料管的生產(chǎn)，如主要用于塑料管的生產(chǎn)，如PVC、PE、PP、ABS、PC、F4等。等。（一）管材擠出過(guò)程（一）管材擠出過(guò)程 圖見上頁(yè)a、b （二）冷卻定型裝置（二）冷卻定型裝置 1、外徑定徑法、外徑定徑法 內(nèi)壓充氣法內(nèi)壓充氣法 真空定徑法真空定徑法 2、內(nèi)徑定徑法、內(nèi)徑定徑法

39、1、冷卻的作用、冷卻的作用 在冷卻定型后繼續(xù)冷卻至室溫，以免使已冷卻表面溫度升在冷卻定型后繼續(xù)冷卻至室溫，以免使已冷卻表面溫度升高而導(dǎo)致變形。高而導(dǎo)致變形。2、冷卻方式、冷卻方式 空冷、水冷，使冷卻后管溫約空冷、水冷，使冷卻后管溫約30。3、水冷法、水冷法（1）冷卻水槽）冷卻水槽 24段、逐段降溫段、逐段降溫 彎曲問(wèn)題（半沒(méi)、全沒(méi)、浮力）彎曲問(wèn)題（半沒(méi)、全沒(méi)、浮力）（2）噴淋冷卻）噴淋冷卻 設(shè)設(shè)36根、前端水孔密根、前端水孔密 換熱好、適合大管徑換熱好、適合大管徑4、水槽或水箱長(zhǎng)度、水槽或水箱長(zhǎng)度 影響因素：水溫、管影響因素：水溫、管溫、管壁厚、牽引速度、溫、管壁厚、牽引速度、塑料種類；塑料種

40、類； 結(jié)晶型聚合物的長(zhǎng)度結(jié)晶型聚合物的長(zhǎng)度一般為一般為PVC的的2倍；倍； 一般一般1.56m。1、牽引裝置的作用、牽引裝置的作用 給由機(jī)頭出來(lái)的已獲初步形狀和尺寸的管子提供一定的牽引力給由機(jī)頭出來(lái)的已獲初步形狀和尺寸的管子提供一定的牽引力和速度，均勻地引出管材，并通過(guò)牽引速度的變化適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)管和速度，均勻地引出管材，并通過(guò)牽引速度的變化適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)管子的壁厚。子的壁厚。2、牽引速度對(duì)質(zhì)量的影響、牽引速度對(duì)質(zhì)量的影響 過(guò)快：壁薄、拉斷過(guò)快：壁薄、拉斷 過(guò)慢：壁變厚、堵塞過(guò)慢：壁變厚、堵塞3、常用牽引裝置的工作原理、常用牽引裝置的工作原理 1）滾輪式）滾輪式 2）履帶式）履帶式 3）橡膠帶式）橡膠帶式 中空制品用途用途廣泛；中空制品用途用途廣泛； 常用原料有常用原料有PE、PVC、PS、PP、PC等等1、生產(chǎn)型坯的方法：擠出法、注射法、壓縮法、生產(chǎn)型坯的方法：擠出法、注射法、壓縮法2、擠出吹塑成型過(guò)程、擠出吹塑成型過(guò)程 擠出型坯、引入模具、模具閉合、吹脹、開模擠出型坯、引入模具、模具閉合、吹脹、開模3、中空吹塑模具、中空吹塑模具 作用：冷卻定型切割作用：冷卻定型切割 冷卻8-10s4、模具動(dòng)作及供氣裝置、模具動(dòng)作及