高分子成型加工原理 第五章擠出成型

1、第五章第五章 擠出成型擠出成型5.1 5.1 概述概述一、一、擠出成型擠出成型 也稱也稱擠壓模塑或擠塑擠壓模塑或擠塑，即借助，即借助螺桿螺桿或或柱塞柱塞的的擠壓作用，使受熱熔化的塑料擠壓作用，使受熱熔化的塑料在壓力推動在壓力推動下，強(qiáng)下，強(qiáng)行行通過口模通過口模而成為具有恒定截面的連續(xù)型材的一而成為具有恒定截面的連續(xù)型材的一種成型方法。種成型方法。 擠出法幾乎能成型所有熱塑性塑料和某些熱擠出法幾乎能成型所有熱塑性塑料和某些熱固性塑料。固性塑料。5.1 5.1 概述概述 生產(chǎn)的制品：管材、板材、薄膜、線纜包生產(chǎn)的制品：管材、板材、薄膜、線纜包覆物及塑料與其它材料的復(fù)合材料等。覆物及塑料與其它材料的

2、復(fù)合材料等。5.1 5.1 概述概述 擠出制品占熱塑性塑料制品的擠出制品占熱塑性塑料制品的40405050，此外還可以用于塑化造粒、著色和共混等。此外還可以用于塑化造粒、著色和共混等。二、二、擠出成型分類擠出成型分類1.1.按塑化方式分按塑化方式分：（1 1）干法干法：靠加熱：靠加熱（2 2）濕法濕法：僅用于硝酸纖維素和少數(shù)醋酸纖維：僅用于硝酸纖維素和少數(shù)醋酸纖維 素等。素等。 用溶劑將塑料充分軟化。用溶劑將塑料充分軟化。5.1 5.1 概述概述2.2.按加壓方式按加壓方式分：分：（1 1）連續(xù)式連續(xù)式：螺桿式擠出機(jī)螺桿式擠出機(jī)單螺桿單螺桿雙螺桿雙螺桿借助螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓力和剪切力，使物料充分借

3、助螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓力和剪切力，使物料充分塑化和混合均勻，通過型腔（口模）而成型。塑化和混合均勻，通過型腔（口模）而成型。5.1 5.1 概述概述（2 2）間歇式間歇式：柱塞式擠出機(jī)柱塞式擠出機(jī)借助柱塞壓力，將事先塑化好的物料擠出口模借助柱塞壓力，將事先塑化好的物料擠出口模而成型。而成型。5.2 5.2 擠出設(shè)備擠出設(shè)備 擠出設(shè)備一般是由擠出機(jī)、機(jī)頭和口模、擠出設(shè)備一般是由擠出機(jī)、機(jī)頭和口模、輔機(jī)等幾部分組成的。輔機(jī)等幾部分組成的。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī) 擠出機(jī)由擠出機(jī)由擠出裝置擠出裝置（螺桿和料筒）、（螺桿和料筒）、傳動傳動機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)和和加熱冷卻系統(tǒng)加熱冷卻系統(tǒng)等主要部分組成

4、。等主要部分組成。一、單螺桿擠出機(jī)一、單螺桿擠出機(jī) 單螺桿擠出機(jī)是由一根阿基米德螺桿在加單螺桿擠出機(jī)是由一根阿基米德螺桿在加熱的料筒中旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的。大小一般用螺桿直徑熱的料筒中旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的。大小一般用螺桿直徑來表示。來表示。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)1.1.傳動裝置傳動裝置 帶動螺桿轉(zhuǎn)動的部分。通常由電動機(jī)、帶動螺桿轉(zhuǎn)動的部分。通常由電動機(jī)、減速箱和軸承等組成。減速箱和軸承等組成。 在擠出過程中，要求螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，不在擠出過程中，要求螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，不隨螺桿負(fù)荷的變化而變化，以保證制品質(zhì)量隨螺桿負(fù)荷的變化而變化，以保證制品質(zhì)量均勻一致。均

5、勻一致。 但在不同的場合下，又要求螺桿能變速，但在不同的場合下，又要求螺桿能變速，以達(dá)到一臺設(shè)備能適應(yīng)擠出不同塑料或不同以達(dá)到一臺設(shè)備能適應(yīng)擠出不同塑料或不同制品的要求。制品的要求。 傳動部分采用整流子電動機(jī)、直流電動機(jī)傳動部分采用整流子電動機(jī)、直流電動機(jī)等裝置達(dá)到無級變速。等裝置達(dá)到無級變速。螺桿轉(zhuǎn)速為：螺桿轉(zhuǎn)速為：1010100100轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分鐘。分鐘。設(shè)有良好的潤滑系統(tǒng)和迅速制動的裝置。設(shè)有良好的潤滑系統(tǒng)和迅速制動的裝置。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)2.2.加料裝置加料裝置供料一般采用粒料、粉料和帶狀料等幾種。供料一般采用粒料、粉料和帶狀料等幾種。 裝料設(shè)備通常使用裝料

6、設(shè)備通常使用錐形加料斗錐形加料斗，其容積至少，其容積至少能容納能容納1 1小時的用料。小時的用料。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)料斗底部有截?cái)嘌b置，以便調(diào)整和切斷料流。料斗底部有截?cái)嘌b置，以便調(diào)整和切斷料流。側(cè)面有視孔和標(biāo)定計(jì)量的裝置。側(cè)面有視孔和標(biāo)定計(jì)量的裝置。 有些料斗帶有減壓或加熱裝置、攪拌器、自有些料斗帶有減壓或加熱裝置、攪拌器、自動上料或加料裝置。動上料或加料裝置。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)3.3.料筒料筒 擠出機(jī)的主要部件之一。擠出機(jī)的主要部件之一。為一金屬圓筒，一般用耐溫耐壓、強(qiáng)度較高、為一金屬圓筒，一般

7、用耐溫耐壓、強(qiáng)度較高、堅(jiān)固耐磨、耐腐的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合堅(jiān)固耐磨、耐腐的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼筒制成。鋼筒制成。 塑料的塑化和加壓過程都在其中進(jìn)行。外塑料的塑化和加壓過程都在其中進(jìn)行。外部設(shè)有分區(qū)加熱和冷卻裝置。部設(shè)有分區(qū)加熱和冷卻裝置。加熱：電阻、電感或其它方式。加熱：電阻、電感或其它方式。冷卻：風(fēng)冷或水冷。冷卻：風(fēng)冷或水冷。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)4.4.螺桿螺桿 擠出機(jī)的關(guān)鍵部件，直接關(guān)系到擠出機(jī)的擠出機(jī)的關(guān)鍵部件，直接關(guān)系到擠出機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率。應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率。 通過螺桿的轉(zhuǎn)動，對塑料產(chǎn)生擠壓作用，通過螺桿

8、的轉(zhuǎn)動，對塑料產(chǎn)生擠壓作用，塑料在料筒中才能產(chǎn)生移動、增壓和從摩擦取塑料在料筒中才能產(chǎn)生移動、增壓和從摩擦取得部分熱量，塑料在移動過程中得到混合和塑得部分熱量，塑料在移動過程中得到混合和塑化，粘流態(tài)的熔體在被壓實(shí)而流經(jīng)口模時，取化，粘流態(tài)的熔體在被壓實(shí)而流經(jīng)口模時，取得所需形狀而成型。得所需形狀而成型。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī) 由于塑料品種很多、性質(zhì)各異，因此為適由于塑料品種很多、性質(zhì)各異，因此為適應(yīng)加工不同塑料的需要，應(yīng)加工不同塑料的需要，螺桿的種類很多，結(jié)螺桿的種類很多，結(jié)構(gòu)上也有差異構(gòu)上也有差異，以便能對塑料產(chǎn)生較大的輸送、，以便能對塑料產(chǎn)生較大的輸送、擠壓、混合和塑

9、化作用。擠壓、混合和塑化作用。 表示螺桿結(jié)構(gòu)特征的基本參數(shù)有表示螺桿結(jié)構(gòu)特征的基本參數(shù)有直徑、長直徑、長徑比、壓縮比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺徑比、壓縮比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺桿與料筒的間隙等。桿與料筒的間隙等。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)（1 1）螺桿的直徑（）螺桿的直徑（D D）長徑比（）長徑比（ L/D L/D ）5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī) 螺桿直徑（螺桿直徑（D D） 根據(jù)所制制品的形狀、大小及需要的生產(chǎn)根據(jù)所制制品的形狀、大小及需要的生產(chǎn)率來決定的。率來決定的。 一般一般4545150mm150mm，螺桿，螺桿直徑增大，加工能直徑增大，加工能

10、力提高力提高，擠出機(jī)的生產(chǎn)率與螺桿直徑擠出機(jī)的生產(chǎn)率與螺桿直徑D D的平方的平方成正比。成正比。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī) 長徑比長徑比（L/DL/D） 螺桿工作部分有效長度與直徑之比。螺桿工作部分有效長度與直徑之比。通常為通常為18182525。 L/DL/D大，能改善物料溫度分布，有利于塑料大，能改善物料溫度分布，有利于塑料的混合和塑化，并能減少漏流和逆流，提高擠的混合和塑化，并能減少漏流和逆流，提高擠出機(jī)的生產(chǎn)能力。出機(jī)的生產(chǎn)能力。 L/D L/D大，螺桿適應(yīng)能力強(qiáng)，能用于多種塑料大，螺桿適應(yīng)能力強(qiáng)，能用于多種塑料的擠出。的擠出。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠

11、出機(jī)但但L/DL/D過大，使塑料受熱時間增長而降解；過大，使塑料受熱時間增長而降解； 螺桿自重增加，自由端撓曲下垂，螺桿自重增加，自由端撓曲下垂， 引起料筒與螺桿間擦傷，使制造引起料筒與螺桿間擦傷，使制造 加工困難，增大功率消耗。加工困難，增大功率消耗。過短的螺桿，容易引起混煉的塑化不良。過短的螺桿，容易引起混煉的塑化不良。（2 2）螺旋角螺旋角（ ） 螺紋與螺桿橫斷面的夾角。螺紋與螺桿橫斷面的夾角。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)隨隨 增大，增大，擠出機(jī)的生產(chǎn)能力提高，但剪切作用擠出機(jī)的生產(chǎn)能力提高，但剪切作用和擠壓力減小和擠壓力減小通常在通常在10103030之間。之間。等距螺

12、桿：螺距等于直徑，等距螺桿：螺距等于直徑， 17 415.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)（3 3）壓縮比壓縮比 螺桿加料段最初一個螺槽容積與均化段最螺桿加料段最初一個螺槽容積與均化段最后一個螺槽容積之比。后一個螺槽容積之比。 表示表示塑料塑料通過螺桿全長范圍時通過螺桿全長范圍時被壓縮的倍被壓縮的倍數(shù)數(shù)。壓縮比愈大，塑料受到的擠壓作用愈大。壓縮比愈大，塑料受到的擠壓作用愈大 螺槽淺時，能對塑料產(chǎn)生較高的剪切速率，螺槽淺時，能對塑料產(chǎn)生較高的剪切速率，有利于料筒壁和物料間的傳熱，物料混合和塑有利于料筒壁和物料間的傳熱，物料混合和塑化的效率高，但生產(chǎn)率降低?；男矢撸a(chǎn)率降低。螺槽深

13、時，情況相反。螺槽深時，情況相反。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī) 因此，熱敏性塑料，宜用深螺槽螺桿（如因此，熱敏性塑料，宜用深螺槽螺桿（如PVCPVC）；）； 熔體粘度高，熱穩(wěn)定性較高的塑料，宜用熔體粘度高，熱穩(wěn)定性較高的塑料，宜用淺螺槽螺桿（如淺螺槽螺桿（如PAPA）。）。（4 4）螺桿的結(jié)構(gòu)形式螺桿的結(jié)構(gòu)形式5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)漸變型漸變型：等距不等深等距不等深5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)漸變型：漸變型：等深不等距等深不等距5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)突變型突變型5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)魚雷頭螺桿魚雷

14、頭螺桿5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)（5 5）螺桿各段的功能螺桿各段的功能 物料沿螺桿前移時，經(jīng)歷著溫度、壓力、物料沿螺桿前移時，經(jīng)歷著溫度、壓力、粘度等的變化，這種變化在螺桿全長范圍內(nèi)是粘度等的變化，這種變化在螺桿全長范圍內(nèi)是不同的，根據(jù)物料的變化特征，將不同的，根據(jù)物料的變化特征，將螺桿分為以螺桿分為以下三段：下三段： 加（送）料段加（送）料段 將料斗供給的料送往壓縮段將料斗供給的料送往壓縮段。 塑料在移動過程中，一般保持固體狀態(tài)，塑料在移動過程中，一般保持固體狀態(tài)，由于受熱而部分熔化。由于受熱而部分熔化。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī) 擠出結(jié)晶聚合物最長，硬性

15、無定形聚合物擠出結(jié)晶聚合物最長，硬性無定形聚合物次之，軟性無定形聚合物最短。次之，軟性無定形聚合物最短。 螺槽容積可以保持不變。螺槽容積可以保持不變。 壓縮段壓縮段（遷移段、過渡段）（遷移段、過渡段） 壓實(shí)物料，使物料由固體轉(zhuǎn)為熔融體，并壓實(shí)物料，使物料由固體轉(zhuǎn)為熔融體，并排除物料中的空氣。排除物料中的空氣。 為適應(yīng)將物料壓實(shí)，將氣體推回加料段和為適應(yīng)將物料壓實(shí)，將氣體推回加料段和物料熔化時體積減小等特點(diǎn)，本段應(yīng)對塑料產(chǎn)物料熔化時體積減小等特點(diǎn)，本段應(yīng)對塑料產(chǎn)生較大的剪切作用和壓縮，生較大的剪切作用和壓縮，通常使螺槽容積逐通常使螺槽容積逐漸縮減漸縮減，縮減的程度由塑料的壓縮率決定。，縮減的程度

16、由塑料的壓縮率決定。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī) 均化段均化段（計(jì)量段）（計(jì)量段） 將熔融的物料，定容（定量）定壓地送入將熔融的物料，定容（定量）定壓地送入機(jī)頭使其在口模中成型。機(jī)頭使其在口模中成型。 螺槽容積恒定不變。螺槽容積恒定不變。 為避免物料因滯留在螺桿頭端面死角處引為避免物料因滯留在螺桿頭端面死角處引起分解，螺桿頭部常設(shè)計(jì)成錐形或半圓形。起分解，螺桿頭部常設(shè)計(jì)成錐形或半圓形。有些螺桿的均化段是一表面完全平滑的桿體，有些螺桿的均化段是一表面完全平滑的桿體，稱為稱為“魚雷頭魚雷頭”，但也有刻上凹槽或銑刻成花，但也有刻上凹槽或銑刻成花紋的。紋的。5.2.1 5.2.1 螺桿

17、擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī) 魚雷頭具有攪拌和節(jié)制物料、消除流動脈魚雷頭具有攪拌和節(jié)制物料、消除流動脈沖現(xiàn)象的作用，并能增大物料的壓力，降低料沖現(xiàn)象的作用，并能增大物料的壓力，降低料層厚度，改善加熱狀況，且能進(jìn)一步提高螺桿層厚度，改善加熱狀況，且能進(jìn)一步提高螺桿塑化效率。塑化效率。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)5.5.機(jī)頭和口模機(jī)頭和口模 機(jī)頭的作用是機(jī)頭的作用是將處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的塑料將處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的塑料熔體熔體轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運(yùn)動平行直線運(yùn)動，使塑料進(jìn)一步塑化均勻，使塑料進(jìn)一步塑化均勻，并將熔體均勻而并將熔體均勻而平穩(wěn)地導(dǎo)入口模平穩(wěn)地導(dǎo)入口模，

18、賦予必要的，賦予必要的成型壓力，使塑料易于成型和取得制品密實(shí)度。成型壓力，使塑料易于成型和取得制品密實(shí)度。 口?？谀闉榫哂幸欢ń孛嫘螤罹哂幸欢ń孛嫘螤畹耐ǖ?，塑料熔的通道，塑料熔體在口模中流動時取得所需形狀，并被口模外體在口模中流動時取得所需形狀，并被口模外的定型裝置和冷卻系統(tǒng)冷卻硬化而成型。的定型裝置和冷卻系統(tǒng)冷卻硬化而成型。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī) 機(jī)頭與口模的組成部件包括過濾網(wǎng)、多孔機(jī)頭與口模的組成部件包括過濾網(wǎng)、多孔板、分流器、模芯、口模和機(jī)頸等部件。板、分流器、模芯、口模和機(jī)頸等部件。（1 1）圓孔口模圓孔口模擠出塑料擠出塑料圓棒圓棒、單絲單絲和和造粒造粒。具有

19、圓形出口的橫截面。具有圓形出口的橫截面。典型的一維流動，同心圓上的軸向流速是相同。典型的一維流動，同心圓上的軸向流速是相同。 （2 2）扁平口模扁平口模擠出法生產(chǎn)平膜和片材。擠出法生產(chǎn)平膜和片材。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)出口具有狹縫形的橫截面。出口具有狹縫形的橫截面。具有分配腔具有分配腔直管式口模：聚烯烴、聚酯直管式口模：聚烯烴、聚酯魚尾形口模：無死角，熔體粘度魚尾形口模：無死角，熔體粘度 高，熱穩(wěn)定性差高，熱穩(wěn)定性差衣架式口模：停留時間一致，硬衣架式口模：停留時間一致，硬 PVCPVC5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)（3 3）環(huán)形口模環(huán)形口模 擠出管子、管狀薄

20、膜、吹塑用型坯、涂布擠出管子、管狀薄膜、吹塑用型坯、涂布電線。電線。 出口具有環(huán)形截面。出口具有環(huán)形截面。由口模套和芯模組成，有由口模套和芯模組成，有支架式支架式直角式直角式螺旋芯模式螺旋芯模式儲料缸式儲料缸式5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)（4 4）異形口模異形口模異型制品（型材）：從任一口模（異形口模）異型制品（型材）：從任一口模（異形口模）擠出而得到具有不規(guī)則截面的半成品。擠出而得到具有不規(guī)則截面的半成品。有中空和開放式兩大類。有中空和開放式兩大類。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)二、二、雙螺桿擠出機(jī)雙螺桿擠出機(jī)指在一根兩相連孔道組成指在一根兩相連孔道組成截面的料

21、筒內(nèi)由兩截面的料筒內(nèi)由兩根相互嚙合或相切的螺桿組成的擠出裝置。根相互嚙合或相切的螺桿組成的擠出裝置。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)雙螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的差別：雙螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的差別：（1 1）嚙合還是非嚙合；）嚙合還是非嚙合；（2 2）對嚙合螺桿：同向轉(zhuǎn)動還是反向轉(zhuǎn)動；）對嚙合螺桿：同向轉(zhuǎn)動還是反向轉(zhuǎn)動；（3 3）螺桿是圓柱形還是錐形；）螺桿是圓柱形還是錐形；（4 4）壓縮比的實(shí)現(xiàn)是靠：螺紋高度或?qū)С?；）壓縮比的實(shí)現(xiàn)是靠：螺紋高度或?qū)С蹋?根徑由小變大或外根徑由小變大或外 徑由大變小；徑由大變小； 螺紋頭數(shù)變化。螺紋頭數(shù)變化。（5 5）螺桿是整體的還是組合的。）螺桿是整體的還是組合的。5

22、.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)螺桿類型：螺桿類型：（1 1）ColomboColombo螺桿：螺桿：螺桿分為三段，每一段有一混合室。螺桿分為三段，每一段有一混合室。加料段的外徑和螺距最大；加料段的外徑和螺距最大；壓縮段次之；壓縮段次之；均化段為最小。均化段為最小。同一段中，螺桿是等徑等距的。同一段中，螺桿是等徑等距的。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)（2 2）錐形雙螺桿）錐形雙螺桿向外反向轉(zhuǎn)動。向外反向轉(zhuǎn)動。從加料段到計(jì)量段，螺桿的外徑和根徑均勻從加料段到計(jì)量段，螺桿的外徑和根徑均勻地由小到大變化。地由小到大變化。螺桿各部分的長度、螺紋頭數(shù)、螺槽數(shù)、螺螺桿各部分的長度、

23、螺紋頭數(shù)、螺槽數(shù)、螺棱寬度、螺棱形狀等均有變化。棱寬度、螺棱形狀等均有變化。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)（3 3）組合型雙螺桿）組合型雙螺桿由不同數(shù)目的具有不同功能的螺桿元件按一由不同數(shù)目的具有不同功能的螺桿元件按一定要求和順序裝到帶導(dǎo)鍵或三角形芯軸上組定要求和順序裝到帶導(dǎo)鍵或三角形芯軸上組合而成的。合而成的?？梢赃B續(xù)輸送、塑化、均化、加壓、排氣?？梢赃B續(xù)輸送、塑化、均化、加壓、排氣。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)（4 4）非嚙合型雙螺桿）非嚙合型雙螺桿類似兩根平行單螺桿在料筒中轉(zhuǎn)動，但兩根類似兩根平行單螺桿在料筒中轉(zhuǎn)動，但兩根螺桿反向轉(zhuǎn)動并相切。螺桿反向轉(zhuǎn)動并相

24、切。分為單階和雙階兩種形式。分為單階和雙階兩種形式。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)三、擠出機(jī)的輔助設(shè)備三、擠出機(jī)的輔助設(shè)備1.1.原料輸送、干燥等原料輸送、干燥等預(yù)處理設(shè)備預(yù)處理設(shè)備；2.2.定型和冷卻設(shè)備定型和冷卻設(shè)備，如定型裝置、水冷卻裝，如定型裝置、水冷卻裝 置、空氣冷卻裝置；置、空氣冷卻裝置；3.3.用于連續(xù)地、平穩(wěn)地將制品接出的可調(diào)速用于連續(xù)地、平穩(wěn)地將制品接出的可調(diào)速牽牽 引裝置引裝置；4.4.成品切斷和輥卷裝置成品切斷和輥卷裝置；5.5.控制設(shè)備控制設(shè)備等。等。5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)四、擠出機(jī)的一般操

25、作方法四、擠出機(jī)的一般操作方法1.1.開車前準(zhǔn)備的工作；開車前準(zhǔn)備的工作；2.2.機(jī)器運(yùn)行開始的工作；機(jī)器運(yùn)行開始的工作；3.3.停車時的工作；停車時的工作；4.4.清理設(shè)備。清理設(shè)備。注意：電、熱、機(jī)械轉(zhuǎn)動、笨重部件裝卸等。注意：電、熱、機(jī)械轉(zhuǎn)動、笨重部件裝卸等。 擠出過程中，塑料本身的自重從料斗進(jìn)入螺槽 ，當(dāng)粒料與螺紋斜棱接觸后，塑料產(chǎn)生一與斜棱面相垂直的推力，將塑料往前推移。在移動過程中，粒料、料筒、螺桿之間都有碰撞摩擦，同時，擠出機(jī)的背壓的影響，塑料不可能呈現(xiàn)象自由質(zhì)點(diǎn)在螺旋上的那種運(yùn)動狀態(tài)。受熱而粘在一起的固體粒子與未塑化的冷的粒子是一個個連續(xù)的整齊排列，塞滿螺槽，形成所謂的“彈性固

26、體”5.3 5.3 單螺桿擠出原理單螺桿擠出原理5.3 5.3 單螺桿擠出原理單螺桿擠出原理5.3.1 5.3.1 固體輸送固體輸送以固體對固體的摩擦力靜平衡為基礎(chǔ)。以固體對固體的摩擦力靜平衡為基礎(chǔ)。假設(shè)：假設(shè)：（1 1）物料與螺槽和料筒內(nèi)壁所有邊緊密接觸，形）物料與螺槽和料筒內(nèi)壁所有邊緊密接觸，形成成固體塞或固體床，并以恒定的速率移動固體塞或固體床，并以恒定的速率移動；（2 2）略去螺棱與料筒的間隙略去螺棱與料筒的間隙，物料重力和密度變，物料重力和密度變化等的影響；化等的影響；5.3.1 5.3.1 固體輸送固體輸送（3 3）螺槽深度是恒定螺槽深度是恒定的，壓力只是螺槽長度的，壓力只是螺槽長

27、度 的函數(shù)，的函數(shù)，摩擦系數(shù)與壓力無關(guān)摩擦系數(shù)與壓力無關(guān)；（4 4）螺槽中固體物料像彈性固體塞一樣移）螺槽中固體物料像彈性固體塞一樣移 動，受周圍的螺桿和料筒表面之間的摩動，受周圍的螺桿和料筒表面之間的摩 擦力控制，擦力控制，只有物料與螺桿之間的摩擦只有物料與螺桿之間的摩擦 力小于物料與料筒之間的摩擦力時物料力小于物料與料筒之間的摩擦力時物料 才能沿軸向前進(jìn)，否則物料將與螺桿一才能沿軸向前進(jìn)，否則物料將與螺桿一 起轉(zhuǎn)動。起轉(zhuǎn)動。5.3.1 5.3.1 固體輸送固體輸送P P：螺槽中體系的壓力；：螺槽中體系的壓力；AbAb、AsAs：固體塞與料筒和螺桿間的壓力；：固體塞與料筒和螺桿間的壓力；fb

28、fb、fsfs：摩擦系數(shù)；：摩擦系數(shù)；FbFb、FsFs：摩擦力。：摩擦力。5.3.1 5.3.1 固體輸送固體輸送因此，可以把固體塞在螺槽中的運(yùn)動看成在矩形通道中的運(yùn)動。如圖6-7所示，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時，斜棱對固體塞產(chǎn)生推力P,5.3.1 5.3.1 固體輸送固體輸送 由圖由圖6-76-7中可以看出，螺桿對固體塞的摩擦力為中可以看出，螺桿對固體塞的摩擦力為Fs,Fs,料料筒對固體塞的摩擦力為筒對固體塞的摩擦力為FbFb，在，在Z Z軸方向的分力為軸方向的分力為FbzFbz，而，而Fbz=AbfbPcosFbz=AbfbPcos，在穩(wěn)態(tài)流動下，推力和阻力相等，在穩(wěn)態(tài)流動下，推力和阻力相等，F(xiàn)sFs

29、=Fbz=Fbz，即，即AbfbPcosAbfbPcos=PAsfs=PAsfs，顯然，當(dāng)，顯然，當(dāng)FsFs=Fbz=Fbz=0=0時，物時，物料與料筒和螺桿間的摩擦力為零，物料在料筒中不能發(fā)生料與料筒和螺桿間的摩擦力為零，物料在料筒中不能發(fā)生任何移動；當(dāng)任何移動；當(dāng)FsFsFbzFbz時，物料被夾帶于螺桿中隨螺桿轉(zhuǎn)動時，物料被夾帶于螺桿中隨螺桿轉(zhuǎn)動也不能移動，只有當(dāng)也不能移動，只有當(dāng)FsFsFbzFbz時，物料在料筒與螺桿間產(chǎn)生時，物料在料筒與螺桿間產(chǎn)生相對運(yùn)動。并被迫沿螺槽移向前方。相對運(yùn)動。并被迫沿螺槽移向前方。 因此，只要能正確控制塑料與螺桿及塑料與料筒之因此，只要能正確控制塑料與螺桿

30、及塑料與料筒之間的摩擦系數(shù)，即可提高固體輸送段的送料能力。間的摩擦系數(shù)，即可提高固體輸送段的送料能力。5.3.1 5.3.1 固體輸送固體輸送22aaQVDD2h4a擠出機(jī)加料段的送料量用Q表示，其值應(yīng)為螺桿一個螺槽的容積V與送料速度 的乘積，即22aaQVDD2h4a5.3.1 5.3.1 固體輸送固體輸送由6-8螺桿的展開圖可以看出，螺桿轉(zhuǎn)動一個周期，物料在螺紋斜棱推力作用下沿垂直斜棱的方向從A移向B，AB在螺桿軸上的投影距離為l，物料在軸向的移動速度為Va，螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)為N，則Va=lN，由幾何關(guān)系可以推出：12aDbbl cotl cotl cotcotDl=,cotcotDNDNtan

31、 tancotcottantan所以 因此，5.3.1 5.3.1 固體輸送固體輸送由前面幾個公式可以得到加料段固體送料量與螺桿幾何尺寸的關(guān)系：2Dh D-h Ntan tanQ=tantan090為了增大輸送量，可以在螺槽直徑不變時，增大螺槽深度h；減小聚合物與螺桿的摩擦系數(shù)fa；增大聚合物與料筒的摩擦系數(shù)fb；減小螺旋角且使 最大tan tantantan5.3.1 5.3.1 固體輸送固體輸送理論偏差： 上述公式的推導(dǎo)，并未考慮物料因摩擦發(fā)熱而引起摩擦系數(shù)改變以及螺桿對物料產(chǎn)生的拖曳流動等因素。實(shí)際上，當(dāng)物料前移阻力很大時，摩擦產(chǎn)生的熱量很大，當(dāng)熱量來不及通過料筒或螺桿移除時，摩擦系數(shù)的

32、增大，會使加料段的輸送能力比計(jì)算值偏高5.3.2 5.3.2 固體熔化固體熔化塑料在擠出機(jī)中的塑化過程是很復(fù)雜的。塑料在擠出機(jī)中的塑化過程是很復(fù)雜的。1.1.冷卻實(shí)驗(yàn)和熔化機(jī)理冷卻實(shí)驗(yàn)和熔化機(jī)理本色塑料本色塑料著色塑料（著色塑料（3 35 5）加熱加熱擠出擠出穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)停車停車迅速冷卻迅速冷卻塑料凝固塑料凝固剝下塑料進(jìn)行分析剝下塑料進(jìn)行分析5.3.2 5.3.2 固體熔化固體熔化 由實(shí)驗(yàn)觀察到在一個螺槽中固體物料的由實(shí)驗(yàn)觀察到在一個螺槽中固體物料的熔化過程：熔化過程： 與料筒表面接觸的固體粒子，由于料筒與料筒表面接觸的固體粒子，由于料筒的傳導(dǎo)熱和摩擦熱的作用，首先熔化，并形的傳導(dǎo)熱和摩擦熱的作用

33、，首先熔化，并形成一層薄膜，成一層薄膜，稱為熔膜稱為熔膜。 這些不斷熔融的物料，在螺桿與料筒的這些不斷熔融的物料，在螺桿與料筒的相對運(yùn)動下，不斷向螺紋推進(jìn)面匯集，從而相對運(yùn)動下，不斷向螺紋推進(jìn)面匯集，從而形成漩渦狀的流動區(qū)，形成漩渦狀的流動區(qū)，稱為溶池稱為溶池。5.3.2 5.3.2 固體熔化固體熔化 在溶池的前邊充滿著受熱軟化和半熔融在溶池的前邊充滿著受熱軟化和半熔融后粘結(jié)在一起的固體粒子和尚未完全熔結(jié)和后粘結(jié)在一起的固體粒子和尚未完全熔結(jié)和溫度較低的固體粒子，溫度較低的固體粒子，統(tǒng)稱為固體床統(tǒng)稱為固體床。 沿螺槽前移的過程中，固體床寬度逐漸沿螺槽前移的過程中，固體床寬度逐漸減小，直至全部消

34、失。減小，直至全部消失。 從熔化開始到固體床的寬度下降到零的從熔化開始到固體床的寬度下降到零的總長度，總長度，稱為熔化區(qū)的長度稱為熔化區(qū)的長度。一般的，熔化。一般的，熔化速率越高，熔化長度越短。速率越高，熔化長度越短。5.3.2 5.3.2 固體熔化固體熔化綜上可知：綜上可知：塑料的整個熔化過程是在螺桿熔融區(qū)進(jìn)塑料的整個熔化過程是在螺桿熔融區(qū)進(jìn)行的，塑料的整個熔化過程直接反映了行的，塑料的整個熔化過程直接反映了固相寬度沿螺槽方向變化的規(guī)律，這種固相寬度沿螺槽方向變化的規(guī)律，這種變化規(guī)律，決定于螺桿參數(shù)、操作條件變化規(guī)律，決定于螺桿參數(shù)、操作條件和塑料的物性等。和塑料的物性等。5.3.3 5.3

35、.3 熔體輸送熔體輸送一、簡化的流動方程一、簡化的流動方程1.1.熔體在均化段輸送中的流動形式熔體在均化段輸送中的流動形式（1 1）正流正流（Q QD D） 沿著螺槽向機(jī)頭方向的流動，它是螺桿旋轉(zhuǎn)時沿著螺槽向機(jī)頭方向的流動，它是螺桿旋轉(zhuǎn)時螺螺紋斜棱的推力紋斜棱的推力在螺槽在螺槽Z Z軸方向作用的結(jié)果，其流動也軸方向作用的結(jié)果，其流動也稱稱拖曳流動拖曳流動。（2 2）逆流逆流(Q(QP P) ) 與正流的方向相反，它與正流的方向相反，它是由機(jī)頭、口模等對塑料是由機(jī)頭、口模等對塑料反壓所引起的反壓流動反壓所引起的反壓流動，又稱壓力流動。正流和逆流，又稱壓力流動。正流和逆流在螺桿通道中所形成的凈流動

36、，是二者的代數(shù)和。在螺桿通道中所形成的凈流動，是二者的代數(shù)和。5.3.3 5.3.3 熔體輸送熔體輸送（3 3）橫流橫流(Q(QT T) ) 與螺紋相垂直的方向流動。塑料沿與螺紋相垂直的方向流動。塑料沿X X軸方向流動到達(dá)軸方向流動到達(dá)螺紋側(cè)壁螺紋側(cè)壁時受阻時受阻，而轉(zhuǎn)向，而轉(zhuǎn)向Y Y軸方向流動，以后又被料筒阻擋，又折向與軸方向流動，以后又被料筒阻擋，又折向與X X相反相反的方向，接著又被螺紋另一側(cè)壁擋住，被迫改變方向。這種流動對的方向，接著又被螺紋另一側(cè)壁擋住，被迫改變方向。這種流動對塑料的混合和熱交換、塑化影響很大，但對總的生產(chǎn)率影響不大。塑料的混合和熱交換、塑化影響很大，但對總的生產(chǎn)率影

37、響不大。（4 4）漏流漏流(Q(QL L) ) 由于口模、機(jī)頭等對塑料的反壓引起，從由于口模、機(jī)頭等對塑料的反壓引起，從螺桿與料筒的間隙沿螺桿與料筒的間隙沿著螺桿軸向料斗方向的流動著螺桿軸向料斗方向的流動。由于間隙比較小，所以漏流比正流和。由于間隙比較小，所以漏流比正流和逆流小得多。逆流小得多。則擠出機(jī)的生產(chǎn)率則擠出機(jī)的生產(chǎn)率Q=QQ=QD D-(Q-(QP P+Q+QL L) )5.4 5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)n 目前，一般單螺桿多采用等距不等深螺桿，加料段常和均化段螺槽深度不變，壓縮段螺槽逐漸變淺。這種螺桿可以滿足一般的擠出成型，但存在以下幾方面的問題： n1.1.

38、熔融效率低熔融效率低 熔融段熔體與固體床共同存在于一個螺槽中，減小了料筒壁與固體床的接觸面 積；固體床隨著熔融解體，部分碎片進(jìn)入熔體中，很難從剪切獲得熱量，這 樣，固體床不能徹底熔融；另外，已熔物料與料筒壁接觸，從料筒壁和熔膜處 獲取熱量，溫度繼續(xù)升高過熱。 n2.2.壓力、溫度和產(chǎn)量波動大壓力、溫度和產(chǎn)量波動大 固體輸送時又與螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生較高頻率的波動，由于熔融過程的不穩(wěn) 定性產(chǎn)生低頻波動， 溫控系統(tǒng)的穩(wěn)定性差或環(huán)境因素的變化引起的波動。 n3.3.混合效果差，不能很好適應(yīng)一些特殊塑料的加工或混煉、著色工藝過混合效果差，不能很好適應(yīng)一些特殊塑料的加工或混煉、著色工藝過 程。程。 5.4 5.

39、4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)5.4 5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)一、一、排氣式螺桿排氣式螺桿排氣原理排氣原理：物料到排氣段基本塑化，由于該段螺槽突然加：物料到排氣段基本塑化，由于該段螺槽突然加深，壓力驟降，氣體從熔體中逸處，從排氣口排出。深，壓力驟降，氣體從熔體中逸處，從排氣口排出。 主要適用于含水和易產(chǎn)生揮發(fā)組分的物料主要適用于含水和易產(chǎn)生揮發(fā)組分的物料?？蛇B續(xù)從聚合?？蛇B續(xù)從聚合物中抽出揮發(fā)物、單體、低聚物、縮聚反應(yīng)物、配料時的物中抽出揮發(fā)物、單體、低聚物、縮聚反應(yīng)物、配料時的揮發(fā)組分、水分。揮發(fā)組分、水分。在料筒上設(shè)置一個或多個排氣孔。在料筒上設(shè)置一個

40、或多個排氣孔。5.4 5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)二、二、分離型（屏障型）螺桿分離型（屏障型）螺桿原理：在壓縮段的螺紋旁再加一道輔助螺紋，將主螺紋的前原理：在壓縮段的螺紋旁再加一道輔助螺紋，將主螺紋的前緣分為熔體槽，后緣分為固體槽，緣分為熔體槽，后緣分為固體槽，實(shí)現(xiàn)熔體與固體的分離實(shí)現(xiàn)熔體與固體的分離。5.4 5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)5.4 5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)MaileferMailefer螺桿螺桿5.4 5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)BaBarrrr螺桿螺桿5.4 5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)

41、構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)KimKim螺桿螺桿不同類型屏障型螺桿的比較：不同類型屏障型螺桿的比較：5.4 5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)5.4 5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)三、三、銷釘型螺桿銷釘型螺桿原理原理：物料流經(jīng)過銷釘時，：物料流經(jīng)過銷釘時，銷釘將固體料或未徹底熔融銷釘將固體料或未徹底熔融的料分成許多細(xì)小料流的料分成許多細(xì)小料流，這些料流在兩排銷釘間較寬位，這些料流在兩排銷釘間較寬位置又匯合，經(jīng)過多次匯合分離，物料塑化質(zhì)量得以提高。置又匯合，經(jīng)過多次匯合分離，物料塑化質(zhì)量得以提高。 銷釘設(shè)置在熔融區(qū)，排列形狀有銷釘設(shè)置在熔融區(qū)，排列形狀有人字形、環(huán)形等，人字形、環(huán)

42、形等，銷釘形狀有圓柱形、菱形、方形等。銷釘形狀有圓柱形、菱形、方形等。在靠近熔化段末端在靠近熔化段末端到計(jì)量段這一區(qū)間設(shè)置一組或幾組起混合作用的銷釘。到計(jì)量段這一區(qū)間設(shè)置一組或幾組起混合作用的銷釘。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：產(chǎn)率減少，熔體溫度提高。：產(chǎn)率減少，熔體溫度提高。5.4 5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)5.4 5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)四、四、波型螺桿波型螺桿 螺槽根部是偏心的，偏心部位沿軸向按螺螺槽根部是偏心的，偏心部位沿軸向按螺旋形移動。旋形移動。軸向波型螺桿，帶有輔助螺紋。軸向波型螺桿，帶有輔助螺紋。5.4 5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)

43、五、五、混合螺桿混合螺桿1.1.分配混合元件：密集的銷釘、溝槽、凹穴等。分配混合元件：密集的銷釘、溝槽、凹穴等。2.2.分散混合元件：剪切元件。分散混合元件：剪切元件。 在熔融段末或均化段增設(shè)置在熔融段末或均化段增設(shè)置混合、混煉、剪切、混合、混煉、剪切、均化等作用的元件，可以提高混合的均勻性均化等作用的元件，可以提高混合的均勻性、混煉效、混煉效果好，混色均勻，分散性好。果好，混色均勻，分散性好。 5.5 5.5 雙螺桿擠出原理雙螺桿擠出原理5.5.1 5.5.1 分類分類R.ErdmergerR.Erdmerger從理論上將雙螺桿分為從理論上將雙螺桿分為1212類：類：5.5.1 5.5.1

44、分類分類1.1.橫向開口：指垂直螺棱方向，物料能越過螺棱，橫向開口：指垂直螺棱方向，物料能越過螺棱，在一根螺桿的各個螺棱之間進(jìn)行物料交換。在一根螺桿的各個螺棱之間進(jìn)行物料交換。2.2.縱向開口：指自加料口到口模有一通道，縱向開口：指自加料口到口模有一通道，物料從一根螺桿流往另一根螺桿。物料從一根螺桿流往另一根螺桿。3.3.非嚙合雙螺桿在縱、橫向都是開口的。非嚙合雙螺桿在縱、橫向都是開口的。4.4.全嚙合、反向轉(zhuǎn)動的雙螺桿在縱、橫向都全嚙合、反向轉(zhuǎn)動的雙螺桿在縱、橫向都是閉合的，不考慮機(jī)械間隙，能形成封閉室。是閉合的，不考慮機(jī)械間隙，能形成封閉室。5.5.1 5.5.1 分類分類6.6.捏合盤在

45、縱向、橫向都是開口的。捏合盤在縱向、橫向都是開口的。7.7.部分嚙合的雙螺桿，要區(qū)分縱向開口和橫部分嚙合的雙螺桿，要區(qū)分縱向開口和橫向向 封閉系統(tǒng)與縱、橫向開口系統(tǒng)。封閉系統(tǒng)與縱、橫向開口系統(tǒng)。5.5.全嚙合、同向轉(zhuǎn)動的雙螺桿是縱向開口、橫向全嚙合、同向轉(zhuǎn)動的雙螺桿是縱向開口、橫向 封閉的。封閉的。5.5.2 5.5.2 反向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)反向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)封閉式反向轉(zhuǎn)動嚙合（封閉式反向轉(zhuǎn)動嚙合（CICTCICT）型雙螺桿擠出）型雙螺桿擠出機(jī)的螺桿幾何形狀：機(jī)的螺桿幾何形狀：5.5.2 5.5.2 反向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)反向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)特點(diǎn)：特點(diǎn)：兩根螺桿螺槽間的開口是很小的；兩

46、根螺桿螺槽間的開口是很小的；具有滾壓式嚙合，嚙合區(qū)的螺桿速度都在同一具有滾壓式嚙合，嚙合區(qū)的螺桿速度都在同一個方向；個方向；進(jìn)入嚙合區(qū)的物料有強(qiáng)制通過該嚙合區(qū)的傾進(jìn)入嚙合區(qū)的物料有強(qiáng)制通過該嚙合區(qū)的傾向。向。5.5.2 5.5.2 反向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)反向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)適用范圍：適用范圍：CICTCICT擠出機(jī)一般適合在低速下運(yùn)行。擠出機(jī)一般適合在低速下運(yùn)行。CICTCICT擠出機(jī)的最大允許螺桿速度是機(jī)器正位移擠出機(jī)的最大允許螺桿速度是機(jī)器正位移輸送特性的良好指標(biāo)。輸送特性的良好指標(biāo)。 低的最大螺桿轉(zhuǎn)速：低的最大螺桿轉(zhuǎn)速：202040r/min40r/min，型材擠，型材擠出；出； 高的

47、最大螺桿轉(zhuǎn)速：高的最大螺桿轉(zhuǎn)速：100100200r/min200r/min，配料、，配料、連續(xù)化學(xué)反應(yīng)和特定聚合物加工。連續(xù)化學(xué)反應(yīng)和特定聚合物加工。5.5.2 5.5.2 反向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)反向嚙合型雙螺桿擠出機(jī) 假設(shè)螺槽被物料完全充滿而且無漏流，則假設(shè)螺槽被物料完全充滿而且無漏流，則CICTCICT擠出擠出機(jī)的理論最大產(chǎn)量為：機(jī)的理論最大產(chǎn)量為：iNQ2maxi: i: 平行螺紋數(shù)；平行螺紋數(shù)； ：C C形室的體積；形室的體積；N N：螺桿轉(zhuǎn)數(shù)。：螺桿轉(zhuǎn)數(shù)。實(shí)際上存在著漏流：實(shí)際上存在著漏流：（1 1）螺棱漏流，）螺棱漏流，QfQf（2 2）壓沿漏流，）壓沿漏流，QcQc（3 3）側(cè)

48、面漏流，）側(cè)面漏流，QsQs（4 4）四面體漏流，）四面體漏流，QtQt則實(shí)際產(chǎn)量為：則實(shí)際產(chǎn)量為：tfcsQQiQiNQ2225.5.2 5.5.2 反向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)反向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)式中，Qcs是壓延漏流與側(cè)向漏流之和 5.5.3 5.5.3 同向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)同向嚙合型雙螺桿擠出機(jī) 有低速和高速兩種，有低速和高速兩種，低速同向低速同向轉(zhuǎn)動雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)動雙螺桿擠出機(jī)適于適于型材擠出型材擠出；高速高速擠出機(jī)適于擠出機(jī)適于特定聚合物的加工作特定聚合物的加工作業(yè)業(yè)。一、封閉式嚙合型擠出機(jī)一、封閉式嚙合型擠出機(jī) 封閉式嚙合螺桿（封閉式嚙合螺桿（CICOCICO）的幾何形狀：其中一根

49、）的幾何形狀：其中一根螺桿的螺紋插入另一根螺桿的螺槽而且緊密配合，即螺桿的螺紋插入另一根螺桿的螺槽而且緊密配合，即共軛螺桿輪廓。共軛螺桿輪廓。5.5.3 5.5.3 同向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)同向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)特點(diǎn)：特點(diǎn)：兩根螺桿的螺槽之間存在著相當(dāng)大的開口；兩根螺桿的螺槽之間存在著相當(dāng)大的開口；具有滑動式嚙合，嚙合區(qū)螺桿的速度是相反的；具有滑動式嚙合，嚙合區(qū)螺桿的速度是相反的；物料呈物料呈8 8字形運(yùn)動，同時沿軸向運(yùn)動；字形運(yùn)動，同時沿軸向運(yùn)動；CICOCICO型擠出機(jī)物型擠出機(jī)物料在進(jìn)入嚙合區(qū)料在進(jìn)入嚙合區(qū)處產(chǎn)生高的壓力，處產(chǎn)生高的壓力，因此必須在低速因此必須在低速下運(yùn)轉(zhuǎn)。下運(yùn)轉(zhuǎn)。5.5.

50、2 5.5.2 同向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)同向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)二、二、自潔式擠出機(jī)自潔式擠出機(jī) 高速同向擠出機(jī)（高速同向擠出機(jī)（CSCOCSCO），具有封閉式匹配的螺），具有封閉式匹配的螺紋輪廓，從一個螺槽到相鄰螺槽有頗大的開口。紋輪廓，從一個螺槽到相鄰螺槽有頗大的開口。具有封閉式自潔作用。具有封閉式自潔作用。特點(diǎn)：特點(diǎn)：嚙合區(qū)不產(chǎn)生壓力降，嚙合區(qū)不產(chǎn)生壓力降，可以高速運(yùn)轉(zhuǎn)可以高速運(yùn)轉(zhuǎn)：600r/min600r/min，不適于直不適于直接擠出型材接擠出型材，物料大物料大部分按部分按8 8字形運(yùn)動字形運(yùn)動。5.5.3 5.5.3 非嚙合型雙螺桿擠出機(jī)非嚙合型雙螺桿擠出機(jī)NOCTNOCT，反向轉(zhuǎn)動的

51、非嚙合型雙螺桿。其輸送與，反向轉(zhuǎn)動的非嚙合型雙螺桿。其輸送與單螺桿相似，差別在于物料從一根螺桿到另一單螺桿相似，差別在于物料從一根螺桿到另一根螺桿。根螺桿。主要用于共混、排氣和化學(xué)反應(yīng)主要用于共混、排氣和化學(xué)反應(yīng)。5.6 5.6 擠出成型工藝與過程擠出成型工藝與過程通常的程序：通常的程序：成型物料預(yù)處理成型物料預(yù)處理擠出造型擠出造型制品的定型與冷卻制品的定型與冷卻制品的牽引與卷?。ㄇ懈睿┲破返臓恳c卷取（切割）后處理后處理包裝包裝一、一、成型物料預(yù)處理成型物料預(yù)處理 通常包括干燥、預(yù)熱、著色、混入各種添加劑和廢品通常包括干燥、預(yù)熱、著色、混入各種添加劑和廢品的回收利用等。的回收利用等。水分：影

52、響擠出過程的正常進(jìn)行和制品的質(zhì)量。制品出現(xiàn)水分：影響擠出過程的正常進(jìn)行和制品的質(zhì)量。制品出現(xiàn) 氣泡、表面晦暗、物理機(jī)械性能下降、甚至無法擠出。氣泡、表面晦暗、物理機(jī)械性能下降、甚至無法擠出?？刂坪靠刂坪?.50.5以下。同時不含有任何可見雜質(zhì)。以下。同時不含有任何可見雜質(zhì)。5.6 5.6 擠出成型工藝與過程擠出成型工藝與過程二、擠出成型二、擠出成型擠出過程中擠出過程中螺桿轉(zhuǎn)數(shù)螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、料筒壓力料筒壓力、溫度溫度應(yīng)視具體情況應(yīng)視具體情況而加以調(diào)整。而加以調(diào)整。1.1.物料溫度物料溫度：來源于料筒加熱來源于料筒加熱器和螺桿對物料的剪切。器和螺桿對物料的剪切。5.6 5.6 擠出成型工藝與過

53、程擠出成型工藝與過程料溫升高：粘度降低，利于塑化；料溫升高：粘度降低，利于塑化； 熔體流量大，出料加快，機(jī)頭和口模溫度過熔體流量大，出料加快，機(jī)頭和口模溫度過 高，擠出物形狀穩(wěn)定性差，制品收縮率增加，高，擠出物形狀穩(wěn)定性差，制品收縮率增加， 甚至制品發(fā)黃、出現(xiàn)氣泡。甚至制品發(fā)黃、出現(xiàn)氣泡。 擠出不能正常進(jìn)行。擠出不能正常進(jìn)行。溫度降低：熔體粘度大，機(jī)頭壓力增加，制品密實(shí)、溫度降低：熔體粘度大，機(jī)頭壓力增加，制品密實(shí)、 形狀穩(wěn)定性好，但形狀穩(wěn)定性好，但離模膨脹離模膨脹嚴(yán)重，應(yīng)適當(dāng)嚴(yán)重，應(yīng)適當(dāng) 增大牽引速度。增大牽引速度。料溫過低：塑化較差，功率消耗增加。料溫過低：塑化較差，功率消耗增加。口模與模

54、芯溫差過大：擠出制品出現(xiàn)向內(nèi)或向外翻或口模與模芯溫差過大：擠出制品出現(xiàn)向內(nèi)或向外翻或 扭歪情況。扭歪情況。5.6 5.6 擠出成型工藝與過程擠出成型工藝與過程2.2.增大螺桿的轉(zhuǎn)速：強(qiáng)化對物料的剪切作用，利于增大螺桿的轉(zhuǎn)速：強(qiáng)化對物料的剪切作用，利于物料的混合和塑化，提高物料的壓力。物料的混合和塑化，提高物料的壓力。5.6 5.6 擠出成型工藝與過程擠出成型工藝與過程三、制品的定型與冷卻三、制品的定型與冷卻 熱塑性塑料擠出制品，在離開機(jī)頭口模后，應(yīng)熱塑性塑料擠出制品，在離開機(jī)頭口模后，應(yīng)進(jìn)行冷卻定型。進(jìn)行冷卻定型。 定型不及時，自身重力作用下，會發(fā)生形變。定型不及時，自身重力作用下，會發(fā)生形變

55、。大多數(shù)情況下定型與冷卻往往同時進(jìn)行。大多數(shù)情況下定型與冷卻往往同時進(jìn)行。 擠出擠出管材管材和各種和各種異型材異型材時時才有定型才有定型過程，擠出過程，擠出薄膜、單絲、線纜包覆物等不需定型薄膜、單絲、線纜包覆物等不需定型。擠出板材和。擠出板材和片材時，有時還通過一對壓輥壓平，也有定型和冷片材時，有時還通過一對壓輥壓平，也有定型和冷卻作用。卻作用。5.6 5.6 擠出成型工藝與過程擠出成型工藝與過程四、牽引（拉伸）和熱處理四、牽引（拉伸）和熱處理 制品從口模擠出后，產(chǎn)生離模膨脹，擠出物尺寸制品從口模擠出后，產(chǎn)生離模膨脹，擠出物尺寸和形狀發(fā)生改變。重量增大、不引出、造成堵塞、生和形狀發(fā)生改變。重量

56、增大、不引出、造成堵塞、生產(chǎn)停滯、破壞擠出連續(xù)性，后面擠出物變形。產(chǎn)停滯、破壞擠出連續(xù)性，后面擠出物變形。 常用管材牽引設(shè)備：滾輪式、履帶式。常用管材牽引設(shè)備：滾輪式、履帶式。牽引速度應(yīng)與擠出速度很快地配合，且速度均勻。牽引速度應(yīng)與擠出速度很快地配合，且速度均勻。 一般牽引速度大于擠出速度，以消除離模膨脹。一般牽引速度大于擠出速度，以消除離模膨脹。 有些制品需熱處理：如由狹縫扁平口模直接擠出有些制品需熱處理：如由狹縫扁平口模直接擠出片材經(jīng)拉伸而得的薄膜，以減小熱收縮率，提高尺寸片材經(jīng)拉伸而得的薄膜，以減小熱收縮率，提高尺寸穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。五、合格制品按要求進(jìn)行切割或卷取五、合格制品按要求進(jìn)行切

57、割或卷取5.7 5.7 擠出成型的發(fā)展趨勢擠出成型的發(fā)展趨勢1.1.大型化：大型化：單螺桿擠出機(jī)的單螺桿擠出機(jī)的L/DL/D可達(dá)可達(dá)4242；螺桿直徑可達(dá)；螺桿直徑可達(dá) 300300420mm420mm，甚至達(dá)，甚至達(dá)750mm750mm；多螺桿擠出機(jī)直徑可達(dá)；多螺桿擠出機(jī)直徑可達(dá)600mm600mm（臥式），（臥式），300mm300mm（立式），長度可（立式），長度可875mm875mm。2.2.高擠出速度：高擠出速度：直徑直徑6565的擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速高達(dá)的擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速高達(dá)800800 1000r/min1000r/min。3.3.多效能：多效能：以擠出機(jī)為主機(jī)，加上輔機(jī)，可生產(chǎn)多種以擠

58、出機(jī)為主機(jī)，加上輔機(jī)，可生產(chǎn)多種制品。制品。4.4.自動化：自動化：擠出溫度及壓力等工藝條件采用擠出溫度及壓力等工藝條件采用PID PID （比例、積分、微分）測控等。（比例、積分、微分）測控等。5.5.連續(xù)化：連續(xù)化：從粉料開始直到制品實(shí)現(xiàn)全自動化連續(xù)流水從粉料開始直到制品實(shí)現(xiàn)全自動化連續(xù)流水 線。線。5.8 5.8 幾種制品的擠出工藝幾種制品的擠出工藝5.8.1 5.8.1 管材的擠出管材的擠出擠出管材所用設(shè)備有擠出管材所用設(shè)備有擠出機(jī)、機(jī)頭、定型裝置、冷卻擠出機(jī)、機(jī)頭、定型裝置、冷卻槽、牽引設(shè)備、切斷設(shè)備以及擴(kuò)口設(shè)備槽、牽引設(shè)備、切斷設(shè)備以及擴(kuò)口設(shè)備等。等。1. 1. 機(jī)頭和口模機(jī)頭和口

59、模大體上分為：大體上分為：偏移式偏移式：內(nèi)徑尺寸要求準(zhǔn)確的生產(chǎn)：內(nèi)徑尺寸要求準(zhǔn)確的生產(chǎn)直通式直通式：常用。：常用。 擠出機(jī)擠出的熔融塑料進(jìn)入機(jī)頭由擠出機(jī)擠出的熔融塑料進(jìn)入機(jī)頭由芯模芯模及及口?？谀Ｍ馔馓姿鶚?gòu)成的環(huán)隙通道流出后即成為管狀物。套所構(gòu)成的環(huán)隙通道流出后即成為管狀物。5.8.1 5.8.1 管材的擠出管材的擠出5.8.1 5.8.1 管材的擠出管材的擠出2.2.定型定型 擠出的管狀物首先應(yīng)通過定型裝置，使之冷卻變擠出的管狀物首先應(yīng)通過定型裝置，使之冷卻變硬而定型。硬而定型。定型方法定型方法：（1 1）外徑定型外徑定型：在管狀物外壁和定徑套內(nèi)壁緊密接：在管狀物外壁和定徑套內(nèi)壁緊密接觸的情

60、況下進(jìn)行冷卻而實(shí)現(xiàn)的。結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，觸的情況下進(jìn)行冷卻而實(shí)現(xiàn)的。結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，為我國普遍采用。為我國普遍采用。（2 2）內(nèi)徑定型內(nèi)徑定型：是將定徑套的冷卻水管從芯棒處伸：是將定徑套的冷卻水管從芯棒處伸進(jìn)，必須使用偏移式機(jī)頭。進(jìn)，必須使用偏移式機(jī)頭。用這種方法制得的管材內(nèi)壁比較光滑。用這種方法制得的管材內(nèi)壁比較光滑。5.8.1 5.8.1 管材的擠出管材的擠出5.8.1 5.8.1 管材的擠出管材的擠出3.3.冷卻冷卻可用的裝置有冷卻水槽和噴淋水箱兩種?？捎玫难b置有冷卻水槽和噴淋水箱兩種。為防止管材冷卻過程中發(fā)生彎曲變形，采用沿管材圓為防止管材冷卻過程中發(fā)生彎曲變形，采用沿管材圓周上