高分子材料成型機械行業(yè)管理課程學習輔導

1、 . . 38/38高分子材料成型機械行業(yè)管理課程學習輔導 日期：2010級高分子材料成型機械課程學習輔導第1章緒論1.塑料成型機械的定義、工作原理和技術功能定義：在塑料成型生產系統(tǒng)中，能夠按照產品制造信息對生產中所需要的能量、動力和機械運動進行轉換、輸送、調節(jié)和控制，并能實現(xiàn)塑料成型工藝條件的各種機械設備統(tǒng)稱為塑料成型機械。 (接受能量，轉換能量，控制調節(jié)能量)原理：塑料成型機械對成型物料傳遞熱能的目的(作用)是為了使它們發(fā)生物理聚集態(tài)變化，對成型物料傳遞機械壓力(液壓力)的目的(作用)是為了使它們發(fā)生體積致密、粘性變形流動（附 化工機械對物料傳遞動力和熱量的作用：輸送體積質量，引發(fā)化學反應

2、）功能：塑料成型機械可以通過成型物料的粘性變形和流動把它們轉變成為具有一定的幾何形態(tài)、一定的尺寸大小、一定的精度等級、一定的表面品質、一定的使用功能和使用性能的塑料制品。2.本課程的科學基礎與技術容顧名思義，“成型機械”自然屬于機械工程學科，但前方冠以“高分子”，則意味著這些機械為高分子材料成型加工服務。由此推論就物質基礎來講，高分子成型加工意味著高分子材料必須從外部接受能量；就生產過程而言，必須要求高分子材料發(fā)生變形流動或流動變形；從技術目標來看，需要把粉粒狀無定形的高分子原材料轉變成為具有一定形狀結構和一定使用功能的生活和生產用品，同時還希望這些用品的形狀結構具有一定的精度，使用功能具有一

3、定的穩(wěn)定性。將三方面技術容綜合，本課程的科學基礎是材料物理和機械力學的結合，本課程的主要技術容是如何設計和使用機械動力裝置使高分子材料獲取幾何形態(tài)與其精度，同時還要盡量通過能量驅動材料變形流動或流動變形之同時，盡力改善材料的物理性質和物理結構(如結晶、取向、密度等)。因此學習本課程需要綜合多學科理論和技術知識，學習過程中要求建立“綜合就是創(chuàng)新”、“綜合就是創(chuàng)造”的工程思想和工程思維。故本課程的知識結構以與與相關課程的相互銜接關系如下圖示。附科學方法與目標：探索發(fā)現(xiàn)自然現(xiàn)象和規(guī)律。工程技術方法與目標：綜合+設計(創(chuàng)造)，把科學原理和自然資源轉化為人工產品，即創(chuàng)造物質?？茖W技術方法與目標：探索發(fā)現(xiàn)

4、自然規(guī)律并綜合多學科理論技術知識進行應用和社會生產。思考：理科-工科的差異與協(xié)調；材料科學-材料(加工)工程的差異與協(xié)調；材料工程-材料加工工程的差異與協(xié)調；以與化學-機械-化學工程、材料-機械-材料(加工)工程、材料化學-材料物理-材料工程-材料加工工程、科學家-工程師、考研-就業(yè)，等問題的特點、關系和選擇。教師責任專業(yè)化教育時代：大生產分工專業(yè)的優(yōu)勢引導學生敬業(yè)和勤業(yè)通識化教育時代：科學技術素質培養(yǎng)學科技術間的優(yōu)劣勢對比尊重學生志趣啟發(fā)學生選擇練習題一、思考題1簡述塑料原材料生產與塑料成型生產的基本方法與學科基礎差異。高聚物合成化工：“三傳一反”：傳質(體積質量輸送），傳熱(誘發(fā)化學反應)

5、， 能量傳輸(低壓靜力傳輸)，反應釜(積聚化學反應)。塑料制品成型“三傳一模”：傳質(塑化，即體積致密流變）傳熱(改變物理凝聚態(tài)),能量傳輸(高壓動力傳輸)模具(成型塑料制品)。塑料原材料制備：化學單體聚合反應 + 多組分物理混合。塑料成型：宏觀幾何變形流動（機械成型加工） + 微觀材料物理結構變化。2簡述塑料成型機械的基本概念與其在塑料成型技術中的應用。3什么是CAD、CAM?4簡述塑料成型機械的發(fā)展歷史與其現(xiàn)狀和趨勢。二、概念題1什么是塑料制品生產？2什么是塑料成型？技術原理：在外部能量作用下，利用塑料材料的三態(tài)物理變化以與塑料材料的可加工性(可擠壓性、可模塑形、可延展性、可紡性),按照制

6、品的制造信息，通過塑料材料的粘性流動、塑性變形和燒結擴散等物理力學作用，把塑料原材料轉變成為具有一定的幾何形態(tài)、一定的尺寸大小、一定的精度等級、一定的表面品質、一定的使用功能和使用性能的塑料制品。3什么是塑料成型機械？在塑料成型生產系統(tǒng)中，能夠按照產品制造信息對生產中所需要的能量、動力和機械運動進行轉換、輸送、調節(jié)和控制，并能實現(xiàn)塑料成型工藝條件的各種機械設備統(tǒng)稱為塑料成型機械。從更廣泛的意義上講，所有為塑料成型生產服務的塑料成型物料制備機械和塑料成型生產過程中的輔助機械和裝置等，也都屬于塑料成型機械疇，或者嚴格地把它們統(tǒng)稱為塑料加工機械。三、填空1塑料成型生產需要塑料成型機械對成型能量進行轉

7、換 、 輸送 、 調節(jié) 、 控制。 2塑料成型生產需要利用塑料材料的玻璃態(tài) 、 高彈態(tài) 和 粘流態(tài)三種物理狀態(tài)之間的變化才能得以實現(xiàn)。3在塑料成型生產中，原材料的4種可加工性為可擠壓性 、 可模塑性 、 可延展性 、 可紡性 。4在塑料成型生產中，塑料成型機械需要把外部電能 轉換成 熱能 和 機械能 后，經 調節(jié) 和 控制 后傳遞給塑料原材料。5在人的參與下，由計算機自動處理各種數(shù)據和圖形信息，并自動完成工程設計任務的現(xiàn)代生產工程技術稱為 CAD ；在人的參與下由計算機自動處理各種數(shù)據和圖形信息，并自動控制NC機床加工制造過程的現(xiàn)代生產工程技術稱為 CAM ；在人的參與下，由計算機自動處理各種

8、數(shù)據和圖形信息，并自動完成各種工程分析和工程計算任務的過程稱為 CAE 。四、用框圖簡略構畫出塑料制品生產工程的示意圖。第2章 液壓傳動基礎教學容與目標知識結構： 液壓傳動物理基礎、液壓傳動基本理論、液壓傳動的主要技術參數(shù)、液壓元件的類別、功能與結構、液壓元件的應用、符號與液壓回路能力要求：熟悉了解液壓傳動的物理基礎和基本理論，并能求解液壓傳動基本問題；熟悉了解各類液壓元件的功能、結構、職能符號；具有選用液壓元件和讀識液壓回路的基本能力。教學重點帕斯卡定律、液壓傳動基本方程、泵閥的功能、結構、職能符號、液壓回路的讀識與分析。1.基本理論 1.1 液壓傳動的物理基礎：帕斯卡定律力能放大：在密閉的

9、連通容器施加于靜止液體任一點的壓力等值傳遞到液體中各點。p1=p2=F1/A1=F2 /A2 F2 = F1 (A2 /A1)液壓系統(tǒng)的工作壓力取決于負載大?。喝鬉2 /A1確定，則p2= F2 (A2 /A1)1.2 靜壓力的概念與壓力計算液壓傳動屬于力學圍的靜壓傳動，靜壓力是描述液壓傳動過程力能變化的基本參數(shù)。 “靜壓力”在物理上稱為“壓強”，工程上簡稱“壓力”，法定計量單位記作Pa或MPa，工程單位記作at或bar，具體指密閉容器中靜止液體單位表面積上作用的法向外力和重力，通常在工程上忽略重力部分。絕對壓力: 以沒有氣體的理想絕對真空為零基準測量的壓力。相對壓力: 以大氣壓力為零基準測量

10、的壓力(以一個工程大氣壓為零基準計算的壓力)，也叫計算壓力或表壓力(正表壓)。真空度:低于大氣壓力的相對壓力，亦稱為負表壓。絕對壓力= 大氣壓力+ 表壓力表壓力絕對壓力大氣壓力真空度大氣壓力絕對壓力1.3 穩(wěn)流液體的連續(xù)性方程穩(wěn)態(tài)液流質量守恒定律假設液流具有理想液體和穩(wěn)流性質，則液流在單位時間經過管路任意過流截面的質量相等，即有穩(wěn)流液體的連續(xù)性方程。v1A1=v2A2=Q =常數(shù)工程應用：液流通過密閉管路中任意過流截面的速度與截面積呈正比，即過流面積大流速快，過流面積小流速慢。反推：欲要保證液流連續(xù)，即不因液流間斷而發(fā)生液壓沖擊以與由于液壓沖擊引發(fā)的系統(tǒng)振動和噪聲，液壓系統(tǒng)設計和安裝必須保證液

11、體穩(wěn)定流動。1.4 伯努利方程液流能量守恒定律對理想穩(wěn)態(tài)液流微分運動方程(歐拉運動方程)積分可得理想伯努利方程教材，式1-22歐拉運動方程的微分模型實際伯努利方程伯努利方程的物理意義理想液體穩(wěn)流的總能量由動能、壓力能和重力位(勢)能等三種形式共同構成，且它們的總和在液各點一樣。 雖然液各質點(或過流截面)總能量一樣，但各質點(或每個過流截面)的動能、壓力能和位能的構成比例不等，隨液質點(或過流截面)位置轉移，三者可以相互轉變。說明1：因位能、壓力能和動能的量綱中均含長度單位，故在工程中習慣把它們稱為位置(水)頭、壓力(水)頭和速度(水)頭，液流中任意位置的總水頭相等。說明2: 液壓工程通常忽略

12、位能和動能，只考慮壓力能。 實際伯努利方程較理想伯努利方程增加了液流摩擦損失的能量水頭，其數(shù)值相當于克服摩擦損失的壓力差可使單位重力的液體質點從其基準面上升的高度，通常稱為“比能耗” ，可以記作hw，即1.5穩(wěn)態(tài)液流的動量方程(教材無，見講稿，略)1.6 基本理論應用帕斯卡定律應用舉例圖示兩個連通液壓缸水平放置，其中F為油缸有桿活塞腔壓力確定的驅動力，F(xiàn)w為負載阻力，油缸徑(活塞1直徑)20mm，油缸徑(活塞2直徑)50mm。已知Fw=1962.5N，試按下述三種情況計算液體壓力并分析兩個活塞的運動情況。(1) F=314N； (2) F=157N； (3) F314N解: (1) 已知F =

13、 314N，因兩缸連通，由帕斯卡定律可知兩缸連通腔的液體壓力相等并有再由帕斯卡定律F/A=F/A2 ；F= F(A2 / A) 可知根據題意和上述計算：F= - Fw , 故活塞1、2均作等速運動。(2) 已知F = 157N，因兩缸連通，由帕斯卡定律可知兩缸連通腔的液體壓力相等并有再由帕斯卡定律F/A=F/A2；F= F(A2 / A) 可知根據題意和上述計算：F - Fww，故活塞1、2靜止。(3) 根據解(1)可知，若F 314N，將有F- Fww，故活塞1、2加速運動。伯努利方程應用舉例1. 圖示油泵出油驅動油缸活塞克服負載Fw運動，設油缸中軸距油泵出油口的高度為h，試計算油泵出油口壓

14、力。說明：p1、 p2分別代表吸油口壓力和油缸壓力， p2由設計規(guī)定。解：根據圖示建立-和-分別代表油泵出油口截面和油缸截面，則由實際伯努利方程：由坐標系和-和-截面可以推出邊界條件 代入實際伯努利方程整理得 式中 p為液流從油泵出油口到油缸進油口損失的壓力。2. 圖示油泵吸油口比油缸液面高h，試求油泵工作時其部吸油腔的真空度。說明：p1=pa(大氣壓力)；p2代表吸油腔壓力；-和-分別代表油箱液面和油泵吸油口截面。解：由實際伯努利方程和圖示得式中 p為液流從油箱到油泵進油口損失的壓力。因油箱截面A1遠遠大于油泵吸油口截面A2，由連續(xù)性方程v1A1=v2A2推論v1 v2 ，故可忽略不計。于是

15、，實際伯努利方程為故 吸油腔真空度=大氣壓力-絕對壓力= pa- p2=gh +v22/ 2+p穩(wěn)態(tài)液流質量守恒定律應用舉例圖示為液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?，其中D= 5010-3 m，d =1010-3 m，h1=40010-3 m，h2=10010-3 m，若舉升負載為6.25104 N(含活塞1自重)，活塞2的速度2= 5010-3 m/s，不計摩擦阻力和活塞泄漏，試確定手搖作用力F和活塞1的速度1。解(1) 根據杠桿原理，負載和作用力對固定鉸鏈力矩相等，得(2) 由系統(tǒng)體積守恒（質量守恒）可知速度取決于流量，于是油缸1活塞1的運動速度v1和流量Q為穩(wěn)態(tài)液流質量守恒定律應用舉例4.圖示為液壓千

16、斤頂?shù)墓ぷ髟?，其中D= 5010-3 m，d =1010-3 m，h1=40010-3 m，h2=10010-3 m，若舉升負載為6.25104 N(含活塞1自重)，活塞2的速度2 = 5010-3 m/s，不計摩擦阻力和活塞泄漏，試確定手搖作用力F和活塞1的速度1。解(1) 根據杠桿原理，負載和作用力對固定鉸鏈力矩相等，得(2) 由系統(tǒng)體積守恒（質量守恒）可知速度取決于流量，于是油缸1活塞1的運動速度v1和流量Q為穩(wěn)態(tài)液流動量方程應用舉例1 圖示液流以速度v1從環(huán)隙流入滑閥，以速度v2從環(huán)隙流出滑閥，流量為Q，試求滑閥在液流作用下所受的軸向力與方向。解：(1) 根據圖a)求解滑閥右移時的情

17、況。由動量方程：作用在控制體積之液體上的外力總和等于單位時間液體的輸出和輸入動量之差，可得滑閥對液流的反作用力F =Q( v2cos2-v1cos1 )= -Q v1cos1 （負號表示與作用動量相反）式中 1 輸入閥口處液流與滑閥軸向的夾角，若滑閥與環(huán)隙配合間隙無泄露，其值約為69(1.204弧度)。又 因為液流動力F與F 反向，所以滑閥受軸向液壓力為 F=-F =Q v1cos1 。注意：若進油口泄露，則F F ，液流作用力具有使進油環(huán)隙關閉的趨勢。(2) 根據圖b)求解滑閥右移時的情況。因為圖a)和圖b)方向相反，故由動量方程可得滑閥受軸向液壓力為 F=Q( v2cos2-v1cos1

18、)= Q v2cos2式中 2輸出閥口處液流與滑閥軸向的夾角，若滑閥與環(huán)隙配合間隙無泄露，其值約為69(1.204弧度)。又 因為液流動力F與滑閥所受液壓力F 反向，所以 F = -F =- Q v2cos2（負號表示與作用動量相反。2. 已知噴嘴入口直徑d1=50mm，出口直徑d2=25mm，噴嘴前壓力為196.2 kPa，流量為(510-3)m3/s，試求(1)噴嘴接頭處所受壓力；(2)若射流作用在垂直平面上分兩支流動，求平面所受沖擊力(不計壓力損失)。(1) 根據作用力與反作用力原理，噴嘴接頭處所受壓力與受控體積的動力(噴嘴液體體積具有的動能)等值反向，且由受力圖可知，動力F1=pd12

19、/4，由動量方程可得F1 F= Q ( v2-v1 )其中 F1=pd12/4=（196.2103)/4(5010-3)2=385Nv1=Q / (d12/4)=2.55m/sv2=Q / (d22/4)=10.2m/s于是F= F1 -Q ( v2-v1 )=385-510-3(10.2-2.55)=346.8N(2) 由于射流在大氣中運動，故各截面壓力為零，所以在平板處，只有平面對油(水)的作用力Fs,因此由動量方程得 F=-Fs= Q (0-v2 )=- 51N 即Fs=51N (關于射流對固體平面的作用解題還可參見解題示例5）2.液壓泵與液壓馬達 2.1 液壓(容積)泵的吸排油原理液壓

20、泵向其工作腔吸液和從工作腔的排液過程，是液壓泵改變自身工作腔容積的幾何動因帶來的液體運動的力學響應，故液壓泵屬于容積泵技術性質。容積增大吸油：偏心輪0-180旋轉，密封油腔容積增大，油箱大氣壓力高于油腔壓力(真空)單向閥6開通吸油。容積減小排油：偏心輪180-360旋轉，密封油腔容積減小，單向閥5開通排油容積泵工作原理: 機械動力改變密閉泵腔容積變化實現(xiàn)油泵的輸入和輸出(吸油和排油容積泵工作必要條件：必須具備密封工作容積，密封容積應能周期重復變化(由小變大由大變小由小變大由大變小，)；必須具有配油裝置，吸油過程中保持油箱與大氣相通，容積減小時向系統(tǒng)排油。2.2 齒輪泵、葉片泵和柱塞泵的技術特點

21、齒輪泵：利用齒輪周期性嚙合運動改變密閉工作腔容積實現(xiàn)吸液(油)和排液(油)的液壓泵。葉片泵：利用葉片周期性偏心旋轉改變密閉工作腔容積實現(xiàn)吸液(油)和排液(油)的液壓泵。柱塞泵：利用偏心旋轉柱塞往復運動改變密閉工作腔容積實現(xiàn)吸液(油)和排液(油)的液壓泵。齒輪泵主要用于低壓系統(tǒng)，柱塞泵和葉片泵可分別用于高壓系統(tǒng)和中高壓系統(tǒng)。2.3 液壓馬達液壓馬達的功用：液壓馬達是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件(液壓泵是動力元件)，負責將液壓泵輸出的平動液體的壓力能轉換為旋轉形式的機械能以拖動工作機械作功(液壓泵負責把電動機輸出的旋轉機械能轉換為平動的液體壓力能)液壓馬達與液壓泵的技術關系：功用 相反結構 相似原理 互逆

22、3.液壓缸 液壓缸通常負責將平動液壓油攜帶的壓力能轉化為有限長度的往復直線運動，但也有一些特殊的液壓缸可以輸出往復擺動旋轉等特殊運動形式。4液壓閥 4.1 液壓控制閥分類 按壓力等級：低壓閥、中壓閥、中高壓閥、高壓閥。按聯(lián)接方式：管式(螺紋)聯(lián)接(L)、板式聯(lián)接 (B)、法蘭聯(lián)接(F)、集成連接、疊加聯(lián)接 、插裝聯(lián)接，等。按閥芯結構：滑閥、錐閥、球閥、轉閥、噴嘴擋板閥、射流管閥。按控制方式：比例閥、伺服閥、數(shù)字閥、智能閥。按功能作用：壓力控制閥控制和調節(jié)液流壓力，滿足執(zhí)行元件對力或力 矩、或其他有關壓力的要求； 方向控制閥控制液流流動方向，改變進入執(zhí)行元件的液流方向，滿足工作機械運動或鎖緊要求

23、；流量控制閥控制液流量，以控制執(zhí)行元件運動速度。4.2 常用壓力閥(1) 溢流閥主要功能：保持系統(tǒng)壓力恒定(溢流定壓),防止系統(tǒng)過載(安全保護)的液壓閥。變異功能：安全卸荷、遠程調壓、背壓設置。（ 背壓力：液壓傳動中與流動液流方向相反的作用力。）主要類別：直動式、先導式(2) 減壓閥 主要功能：在多油路(多執(zhí)行元件)液壓系統(tǒng)中，以泄油方式降低高壓油路壓力導通低壓油路的液壓閥。 變異功能：消除輸入輸出壓差，穩(wěn)定系統(tǒng)壓力(穩(wěn)壓閥)。 主要類別：直動式、先導式。(3) 順序閥 主要功能：在多油路(多執(zhí)行元件)液壓系統(tǒng)中，以壓力高低作為順序控制信號導通或截止某一油路(停止某一執(zhí)行元件)順序工作的液壓閥

24、。變異功能：穩(wěn)定系統(tǒng)壓力、卸荷、 壓力(油)開關、遠程調壓。 主要類別：直動式、先導式。4.3 流量閥節(jié)流閥、調速閥、溢流節(jié)流閥、分流閥、分流集流閥4.4 方向閥4.4.1 類別單向閥、電磁閥、液控閥、電液動閥（小流量先導電磁換向閥和大流量液動換向主閥），等等 4.4.2 換向滑閥(1) 命名操控型式+“位-通”數(shù)量(2) 常態(tài)(3) 機能5.液壓職能符號與液壓回路泵與馬達壓力閥流量閥方向閥液壓回路分析液壓回路：由多種液壓元件、液壓管道和一些必要的輔助裝置組成的液壓傳動閉合管路，不同卸荷回路技術特點對比卸荷特點：油液壓力大于溢流閥工作壓力，油泵空載帶壓卸荷，容易發(fā)熱。 卸荷特點：油液經H型換向

25、閥回油箱，空載低壓卸載，不容易發(fā)熱。 卸荷特點：油液經溢流閥遙控口通過電磁換向閥卸荷，卸荷不負載，不容易發(fā)熱。注射機液壓系統(tǒng)“鎖模缸-注射缸二級調壓回路”參閱教材圖1-71(分析見講稿)注射機液壓工作回路教材圖7-54(分析見講稿)練習題(見已發(fā)液壓傳動學習輔導)第3章 預處理裝置與混煉設備 教學容與目標知識結構： 高分子成型物料的預處理方法；高分子成型物料的混合概念；混合的技術物理意義；混煉的技術物理意義；常用混煉機械的、工作原理、技術特性和應用特點能力要求：熟悉了解液壓傳動的物理基礎和基本理論，并能求解液壓傳動基本問題；熟悉了解各類液壓元件的功能、結構、職能符號；具有選用液壓元件和讀識液壓

26、回路的基本能力。教學重點混合的概念、分類、技術條件和技術效果；混煉設備技術分類、技術特征與其工作原理1.預處理為了保證成型物料制備以與成型生產中對物料的技術要求，制備成型物料之前，使用一定的機械、物理裝置或機械設備，對成型物料或其組分預先進行的研磨、篩析、干燥和預熱等準備工作稱為預處理。經過預處理的成型物料，需要從幾何形態(tài)、物理性能和溫度條件等三個方面滿足成型物料的配制要求。練習題一、思考題1為什么要對塑料原材料進行預處理？為了使原材料組分或成型物料的物理性質、幾何形態(tài)、溫度條件符合塑料制備或塑料成型生產技術要求。2生產中常用哪些預處理方法？3為什么要對塑料原料（成型材料）進行預熱？4預熱和干

27、燥有什么區(qū)別?5粘濕性塑料和吸濕性塑料的干燥方法是否完全一樣？二、判斷題1對物料預熱的同時必然會使物料干燥。2只有利用加熱方法才能去除物料表面粘附的水分。3加熱干燥吸濕性塑料時還必須控制空氣露點。4真空干燥只能用于吸濕性塑料。三、獨立思考并參閱有關文獻，總結成型加工前對物料預熱的優(yōu)缺點。2.混煉設備2.1 混合的概念、分類、技術條件和技術效果高分子材料的混合：以聚合物為基體、添加多種填料和助劑的塑料(高分子材料)成型物料是一種多組分工業(yè)原材料，為了使各種組分材料在整個成型物料體系中均勻分布并具有密度和性能均勻的物理特性，對成型物料所進行的各種機械和物理均化處理過程統(tǒng)稱為“混合”?；旌系念悇e：分

28、布混合分散混合；初混合塑煉物理分類分布混合：將兩種或兩種以上的組分原料，無規(guī)無序地均勻分布到一定空間的混合方法，即多組分物料在分布過程中，其各組分原料的微?；蚣毩Ｔ谖锪象w系隨機地進行無規(guī)無序的遷移運動。分散混合：把兩種或兩種以上的組分原料相互滲透，促使各組分原料相互結合、性能均一的混合方法。技術分類初混合：以各組分之間的分布混合為主，不改變物理聚集狀態(tài)，在不太大得剪切應力與其切變速率作用，對成型物料的各種固相組分進行混合與分散，或是對固、液兩相不同組分進行的混合與浸漬。塑煉：以各組分之間的分散混合為主，通過改變物理聚集狀態(tài)(即在粘流態(tài)下)，使用較大的剪切應力和切變速率，對成型物料各組分進行的混

29、合與分散，經過塑煉后的成型物料一般應能達到成型工藝所要求的“組分均勻、密度均勻、溫度均勻、粘度均勻”之物理性質。技術條件：對成型物料進行混合時，物理上需要對物料提供 熱量 ，力學上需要賦予物料 對流 的動力，化學上需要避免物料 發(fā)生化學反應。技術效果：初混合固態(tài)下不改變物料幾何形態(tài)的混合均化塑煉粘流態(tài)下改變物料幾何形態(tài)的混合均化小結2.2 常用混煉設備的應用特點高速混合機 高速旋轉、分布混合，熱歷程短，特別適用于熱敏性塑料。捏合機 兩轉子異向差速旋轉產生分散剪切(滲透)混合，轉子曲面軸向分力驅動物料對流分布混合。開煉機輥隙是開煉混合工作空間，物料經開煉機輥隙時，在高溫作用下受兩個輥筒徑向擠壓和

30、差速剪切作用，主要發(fā)生分散混合，組分材料之間相互滲透。2.3 混煉設備技術分類、技術特征與其工作原理練習題一、思考題1為什么要對塑料原材料進行混合?2簡述混合所需要的力學，物理和化學條件。3簡述簡單混合（分布混合）與分散混合的基本概念并概括兩者的差異。4簡述初混與塑煉的基本概念并概括兩者的差異。5初混設備為什么屬于低能耗設備。6為什么反向雙螺帶混合機可以增強軸向混合作用？7總結概括捏合機工作原理，并解釋為什么性能良好的捏合機可以用于塑煉？8為什么高速混合機特別適用于熱敏性材料？9簡述物料在開煉機雙輥之間的剪切混合原理并用速度場進行描述。10為什么捏合機，開煉機，密煉機的轉子或滾筒均為差速運動？

31、二、概念題1什么是簡單混合（分布混合），什么是分散混合？2列表說明出初混合與塑煉在物理，力學條件和幾何形態(tài)上的差異。三、填空題1實現(xiàn)分布混合需要塑料物料各組分之間發(fā)生 濃度擴散 和 對流運動 。2實現(xiàn)分散混合需要物料各組分的微粒之間發(fā)生 剪切變形 和 相互滲透 。3對成型物料進行混合時，物理上需要對物料提供 熱量 ，力學上需要賦予物料 對流 的動力，化學上需要避免物料 發(fā)生化學反應 。4初混合是在聚合物 固 態(tài)下的混合，塑煉是在聚合物 粘流 態(tài)下的混合。5固、液兩態(tài)原料之間的混合與浸漬稱為 捏合 。6捏合機工作時，兩轉子反向差速旋轉，從運動形式上對物料產生 撕捏 作用，從力學上使物料發(fā)生 剪切

32、變形 ，從原料粉粒界面處彼此發(fā)生 相互滲透 ，從工藝上可以實現(xiàn) 分散 混合。7高速混合時，塑料接受的熱歷程比較短，這種混合特別適用于熱敏性 塑料。8開煉機對塑料成型物料的剪切塑煉功能源于高溫作用下兩個輥筒在輥隙處對物料產生的擠壓力，以與兩個輥筒的差速旋轉。9密煉機兩轉子的差速異向旋轉，以與上、下頂栓的阻滯作用，可使物料在密煉機兩轉子之間接受 剪切 ， 擠捏 ， 撕拉 ， 分流 和 換位 等不同作用。四、判斷題1初混合后物料的幾何形態(tài)不發(fā)生變化，塑煉后塑料的幾何形態(tài)發(fā)生變化。2塑煉后各組分之間的剪切變形不會誘使它們相互滲透，因此無法促使材料性能均勻變化。3捏合機對物料的分散作用比螺帶機好。4高速

33、混合機不適用于混合熱敏性塑料。5一般情況下，塑煉設備不使用未經初混合的原材料。6開煉機以徑向分散混合為主。7物料經開煉機輥隙時，只發(fā)生對流和分布混合。8對捏合機的兩個轉子設定速比（或轉差），是為了使物料在混合室的不同部位具有速度差，從而使物料之間發(fā)生剪切作用。五、從物理和力學意義出發(fā)，歸納總結分布混合和分散混合性質與其技術應用特點。六、從技術物理意義出發(fā)，歸納總結塑料成型物料的混合與混煉的物理概念與技術特點。七、對開煉機工作原理進行理論建模和分析。第4章擠出機教學容與目標知識結構：擠出成型工藝流程；擠出工藝過程描述；溫度輪廓曲線與機筒分段加熱；壓力輪廓曲線與機筒設計創(chuàng)新；螺桿的區(qū)段功能與劃分；

34、擠出螺桿的結構形式與應用特點；螺桿的軟硬特性；口模的高低壓特性；螺桿與口模的選用與匹配；擠出熔體流動的模型；擠出機的工作點、工作圖以與有效工作區(qū)間能力要求：熟悉了解擠出機的工藝流程，掌握擠出機分段加熱的技術原理，深刻理解擠出螺桿的區(qū)段功能，從螺桿混料工藝原理和螺桿加工制造兩個方面協(xié)調設計、加工和應用之間的關系，具有選擇匹配螺桿口模的能力，以擠出機的工作點、工作圖、有效工作區(qū)間的理論推導為基礎，建立擠出機調試概念，結合擠出理論，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的創(chuàng)新思維方法教學重點1.擠出機基本概念1.1 擠出成型工藝流程(工步順序，工藝環(huán)節(jié)的順序)與擠塑機和成型模具工作部位的關系（擠出成型工藝流程的各個工藝環(huán)

35、節(jié)所處的設備模具部位）1.2 擠出機的傳動鏈1.3 多孔板擠出機與機頭的連接零件 擠塑機在機筒和機頭之間需要安裝多孔板，這種機械零件可以把塑料熔體的螺旋狀流態(tài)轉變成 直線平動狀 流態(tài)，以便把塑料熔體以穩(wěn)定的層流模式輸入機頭。2.擠出工藝過程描述2.1 溫度輪廓曲線與螺桿溫度控制溫度輪廓曲線 描述物料在機筒和螺桿區(qū)各點穩(wěn)態(tài)溫度變化規(guī)律的曲線。加料段機筒溫度輪廓曲線斜率大，物理上對熱量需求大，技術上要求加熱速度快；壓縮段溫度輪廓曲線趨于平穩(wěn)，物理上既要求具有穩(wěn)定的熱量保證物料熔融，技術上要求外熱供給必須與熱平衡，以避免物料發(fā)生過熱或分解、降解；計量段溫度輪廓曲線幾何趨勢與壓縮段相似，技術物理方面的

36、熱量需求與控制也相似，但還要求能夠對物料實現(xiàn)恒溫或近似恒溫輸出。由于溫度輪廓曲線特性各段幾何特性不同，故機筒需要分段加熱、分段控溫。2.2 壓力輪廓曲線與其改進壓力輪廓曲線 描述物料在機筒和螺桿區(qū)各點穩(wěn)態(tài)壓力變化規(guī)律的曲線。（1） 壓力輪廓曲線的特征相似性物料與機筒螺桿結構確定時，壓力輪廓曲線的坐標位置取決于機頭壓力，不同的機頭壓力可以產生幾何形態(tài)相似、坐標位置不同的壓力輪廓曲線?？勺冃?改變物料、機筒和螺桿結構之一，均會導致壓力輪廓曲線的幾何形態(tài)發(fā)生改變。階段性 壓力輪廓曲線的幾何形態(tài)與機筒和螺桿的工作位置相關,即壓力輪廓曲線在螺桿的加料段、壓縮段和計量段等不同部位，其幾何形態(tài)不同（沿螺桿全

37、長，其壓力輪廓曲線具有階段性，各段壓力輪廓曲線具有不同的變化規(guī)律）。（2）普通螺桿的技術物理缺陷加料段壓力輪廓曲線梯度比較平緩，不能對固態(tài)粉體物料進行有效地壓實致密，從生產效率上不利于固態(tài)物料輸送，從傳熱原理上不利于即將發(fā)生的物料熔融；壓縮段壓力輪廓曲線仍具一定斜度，意味著物料熔融前期未獲得足夠、有效的壓力能量來保證物料從非致密固態(tài)轉變成致密粘流態(tài)，同時也不能發(fā)揮壓力等效溫度的熱效應；擠出壓力的峰值發(fā)生在計量段始端或壓縮段與計量段交界處，因壓力峰值距離壓力輸出點較近，容易引起輸出壓力波動和流量不穩(wěn)定。（3）BASF機筒的壓力輪廓曲線的特征加料段曲線斜度急劇增大,且壓力峰值亦出現(xiàn)在加料段。壓縮段

38、壓力稍許向下傾斜,但基本上能維持在峰值附近。計量段壓力較壓縮段下降幅度大，壓縮段高壓對輸出流量波動影響相對減小。3.擠出機的關鍵零件螺桿與機筒3.1 螺桿的區(qū)段功能與劃分擠出螺桿的三個物理職能區(qū)長度連續(xù)，但三個幾何加工段之間具有明確的幾何界分，因此兩者之間沒有對應相等長度，但這種現(xiàn)象并不影響擠出螺桿物理職能區(qū)的長度連續(xù)性。普通三段式螺桿物理幾何區(qū)段劃分與幾何結構特征幾何分段物理分區(qū)幾何結構特征加料段固體輸送區(qū)加料區(qū) = 1 * GB3 螺槽根徑、外徑與其深度不變 = 2 * GB3 全螺桿上此段此區(qū)螺槽最深、容積最大輸送區(qū)遲滯區(qū) 壓縮段熔融區(qū)螺桿外徑不變，根徑逐漸增大，即螺槽深度逐漸減小容積不

39、斷縮減 計量段（均化段）熔體輸送區(qū) = 1 * GB3 螺槽根徑、外徑與其深度不變 = 2 * GB3 全螺桿上此段此區(qū)螺槽最淺、容積最小3.2 擠出螺桿結構分類等距變深 等深變距 變深變距3.3 等距變深螺桿的3種常規(guī)形式 a) b) c)a) 全長漸變型(常規(guī)的變異形式)螺槽深度與其容積沿螺桿全長平緩漸變；幾何壓縮比小，螺桿對物料的剪切力小，但剪切混合作用均勻；對非結晶型與結晶型塑料均能適用，特別適于熱敏性塑料。b) 熔融段漸變型 壓縮段長度較長，物料可以在較長的幾何壓縮過程中完成熔融相變過程，適用于熔融溫度較寬的各種非結晶型塑料，但實踐證明，對于有些結晶型塑料也同樣適用c) 等距突變型螺

40、桿 壓縮段長度很短，物料只能在很短的幾何壓縮過程中完成熔融相變過程，理論上適用于熔融溫度圍很窄的結晶型塑料。注意理論與實際的差異：對于結晶型塑料，因其固液相態(tài)轉變過程中具有溫度圍很窄的熔點，理論上需要使用熔融段螺槽深度突變型螺桿； 對于非結晶型塑料，因其固液相態(tài)轉變過程中具有溫度圍較寬的熔限，理論上需要使用熔融段螺槽深度漸變型螺桿。但實際上熔融段螺槽深度漸變型螺桿對結晶和非結晶塑料都適用。3.4 機筒普通機筒：整體式，分段式和組合式BASF機筒的創(chuàng)新思想：固體輸送理論中的摩擦影響。練習題一、思考題1對比說明整體式，分段式和組合式三種機筒的優(yōu)缺點。2為什么高粘度塑料熔體需要采用錐角小于300而且

41、長度比較大的機筒與機頭過渡區(qū)，而對于低粘度的塑料熔體則可以采用錐角大與450且長度比較短的機筒與機頭過渡區(qū)。二、填空1普通機筒分為 整體式 、 分段式 、 組合式 三大類型。2襯套式機筒之本體與襯套之間的組合性質屬于 機械聯(lián)接 ，澆鑄式機筒之本體與壁之間的組合性質屬于 物理結合 。3多孔板（分流板）安裝在 機筒 和 機頭 之間。三、對比教材中的普通機筒與BASF機筒壓力輪廓線，根據普通機筒壓力輪廓曲線的幾何特征，簡述其技術物理缺陷，以與設計BASF機筒的創(chuàng)新思路和設計效果。3.5 螺桿與機筒材料(略)練習題一、思考題1簡述擠出成型的基本概念。2塑化和塑煉的概念有何差異？3什么是溫度輪廓曲線？它

42、可以從哪個角度描述或表征擠出過程？4什么是壓力輪廓曲線？它可以從哪個角度描述或表征擠出過程？5簡述三類五種普通螺桿的名稱、幾何特征與應用特點。6按教材所示螺桿頭結構，分別說明它們的名稱與應用特點。7加工普通螺桿時通?？刹捎媚膬煞N方法改變螺槽容積？8歸納總結組合式螺桿的基本概念與其優(yōu)缺點。二、填空1在擠出機和注射機等成型設備中，通過熱能和機械能的作用，對松散的固態(tài)成型物料進行擠壓、和熔融的均勻混合工藝稱為 塑化 。2物料經過塑化，不僅要求其從 固 態(tài)轉變成為 粘流 態(tài)，而且還要現(xiàn) 組分 均勻、 密度 均勻、 溫度 均勻、 粘度 均勻，同時在模具有 流動性 和 可模塑性 。3擠出流量波動的源發(fā)于

43、螺桿壓力波動 、 物料溫度波動 和 螺桿轉速波動 。 4普通擠出螺桿的物理職能區(qū)分為固體輸送區(qū) 、 熔融區(qū) 、 熔體輸送區(qū) ； 幾何加工段分為加料段 、 壓縮段 、 計量段 。5物料與機筒螺桿結構確定時，擠出過程壓力輪廓曲線的坐標位置取決于 機頭壓力 。6在普通三段式漸變型螺桿的熔融區(qū)段或壓縮段，螺槽容積由 大 變 小，目的為了 壓實致密 成型物料。7普通螺桿分為等距變深 、 等深變距 、 變距變深 等三大類型，以與全長漸變型 、 熔融段漸變型 、 熔融段突變型 、 等深變距型 、 變深變距型 等五種形式。8螺桿長徑比反映擠出機的 塑化能力 和 塑化效果 。9一根螺桿上的最大螺槽容積與最小螺槽

44、容積的比值稱為 幾何壓縮比 ，制品密度與塑化前物料密度的比值稱為 物理壓縮比 。11對于結晶型塑料，因其固液相態(tài)轉變過程中具有溫度圍很窄的熔點，理論上需要使用熔融段螺槽深度突變型螺桿； 對于非結晶型塑料，因其固液相態(tài)轉變過程中具有溫度圍較寬的熔限，理論上需要使用熔融段螺槽深度漸變型螺桿。三、判斷題1由物料，螺桿和機筒三者的溫度分別構成的溫度輪廓曲線幾何形狀一樣。2在機筒螺桿的同一軸向截面上，物料各溫度一樣。3擠出螺桿的三個物理職能區(qū)長度與三個幾何加工段的長度對應相等。4物料和機筒螺桿結構確定時，壓力輪廓曲線的幾何形狀可以彼此相似。5改變機筒螺桿結構，可以改變壓力輪廓曲線的幾何形狀以與擠出機塑化

45、特性。6在普通三段式擠出螺桿的熔體輸送區(qū)或計量段，螺槽容積不變。7等距變深螺桿比等深變距螺桿容易加工。8等距全長漸變型螺桿不適于熱敏性材料。9等距突變性螺桿理論上適用于低粘度結晶性塑料。10螺桿頭的選用與塑料品種和產品結構無關。11等距變深螺桿比等深變距螺桿容易加工。12等距全長漸變型螺桿不適于熱敏性材料。13等距突變性螺桿理論上適用于低粘度結晶性塑料。14螺桿頭的選用與塑料品種和產品結構無關。四、選擇題（待補） 1擠出螺桿各段之間明確的幾何界分點，（影響 不影響）其物理職能區(qū)之間的連續(xù)性。 。 2常規(guī)三段式全螺紋螺桿的螺槽深度(不變化 連續(xù)變化 分段不等 分段不等+其中一段連續(xù)變化)。 3在

46、常規(guī)三段式全螺紋螺桿中，螺槽容積（最大 最?。┑膸缀味问牵ㄓ嬃慷?加料段）。 4螺桿的長徑比越大，對物料的塑化效果越（顯著 差），加工起來難度越（高 低）。五、簡述機筒分段加熱，分段控溫的原因。六、簡述螺桿物理職能區(qū)與機和加工段的對應關系。七、 用草圖勾畫出等距全長漸變型、等距熔融段漸變型和等距突變型三種螺桿的示意結構圖并簡述它們的幾何特征和技術應用特點。1全長漸變型 幾何特征 螺桿全長無三段幾何界分；從加料段始端到計量段末段落劇始終不變，但螺槽深度由大逐漸變??；幾何壓縮比等于加料段始端螺槽容積除以計量段末端螺槽容積。技術應用特點 螺槽深度與其容積沿螺桿全長平緩漸變；幾何壓縮比小，螺桿對物料的

47、剪切力小，但剪切混合作用均勻；對非結晶型與結晶型塑料均能適用，特別適于熱敏性塑料。2熔融段漸變型 幾何特征 從加料段始端到計量段末段螺距始終不變；加料段螺槽深度與計量段螺槽深度不變，它們分別發(fā)揮固體輸送和熔體輸送功能；采用較長的壓縮段尺寸，在壓縮段尺寸圍，螺槽深度由深漸淺，螺槽容積由大漸??；幾何壓縮比等于壓縮段始、末端螺槽容積的比值。技術應用特點 壓縮段長度較長，物料可以在較長的幾何壓縮過程中完成熔融相變過程，適用于熔融溫度較寬的各種非結晶型塑料，但實踐證明，對于有些結晶型塑料也同樣適用。3等距突變型螺桿 幾何特征 從加料段始端到計量段末段螺距始終不變；加料段螺槽深度與計量段螺槽深度不變，它們

48、分別發(fā)揮固體輸送和熔體輸送功能；采用很短的壓縮段尺寸，在壓縮段尺寸圍，螺槽深度由深變淺，螺槽容積由大變?。粠缀螇嚎s比等于壓縮段始、末端螺槽容積的比值。技術應用特點 壓縮段長度很短，物料只能在很短的幾何壓縮過程中完成熔融相變過程，理論上適用于熔融溫度圍很窄的結晶型塑料。4.擠出理論與創(chuàng)新運用4.1 固體輸送理論與BASF機筒4.1.1 基本假設(略)4.1.2 數(shù)學力學模型坐標系 固體物料輸送的速度矢量模型K-M曲線重要結論：提高物料與機筒之間的摩擦可以降低M；所故增大機筒摩擦系數(shù)f b，M 減小， 增大擠出流量增大。4.1.3 固體輸送理論應用BASF機筒的創(chuàng)新設計(1)普通機筒螺桿壓力輪廓曲

49、線的技術物理缺陷加料段壓力變化梯度平緩；壓縮段壓力未呈現(xiàn)最大值； 壓力峰值發(fā)生在計量段始端或壓縮段與計量段交界處。(2) BASF機筒創(chuàng)新設計思路與其措施 創(chuàng)新思路（改變機筒結構優(yōu)化壓力輪廓曲線）：提高加料段對固態(tài)物料施加的壓力以與加料段壓力變化的梯度； 把壓力峰值轉移到最需要壓力作用的壓縮段或壓縮段與加料短的交界處。 革新措施：對壓縮段開設縱向溝槽增大機筒對物料的摩擦阻力；對加料段施加冷卻措施避免物料軟化減弱摩擦阻力；利用錐管平衡傳質原理強化加料段對固態(tài)物料的壓實致密效果平衡傳質原理：單位時間通過導管任意截面的流體質量相等，即A11=A22對于圓管 A1=A2 1=2等密度流動對于錐管 A1

50、A2 21 變密度流動4.2 熔融理論與分離型螺桿4.2.1基本假設(略)4.2.2 熔融理論物理模型熔融物理模型普通螺桿問題X固相分布函數(shù) 分離形螺桿4.2.3熔融理論數(shù)學模型(略)4.2.4 熔融理論應用分離型螺桿(1) 普通螺桿的熔融問題(略)(2) 分離性螺桿的基本原理與類別常規(guī)螺桿 加料段壓縮段計量段：單頭螺紋結構B M螺桿 加料段、計量段：單頭螺紋結構。壓縮段：雙頭螺棱結構、螺槽等深；主、副螺棱不同螺距，不同螺旋角構成固、液兩相螺槽；液相螺槽漸寬增容，固相螺槽漸窄減容。Barr螺桿 加料段、計量段：單頭螺紋結構。：壓縮段雙頭螺棱結構，等螺距、等螺旋角；主、副螺棱構成固、液兩相螺槽；

51、液相螺槽漸深增容，固相螺槽漸淺減容。熔體槽螺桿 加料段、計量段：單頭螺紋結構。壓縮段：雙頭螺槽結構，等螺距、等螺旋角；主、副螺槽構成固、液兩相螺槽；液相螺槽漸深增容，固相螺槽漸淺減容(3) 分離性螺桿的幾何物理特征與加工技術特點4.3熔體輸送理論與擠出機的工作點和工作圖4.3.1 正流、逆流、凈流、漏流、回流（環(huán)流）的概念、力學動因與其并繪制速度矢量分布正流 塑料熔體在螺旋曲面作用下，沿斜向螺槽方向(z)的位移運動，逆流 因機筒螺桿、過濾網、多孔板時的摩擦阻力以與物料流向機頭時的充模阻力，導致物料產生的與正流方向相反的位移運動。漏流與逆流原因一樣，但發(fā)生在在機筒螺桿間隙中反向正流的位移運動。適

52、量的漏流在損失擠出流量的同時，卻能在一定程度上改善塑化效果。環(huán)流 塑料熔體在螺旋曲面作用下，沿螺槽橫向(法向槽寬x)的回轉性位移運動，僅影響塑化效果，不影響擠出流量。4.3.2 深槽螺桿與淺槽螺桿的塑化特性計量段深槽螺桿剪切熱小，塑化能力弱；計量段淺槽螺桿剪切熱大，塑化能力強。4.3.3 螺桿特性曲線與其應用 螺桿特性曲線 螺桿軟特性：計量段螺槽深度h3大，螺桿的壓力-流量特性曲線曲線斜度大，擠出流量對壓力變化敏感，即螺桿擠出流量容易隨壓力變化而改變，亦即螺桿流量輸出對壓力作用呈軟特性(軟特性螺桿)。螺桿硬特性：計量段螺槽深度h3大時h3小時，螺桿的壓力-流量特性曲線斜度小,流量對壓力變化不敏

53、感，即硬特性螺桿擠出流量不容易隨壓力變化而改變，亦即螺桿輸出流量對壓力作用呈硬特性(硬特性螺桿)，軟、硬特性螺桿的應用技術特點：深槽軟特性螺桿的輸出流量對其壓力變化敏感，調整螺桿壓力流量變化大，不容易穩(wěn)定和控制擠出工藝過程，比較適于混煉造粒；反之，淺槽硬特性螺桿的輸出流量對其壓力變化不敏感，調整螺桿壓力流量變化小，容易穩(wěn)定和控制擠出工藝過程，比較適于擠出成型。4.3.4 口模特性曲線與其高低壓性質口模特性曲線式中k口模常數(shù)，與口模截面的幾何形態(tài)有關；牛頓流動粘度；pj熔體進入機頭口模時的流動阻力，亦即機頭口模對熔體產生的充模壓力。口模的低壓特性(軟特性):口模常數(shù)k值大的口模開度大或口模幾何形

54、態(tài)簡單，對物料的充模流動阻力小(低壓機頭)，口模特性曲線斜率大,流量對壓力變化敏感，擠出機流量輸出對機頭口模壓力作用呈軟特性,即低壓機頭的充模流量容易隨壓力變化而改變 ?？谀５母邏禾匦?硬特性):口模常數(shù)k值小的口模開度小或口模幾何形態(tài)形狀復雜，對物料的充模流動阻力大(高壓機頭)，曲線斜率小,流量對壓力變化不敏感，擠塑機流量輸出對機頭口模壓力作用呈硬特性，即高壓機頭的充模流量不容易隨壓力變化而改變 4.3.5 機頭口模的與螺桿配用關系高壓機頭對熔體充模產生的流動阻力大，但擠塑機流量對機頭壓力變化不敏感，調整機頭壓力流量變化小，容易穩(wěn)定和控制擠出工藝過程，故配用淺槽硬特性螺桿比較適于擠出成型；反

55、之，低壓機頭對熔體充模產生的流動阻力小，但擠塑機對機頭壓力變化敏感，調整機頭壓力流量變化大，不容易穩(wěn)定和控制擠出工藝過程，故配用深槽硬特性螺桿比較適于混煉造粒。4.3.6 擠出機的工作點與工作圖擠出機的工作點：螺桿與口模特性曲線在機筒機頭連接處的每一個交點均稱為擠塑機的工作點，即欲要保證擠塑機處于正常的擠出成型工作狀態(tài)，必須保證： 螺桿擠出機筒和熔體流入機頭的流量相等； 螺桿對熔體的壓力和機頭對熔體充摸的流動阻力相等。擠出機工作圖：在擠出螺桿參數(shù)以與成型物料確定的情況下，通過在最大取值與最小取值圍調整螺桿轉速和口模常數(shù)所獲得到的全部螺桿特性曲線、口模特性曲線并連同它們所在的壓力流量坐標系合稱為

56、擠塑機的工作圖。擠出機的有效工作區(qū)間：由擠塑機最大轉速和最小轉速以與由最大和最小口模常數(shù)、等4個參數(shù)確定的兩條螺桿特性曲線和兩條口模特性曲線共同包絡的封閉面積連同它們所在的壓力流量坐標系合稱為擠塑機的有效工作區(qū)間。很明顯，該區(qū)間包含擠塑機所有可能的工作點以與可能使用的螺桿與口模特性曲線。 練習題一、判斷題1固體輸送量與螺桿轉速n之間的正比關系，不受其他因素影響。2漏流和逆流的力學動因不同。3深槽軟特性螺桿配用低壓（低阻力）特性機頭是為了抑制或降低逆流量。4淺槽硬特性螺桿可以配用高壓（高阻力）特性機頭。5淺槽硬特性螺桿配用高壓機頭適于混煉造粒。6深槽軟特性螺桿配用低壓機頭不適于擠出成型。7淺槽硬

57、性螺桿對物料產生的剪切熱小，塑化能力強。二、選擇題1成型物料在固體輸送區(qū)，其（相對運動速度、絕對運動速度）與機筒切向即假設的機筒運動方向之間的夾角稱為物料的輸送角。2（增大 減?。┠Σ帘萬s/fb，可以（增大 減 ?。㎝值，從而（提高 降低）固體輸送量。3固態(tài)物料在（機筒與螺桿間隙 螺槽）中最先開始熔融。4螺桿特性曲線斜度（大 ?。r，擠出流量對螺桿壓力變化（敏感 不敏感），螺桿呈（軟 硬）特性。5口模常數(shù)k（大 ?。r，熔體進入機頭的流動阻力（大 ?。?，機頭呈（高壓 低壓）特性。三、簡述正流、逆流、凈流、漏流、回流（環(huán)流）的概念，并繪制它們的 速度矢量分布5.雙螺桿擠出機(略)6.擠出機的其

58、他工作裝置與控制(略)上料和加料機構（略）加熱與冷卻裝置（略）傳動系統(tǒng)（簡介）機械動力機構與電機的類型減速器類型、電機類型、主機與電機的安裝三向整流子電機 滑差電機 直流電機直流電機調速特性：低速(1500r/min)時調整激磁電壓恒扭矩調速適應于普通粘度和低粘度塑料擠出；控制系統(tǒng)（略）第5章 注射機教學容與目標知識結構：注射成型原理，注射螺桿的技術特點，注射成型工藝過程循環(huán)，注射機機械動作循環(huán)，注射機的工作時序，注射機的工作模式，注射機的力能規(guī)格，注射機的動力裝置，注射機的液壓傳動。能力要求：對比靜態(tài)擠出過程，熟悉和理解動態(tài)注射成型原理、注射螺桿技術特點、注射機的兩大動力裝置，以與注射機液壓

59、傳動。教學重點1.注射成型原理以擠出成型與其螺桿為參照對比說明 (1) 螺桿對物料的旋轉塑化與軸向注射位移間歇進行(2) 物料在機筒螺桿塑化區(qū)非穩(wěn)態(tài)熔融塑化螺桿間歇旋轉與軸向平動位移 導致熔融塑化過程不能連續(xù)穩(wěn)定進行，即塑化不注射，注射不塑化。注射螺桿長度比擠出螺桿短，不需要滿足擠出過程穩(wěn)態(tài)熔融塑化過程的要求(注射塑化不完全依靠螺桿旋轉，所以不需要較大的螺桿長度)。螺桿幾何工作段長度動態(tài)變化 塑化過程中物理職能區(qū)與螺桿幾何工作段長度不能穩(wěn)定匹配 軸向高壓注射運動導致熔融塑化過程無法形成穩(wěn)定的熔膜、熔池和固體床 高速高壓的軸向注射動作會在加料區(qū)螺槽中形成強烈的固相環(huán)流和逆流，從而破壞擠出塑化過程

60、中的固、液兩相穩(wěn)定轉變的物理環(huán)境，并導致螺槽中固液兩相摻混，不存在穩(wěn)定的固、液兩相轉變規(guī)律。(3) 塑化效果取決于螺桿背壓 擠出塑化效果取決于流動阻力2.注射螺桿的技術特點以擠出螺桿為參照對比說明(1) 注射螺桿加料段比擠出螺桿長，其長度可達螺桿總長60%。(2) 注射螺桿長徑比和壓縮比較之擠出螺桿小。(3) 注射螺桿計量段螺槽深度比擠出螺桿深(4) 注射螺桿計量段長度比擠出螺桿短。3.注射成型工藝過程循環(huán)工藝過程循環(huán)圖的作用：描述工步之間的相互關系，為理解和設計加工機械的工作原理建立基礎。4.注射機工作模式塑化退回前加料制品在模冷卻時，注射座停留在注射位置對成型物料進行“加料塑化”工藝處理，