1、第七章tF擠出成型原理、7rl、Extrusion Theory7.2 單螺桿擠出機(jī)基本結(jié)構(gòu)及作用g壓系統(tǒng)（擠出系統(tǒng)）一關(guān)鍵部三】加熱、冷卻系統(tǒng)單螺桿擠出機(jī)nrmiiiiiiHiHiiiiiir 耐 i NiflM擠壓系統(tǒng)的組成及作用組成：加料裝置.料筒、螺桿、機(jī)頭、口模等加料裝置的作用是給擠出機(jī)供料。它一般由料斗部 分和上料部分組成。料斗的容積約為擠出機(jī) 1 1.5 小時(shí)的擠出量加料方式分為重力加料和強(qiáng)制加料上料方法有彈簧上料、鼓風(fēng)上料、真空上料、運(yùn) 輸帶傳送及人工上料等。根據(jù)需要還可配有保溫夾套、定時(shí)定量自動(dòng)加料 裝置以及可視裝置等。AwrnfiiiiitiiTn料筒工作環(huán)境：料筒是在高壓

2、、高溫、嚴(yán)重的磨損.一定 的腐蝕條件下工作的。材質(zhì)：45 號(hào)鋼、40Cr、38CrMoAL 等。傳熱（加熱或冷卻）、配合螺桿加強(qiáng)塑化整體料筒：較高的制造精度和裝配精度,化裝配工作，熱量沿軸向分布比較均勻。姐合料筒：便于改變料筒長(zhǎng)度，利于 設(shè)置排氣段；但破壞了料筒加熱的均 勻性，增加了熱損失。也不便于加熱 冷卻系統(tǒng)的設(shè)置和維修料筒結(jié)構(gòu)X VH nrnrniTTIrrnriTWiHlfliil雙金H料筒： 為了既能滿足料筒 對(duì)材質(zhì)的要求，又能節(jié)省貴重材 料，不少料筒在一般碳素鋼或鑄 鋼的基體內(nèi)部鑲一合金鋼襯套。提咼固體輸送率丄、料筒加料段內(nèi)壁開設(shè)縱向溝槽；2、 將加料段靠近加料口處的一 段料筒內(nèi)壁

3、做成錐形；3、 強(qiáng)制冷卻加料段料筒螺桿普通噱桿的基本結(jié)螺桿直徑是一個(gè)重要參量，它在一定意義上表征擠出機(jī)擠出量的大小。D f ,加工能力 t o 擠出機(jī)生產(chǎn)率BD2我國(guó)擠出機(jī)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的螺桿直徑系列為： 30、 45、 65、(85) 90、(115)120、150、200。螺桿直徑的大小一般根據(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)確定。螺桿的長(zhǎng)徑比是螺桿的重要參數(shù)之一。若將它與螺桿轉(zhuǎn)I聯(lián)系起來(lái)考慮，在一定意義上也表示螺桿的塑化能力和塑化質(zhì)量。1)長(zhǎng)徑比加大后，螺桿的長(zhǎng)度增加，塑料在料筒中停留的 時(shí)間長(zhǎng)，塑化得更充分更均勻，故可以保證產(chǎn)品質(zhì)量。2)在此前提下，可以提高螺桿的轉(zhuǎn)

4、數(shù).從而提高擠出量。1)長(zhǎng)徑比加大后，因自重而彎曲，功耗增大；螺桿、料筒的加工和裝配都比較困難和復(fù)雜，2)長(zhǎng)徑比加大后，物料可能發(fā)生熱降解AVHTTn n 1111111111H LiUn/Mi liUd ili螺桿結(jié)構(gòu)參數(shù)螺桿直徑D螺桿外徑d螺桿根徑螺桿長(zhǎng)徑比單螺桿的長(zhǎng)徑比有一個(gè)由小到大的發(fā)展趨勢(shì)， 50 年代一般為 1820, 60年代為 2&28,目前為 30 左右。壓縮比（25）作用：是將物料壓縮，排除氣體，建立必要的壓力，保證物 料到達(dá)螺桿末端時(shí)有足夠的致密度。幾何壓縮比：螺桿加料段第一個(gè)螺槽與均化段最后一個(gè)螺槽的容積比:物理壓縮比：物料加工之前的松密度與均化段熔體密度之比。

5、設(shè)計(jì)原則：應(yīng)使幾何壓縮比大于物理壓縮比獲得壓縮比的方法：等距變深螺槽、等深不等距螺槽、不等 深不等距螺槽、錐形螺桿等方法。其中等距不等深螺槽的辦空 法易于進(jìn)行機(jī)械加工，故多采用。Wnrnrll I I H I i 11FiTlFWi：liriiiHI HImTWOifl JAIN螺槽深度（h）: h U 剪切速率 t ,傳熱效率t,混合及塑化效率t,生產(chǎn)率 I o 故熱敏性塑料（如 PVC）宜用深 螺樓，而熔體粘度低且熱穩(wěn)定性好 的塑料 （如聚酰胺等）宜用淺螺槽 0 t ,出料快，生產(chǎn)能力 f ,但停時(shí)間短，塑化 I O實(shí)驗(yàn)證明，物料形狀不同，對(duì)加 料段的螺紋升角要求也不一樣。 1）0=30

6、左右適于粉料，2） 0=17左右適于柱料,3） 8=15。左右適于方塊料。 出于機(jī)械加工的方便，一般取 D 二 S,0 =17 40。冷文辰埠”彳査*炬螺旋升角e螺紋棱部寬度e1 ) e 太小會(huì)使漏流增加，而導(dǎo) 致產(chǎn)量降低，特別是對(duì)低粘度的 熔體來(lái)說(shuō)更是如此。2) e 太大會(huì)增加螺棱上的動(dòng)力 消耗，有局部過(guò)熱的危險(xiǎn)。3)般取 e= (0. 08-0. 12) D。 6 = (0.0030. 005) D 直徑螺桿和料筒的間隙 6 的選取是一個(gè) 綜合性的問(wèn)題，必須結(jié)合各方面的因素 綜合考慮被加工物料的性質(zhì)。(如熱敏性與非 熱敏型物料)A FTn H111 i 11111111 i Iillfli

7、期機(jī)頭阻力情況。阻力越大間隙越小。-.一 一 _ fl id大者取小值，小者取大值。螺桿與料筒間隙込ijqn一凹“nf螺桿頭部結(jié)構(gòu)當(dāng)塑料熔體從螺旋槽進(jìn)入機(jī)頭流道時(shí)，其料流形式急劇 改變，由螺旋帶狀的流動(dòng)變成直線流動(dòng)。為得到較好的擠 出質(zhì)量。要求物料盡可能平穩(wěn)地從螺桿進(jìn)入機(jī)頭，盡可能 避免局部受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生熱分解現(xiàn)象。這與螺桿頭部形狀、 螺桿末端螺紋的形狀以及機(jī)頭體中流道的設(shè)計(jì)和分 流板的設(shè)計(jì)等有密切關(guān)系。1、當(dāng)塑料為硬塑料、粉狀、結(jié)晶塑料時(shí)，螺桿長(zhǎng)徑比大小的選擇？2、何謂螺桿幾何壓縮比？為什么要有壓縮比？在螺桿結(jié)構(gòu)上如何實(shí)現(xiàn)?螺桿頭部常設(shè)計(jì)為錐形或半如魚雷頭等.常規(guī)全螺紋三段螺桿當(dāng)物料沿螺

8、桿前移時(shí)，螺桿會(huì)對(duì)物料產(chǎn)生輸送、傳熱塑化 和混合均化等作用。根據(jù)物料的變化特征，可把螺桿分為加 料段（輸送段）、壓縮段（熔化段）和均化段（計(jì)量段）加料段加料段的作用是輸送物料給壓縮段和均化段。 物料受熱軟化，受壓前移，無(wú)壓縮（可等距等深）， 產(chǎn)生固體輸送.加料段的長(zhǎng)度一般?。?10）D,與物料種類有關(guān)：結(jié)晶 性塑料硬質(zhì)無(wú)定形塑料軟質(zhì)無(wú)定形塑料。對(duì)于結(jié)晶性塑 料，加料段長(zhǎng)度一般取為螺桿全長(zhǎng)的 6065%O螺桿的輸送能力與螺桿的幾何參數(shù)和固體輸送角有關(guān)。AVFTTmTl I i 1111111 HI加料段的核心問(wèn)題是輸送能力。由E3體輸送理論得知,塑料在普通單螺桿擠出機(jī)中的擠出過(guò)程壓縮段壓縮段的作

9、用是壓實(shí)物料（壓縮比），排出空氣以及 熔化物料。壓縮段的長(zhǎng)度，主要與塑料的熔點(diǎn)等性能有關(guān)。如熔化溫度范圍寬（PVC）,壓縮段最長(zhǎng)；而熔化溫度很窄（PA）,壓縮段很短，甚至只有一個(gè)螺距的長(zhǎng)度。按照傳統(tǒng)的說(shuō)法，常規(guī)全螺紋三段螺桿分為漸變型螺桿和突變型螺桿。所謂漸變型螺桿是指由加料段較深螺槽向均化段較淺螺 槽的過(guò)渡，是在一個(gè)較長(zhǎng)的螺桿軸向距離內(nèi)完成的。AIM 111H11 i 111111 r 111 LVMAHIDlfl螺桿型式的確定（町癩變霰繆桿b）癸變醴蝶桿漸變型螺桿可等距不等深，也可等深不等距；變化范 對(duì)大多數(shù)物料能夠提供較好的熱傳導(dǎo)，傳熱均勻，效果 好。大多用于無(wú)定形塑料的加工，適用于熱敏性塑料， 對(duì)物料的剪切作用較小，而且可以控制，其混煉特性不 是很高， 所謂突變型螺桿的指由加料段較深螺槽向均化段較淺螺槽的 過(guò)渡是在較短的螺桿軸向距離內(nèi)完成的。突變螺桿由于具有較短的壓縮段，有的甚至只有(12) Do對(duì)物料能產(chǎn)生巨大的剪切，故適用于粘度低、具有突變?nèi)?點(diǎn)的塑料，如尼龍、聚烯婭。工的 H11H I i 1111 Id I 耐 iifl*均化段內(nèi)，也可局限于壓縮段?？稍谌輻U范該段的作用是