第5章 挤出机.ppt

,冲压与塑压设备第5章注射机主讲：袁阳,开卷有益,只有坚强地去经历各种风风雨雨才会由稚嫩走向成熟,本章的学习要求,1）掌握塑料挤出机的工作原理及组成；2）掌握设备的工作过程、规格、技术参数和主要结构的构成；3）能根据工艺要求合理选择机械设备。4）根据工艺要求和设备说明书，能正确使用、调整和维护设备，具有分析和排除一般故障的能力。,热塑性塑料在恒定压力下不同温度变化时存在三种物理状态，即玻璃态、高弹态、粘流态。在常温下，塑料呈玻璃态，当温度升至某一值时，塑料变为高弹态，再继续升温塑料转变为粘流态。塑料的成型加工(压制、挤出、注射等)是在粘流态下进行的，热塑性塑料随温度变化而发生上述三种状态的变化是可逆的。当温度降低时，塑料将从粘流态转变为高弹态，而温度降低到常温时，塑料将转变为玻璃态。在塑料成型加工中所以能得到制品的几何形状和尺寸精度，正是利用了热塑性塑料在不同温度下的三态变化的特性。,第一节概述,一、挤出成型的特点,第5章注射机,一、挤出成型的特点,挤出成型是塑料成型加工的主要加工方法之一。大部分热塑性塑料均可用此法加工。据统计，在塑料制品成型加工中，挤出成型制品的产量居首位(占整个塑料制品的一半以上)。,第一节挤出成形与挤出机,特点：,1、挤出生产过程是连续的，因而其产品都是连续的，可以根据需要生产任意长度的塑料制品；,2、生产效率高；,3、应用范围广，能生产管材、棒材、板材、簿膜、单丝、电线电缆、异型材以及中空制品等；,4、投资少，收效快。,第5章注射机,将塑料(粒状或粉状)加入挤出机料筒内加热熔融，使之呈粘流状态，在挤出机挤压系统加压的情况下通过具有与制品截面形状相仿的口模，成为形状与口模相仿的粘流态连续体，然后通过冷却，使其具有一定几何形状和尺寸，由粘流态变为高弹态，最后冷却定型为玻璃态而获得所需要的塑料制品。,挤出成型过程,二、挤出机的工作原理及组成,塑化,挤出成型,冷却定型,塑件的牵引、卷取、切割,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,挤出机的工作过程,塑料原料,粘流态,螺杆,输送,压缩区,制品,机头口模,一定几何形状和尺寸,塑料融化,冷却定型,料斗,剪切热,螺杆表面摩擦,料桐内壁,定温、压、量,外部加热,一、挤出成型的特点,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,挤塑生产线,二、挤出机的工作原理及组成,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,控制系统,挤出机组成,挤出系统、传动系统、加热冷却系统、机身,机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、卷取装置,辅机：,挤出机：,二、挤出机的工作原理及组成,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,温度,口模的温度比机头温度可稍低一些，但要保证塑料有良好的流动性。,机头的温度控制在塑料热分解温度以下,加料段的温度不宜过高，压缩段和均化段的温度可高一些。,挤出成型工艺参数,二、挤出机的工作原理及组成,塑料从粒料(或粉末)到粘流态，再从粘流态成型为制品是经历了一个复杂的温度变化过程。如果我们将物料沿料筒方向作位移坐标(横坐标)，而温度作纵坐标，将沿料筒方向各点物料温度、螺杆和料筒温度值连成曲线(到机头为止)，就会得到所谓的温度轮廓曲线，如图所示。,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,二、挤出机的工作原理及组成,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,挤出速度:,压力:,合理控制螺杆转速，保证温控系统的精度，以减小压力波动。,二、挤出机的工作原理及组成,单位时间内由挤出机头和口模中挤出的塑化好的物料量或塑件长度。它表示挤出能力的高低。,牵引速度,牵引速度与挤出速度相当，可略大于挤出速度。,牵引比,牵引速度与挤出速度的比值，其值等于或大于1。,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,压力,如果将沿料筒轴线方向(包括口模)测得的各点物料压力值作为纵坐标，以料筒轴线为横坐标，作出一条曲线，即可得到所谓压力轮廓曲线，如图所示。,二、挤出机的工作原理及组成,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,挤塑模具是塑料挤出成型模具的总称，由挤出机头和定型模两部分组成。,挤塑模具,挤出机头的作用,挤出机头,（1）使物料由螺旋运动变为直线运动；（2）产生必要的成型压力，保证制品密实；（3）使物料通过机头得到进一步塑化；（4）通过机头成型所需要的断面形状。,二、挤出机的工作原理及组成,塑料制件成型的主要部件，产生必要的成型压力。,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,组成,1、挤出机(主机),2、辅机,(1)挤出系统,(2)传动系统,(3)加热冷却系统,(1)机头,(2)定型装置,(3)冷却装置,(4)牵引装置,(5)卷取装置,(6)切割装置,3、控制系统：主要由电器、仪表和执行机构组成,二、挤出机的工作原理及组成,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,图5-1卧式单螺杆塑料挤出机结构1-螺杆2-机筒3-加热器4-料斗支座5-料斗6-推力轴承7-传动系统8-螺杆冷却系统9-机身,第5章注射机,二、挤出机的工作原理及组成,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,吹塑簿膜辅机示意图1卷取装置2牵引装置3人字板4风环（冷却定型装置）5挤出机机头,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,三、挤出机的分类,1、按螺杆的数量分：无螺杆挤出机(其中又分柱塞式挤出机和弹熔体挤出机)、单螺杆挤出机(这种类型的挤出机应用最广泛)、双螺杆(图5-2所示)和多螺杆挤出机。2、按螺杆空间位置不同分：卧式挤出机和立式挤出机。3、按螺杆转速分：普通挤出机、高速和超高速挤出机。按可否排气分：排气式挤出机和非排气式挤出机。4、按装配结构分：整体式挤出机和分开式挤出机(即传动装置与挤出系统分开安装)。目前，在实际生产中最常用的是卧式单螺杆非排气整体式挤出机，本章将以此为重点进行介绍。,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,四、单螺杆挤出机的技术参数,反映挤出机工作性能的主要技术参数有：螺杆直径(指大径)、螺杆的长径比、螺杆的转速n范围、主螺杆的拖动电动机功率P、机器的生产能力(产量)Q、名义比功率、中心高H，加热段数B等。,1、螺杆直径,它是指螺杆大径，用表示，单位为mm。螺杆的直径系列：20、30、45、65、90、120、150、165、200、250、300，其中：250、300为推荐发展规格，目前尚未有这两个系列的相关参数。,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,2、螺杆长径比,它是指螺杆工作部分长度L与螺杆直径D之比值，是挤出机的重要参数之一。用表示。,四、单螺杆挤出机的技术参数,3、螺杆转速范围,它是指螺杆可获得稳定转速的最小和最大的范围，用nminnmax表示，单位为r/min。,4、螺杆驱动电机功率,用P表示，单位为kW。,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,5.挤出机生产能力（产量）,用Q表示，单位为。它是指加工某种塑料(如硬聚氯乙烯HPVC)时，每小时挤出的塑料量，是一个表征机器生产能力的参数。,6.名义比功率,用表示，单位为。它是指每小时加工1kg塑料所需的电动机功率，是一个综合参数指标。,四、单螺杆挤出机的技术参数,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,功率(能量),式中：E由螺杆输入的机械能；E1外部加热器输入的热能；Eq熔融物料所需的能量；EP物料在熔融温度和成型压力下所需的压力能；Ef由于辐射、传热而造成的能量损失。,四、单螺杆挤出机的技术参数,其能量平衡方程如下：,E+E1=Eq+Ep+Ef,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,7螺杆的主参数,(1)螺杆的分段,(2)螺槽深度,(3)压缩比,(5)螺纹升角,(4)螺纹螺距,(6)螺纹线数,(8)螺槽宽度,(7)螺棱宽度,四、单螺杆挤出机的技术参数,部分国外生产的挤出机的技术参数参见教材P157表5-1,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,塑料挤出机的型号,示例：,SJ-150表示螺杆直径150mm，长径比为20：1的塑料挤出机。与SJ-150相配的辅机SJ-FMl700，表示上吹法，牵引辊筒工作长度为1700mm的塑料吹塑薄膜辅机，其中，FM为辅机代号。,第5章注射机,第一节挤出成形与挤出机,第5章注射机,（一）螺杆的分段,1.加热段,一、螺杆,2.熔融段,3.均化段,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,塑料在普通螺杆挤出机中的挤出过程简图,一、螺杆,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,1评价螺杆性能的标准,（1）塑化质量,（2）产量,（3）名义比功率单耗,（4）适应性,（5）制造的难易,一、螺杆,一台挤出机的生产能力、塑化质量、熔体温度、动力消耗等主要取决于螺杆性能。,2螺杆设计中应考虑的因素,(1)物料的特性及其加入时的几何形状、尺寸、温度状况,(2)口模的几何形状和机头阻力特性,(3)料筒的结构形式和加热冷却情况,(4)螺杆转数,(5)挤出机的用途,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,所谓常规全螺纹三段螺杆是指出现最早、应用最广、整根螺杆由加料段、压缩段、均化段等三段螺纹所组成的，其挤出过程完全依靠螺纹的形式来完成的一种螺杆。这种螺杆的设计包括螺杆型式的确定、直径和长径比的确定、螺杆分段及各段参数的确定、螺杆与料筒间隙的确定等。,一、螺杆,（二）螺杆结构,1螺杆型式的确定,按螺槽深度从加料段较深向均化段较浅的过渡情况来分，常规三段螺杆有渐变型和突变型螺杆两种，如图所示。,a)渐变螺蝉杆b)突变螺杆,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,螺杆直径是一个重要参数，它在一定意义上表示挤出机挤出量的大小。螺杆直径已经标准化，我国挤出机标准所规定的直径系列为：30、45、65、90、120、150、200。,2螺杆直径的确定,一、螺杆,螺杆直径与挤出制品尺寸之间的关系,（二）螺杆结构,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,螺杆长径比是螺杆的重要参数之一。若将它与螺杆转数联系起来考虑，在一定意义上也表示螺杆的塑化能力和塑化质量。力求在较小的长径比条件下，获得高产量和高质量。目前，长径比在2030范围内。,3螺杆长径比的确定,一、螺杆,4螺杆的分段及各段参数的确定,(1)加料段,它的作用是输送物料给压缩段和均化段。加料段的核心是输送能力问题。,（二）螺杆结构,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,4螺杆的分段及各段参数的确定,(1)加料段,1)螺纹升角的确定,理论上45时为最佳，但实际上为了加工的方便，一般取螺纹升程(螺距)等于螺杆直径，此时螺纹升角1742。,一、螺杆,2)螺槽深度的确定,在理论上，若是大，固体输送能力就大。在确定时要考虑螺杆机械强度(因螺杆加料段根径最小)和物料的物理压缩比大小。一般先确定均化段螺槽深度，后由螺杆的几何压缩比来计算加料段的螺槽深度。,（二）螺杆结构,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,(1)加料段,3)加料段长度的确定,根据经验数据取加料段长度占螺杆有效工作长度的百分比为：对非结晶型塑料：=（10%25%）L对结晶型塑料：=（30%65%）L,一、螺杆,4螺杆的分段及各段参数的确定,（二）螺杆结构,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,4螺杆的分段及各段参数的确定,(2)压缩段(亦称转换段),压缩段螺杆参数中有两个重要概念，一个是所谓的螺杆根径变化的渐变度；另一个是所谓的压缩比。,螺杆根径的渐变度若用A表示则式中A渐变度；、分别为加料段和均化段的螺槽深度；L2压缩段的长度。,一、螺杆,（二）螺杆结构,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,(2)压缩段(亦称转换段),压缩段螺杆参数中有两个重要概念，一个是所谓的螺杆根径变化的渐变度；另一个是所谓的压缩比。,压缩比有二个：一个是几何压缩比(指螺杆)，另一个是物理压缩比(指塑料)。设计螺杆时，应使几何压缩比大于物料的物理压缩比。,一、螺杆,第二节挤出机结构,4螺杆的分段及各段参数的确定,（二）螺杆结构,第5章注射机,(3)均化段,均化段有两个重要参数，即螺槽深度h3和均化段长度L3，影响均化段的螺槽深度h3和长度L3的因素比较多，尚难以用理论计算的方法决定仍以经验方法确定：,h3=(0025006)Db,L3=（20%25%）L,一、螺杆,4螺杆的分段及各段参数的确定,5螺杆与料筒间隙的确定,（二）螺杆结构,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,一、螺杆,（二）螺杆的结构,6螺杆其它参数的确定,螺杆直径Db、螺距s和升角之间的关系为。当其中两个参数确定后，另一个参数即确定。为了便于机械加工，取Dbs，则=1742。30度左右适用于粉状物料，17左右适用于圆柱形物料，15左右适用于方块状物料。螺纹棱部宽度e，通常取e=(0.080.12)Db。,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,一、螺杆,（三）螺杆头部结构,图5-10常见螺杆头部形状,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,螺杆是在高温、有一定腐蚀、强烈磨损、大扭矩等情况下工作的，因此，螺杆必须由耐高温、耐磨损，耐腐蚀、高强度的优质材料做成。常用的螺杆材料有45钢、40Cr、渗氮钢38CrMoAl,一、螺杆,（四）螺杆材料,常规全螺纹三段螺杆存在的问题,(1)加料段存在的问题,(2)熔融(压缩)段存在的问题,(3)均化段存在的问题,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,常见新型螺杆简介,(1)分离型螺杆,1)分离型螺杆的基本结构,2)分离型螺杆的工作原理,3)分离型螺杆的工作特性,挤出物均匀,一、螺杆,所谓新型螺杆，是相对于常规全螺纹三段螺杆而言的。由于生产实践中常规螺杆存在一些问题，在不断改进常规螺杆的基础上发展起来的螺杆，统称为新型螺杆。,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,图5-12分离型螺杆工作原理示意图,分离型螺杆结构1固相槽2液相槽3主螺纹4副螺纹,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,(2)屏障型螺杆,1)屏障型螺杆的基本结构,2)屏障型螺杆的工作原理,一、螺杆,分离型螺杆与屏障型螺杆的对比a)分离型螺杆b)直槽屏障型螺杆,常见新型螺杆简介,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,(3)分流型螺杆,分流型螺杆是在常规的螺杆的某一段上设置分流元件(如：凸起的销钉、沟槽或孔道)，将螺槽内的料流反复分割，以改变物料的流动状况，促进熔融，增强混炼和均化的一种新型螺杆。,一、螺杆,常见新型螺杆简介,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,(4)组合螺杆,在发展各种螺杆元件的基础上，同时也出现了组合螺杆。这种螺杆不是一个整体，而是由不同职能的螺杆元件所组成。也就是说，它是一种可以根据不同改变螺杆元件数目和组合顺序可以得到各种特性的螺杆，突破了传统常规全螺纹三段螺杆的框框，不再是三段螺杆。这是螺杆设计中的一大进步。它的最大特点:是适应性强，专用性也强，易于获得最佳的工作条件，在一定程度上解决了“万能”和“专用”之间的矛盾。因此，它也得到了越来越广泛的应用。但这种螺杆设计较复杂，在直径较小的螺杆上很难采用。,一、螺杆,常见新型螺杆简介,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,3新型螺杆设计和选择中应注意的问题,(1)首先必须确切地弄清各种新型螺杆的工作原理以及适用场合,(2)选择理想的混炼元件和剪切元件的位置,(3)螺杆的熔融能力必须和计量(均化)能力及输送能力相匹配,一、螺杆,常见新型螺杆简介,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,二、料筒,料筒和螺杆共同组成了挤出机的挤压系统，完成对塑料的固体输送、熔融和定压定量的挤出。和螺杆一样，料筒也是在高压、高温、严重磨损、有一定腐蚀的条件下工作的。料筒上还要设置加热冷却系统和安装机头。此外，料筒上还须开加料口。,（一）料筒的结构,1整体式料筒,2组合(分段)式料筒,3双金属料筒,4料筒的新型结构,(1)衬套式料筒,(2)浇铸式料筒,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,图5-11整体式料筒,二、料筒,1.整体式料筒,该料筒是整体材料上加工出来的，容易保证较高的制造精度，可以简化装配工作，料筒受热均匀，应用较多。但料筒长度大，加工要求较高。对加工设备的要求也很严格，料筒内表面磨损后难以修复。,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,图5-12组合(分段)式料筒,二、料筒,衬套式料筒图,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,几种新型料筒结构,二、料筒,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,加料口的结构与开设位置,加料口的结构必须与物料的形状相适应，应使物料能从料斗或加料器中自由地、高效地加入料筒而不产生架桥中断现象。加料口的结构形式很多，图所示加料口的形状(俯视)多为矩形的，其长边平行于料筒轴线，长度约1.31.8倍螺杆直径。圆形加料口主要用于设置机械搅拌器强制加料的场合。,二、料筒,加料口断面形状,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,料筒与机头的连接形式,机头与料筒的连接形式，通用的是铰链螺钉连接，如图所示，这种连接方式虽然结构复杂些，但拆装机头快速方便。此外，还有螺钉连接(如图b所示)、剖分连接(如图c所示)、冕形螺母连接(如图d所示)。,二、料筒,机头与料筒的连接形式,a)铰链连接b)螺钉连接c)剖分连接d)冕形螺母连接,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,三、分流板与过滤网,其作用是使料流由螺旋运动变为直线运动；阻止未熔融物料和杂质通过口模；增加料流压力，使制品更加密实。,图5-14所示为目前常用的结构简单、制造方便的干板式分流板。,螺杆头部和口模之间有一个过渡区，物料流过这一区域时，其流动形式要发生变化。,图5-14分流板,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,1-加热器2-分流板密封套筒3-止推环4-调节螺钉5-紧固螺母6-滑动板7-密封环衬垫8-分流板9-分流板前面密封套筒10-本体11-调节螺母,图所示为滑动式换网器(不停车换滤网)的结构,三、分流板与过滤网,滑动式换网器,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,加料装置的作用是给挤出机供料。它一般由料斗部分和上料部分所组成。料斗装于挤出机的加料座上，将物料不断地供给挤出机。上料部分主要是将物料输送到料斗上，不断地向料斗补充物料。普通料斗如图5-15所示如图5-16a所示为弹簧上料器如图5-16b所示为鼓风上料器,图所示为料位控制装置示意图,图5-17所示为强制加料装置,四、加料装置,图5-15普通料斗料斗盖2视镜孔3开合门,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,图5-16b鼓风上料器1旋风分离器2料斗3加料器4鼓风机,图5-16a弹簧上料器,四、加料装置,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,1手轮2弹簧3锥齿轮4料斗5加料螺旋6料筒7螺杆,图5-17螺旋强制加料装置,四、加料装置,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,图示料位控制装置示意图,四、加料装置,1-手动开关2-切换开关3-电磁开关4-旋转加料器5-送料管6-上限料位计7-料斗8-下限料开关,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,五、加热冷却系统,挤出机加热方法通常有三种：液体加热、蒸汽加热和电加热。其中以电加热用得最多。电加热又可分为电阻加热和感应加热。加热器功率的确定：挤出机加热功率因理论计算方法不成熟，故目前多用经验公式或类比法确定。我国挤出机有系列标准推荐的加热功率和加热段数。,图5-21感应加热器与采用冷却装置的结构1线圈2风环3料筒,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,一、保证料筒内物料温度不至于过高而引起物料(特别是热敏性塑料)分解；二、加料段和料斗座等部位设置冷却系统是为了加强固体物料的输送能力。,1料筒的冷却料筒的冷却方法常用的有两种：即风冷和水冷。,2料斗座的冷却加料斗座一般用水冷却,3螺杆冷却螺杆冷却的目的主要是为了有利于加料段物料的输送，同时也防止塑料在均化段因过热而分解。一般情况下，螺杆多采用水冷。,五、加热冷却系统,冷却作用：,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,几种常用的水冷却装置结构图,五、加热冷却系统,图5-22螺杆的冷却系统,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,温度的测量与控制,温度是挤出过程最主要的参数之一，它直接影响到挤出成型全过程。温度的控制方法一般是按照测量、调节操作、目标控制等顺序形成闭环控制系统。即测出控制对象(料筒、机头等)的温度，找出它与给定温度的误差，修改执行元件的操作量(执行元件是指加热、冷却系统)，使被控制对象的温度维持在一定值,1.温度的测量,挤出机的温度测量元件常用热电偶。一般热电偶安装在机头和料筒各控制段的中间，使物料和料筒直接接触测温元件。,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,热电偶将温度变化值以电压的(电压变化量)形式输出到显示仪表和控制装置。温度显示仪表常见的有：可动线圈式示温仪、电位差式自动平衡示温仪等。目前，温度显示可以用数字显示,温度的测量与控制,1.温度的测量,目前温度定值控制方法主要有以下三种：,1位式调节,2时间比例控制,3比例(P)积分(I)微分(D)调节,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,物料压力的测量与控制,物料压力的测量方法很多，有机械式测压表、液压式测压表、气动测压表、电气测压表(称电测式测压计),1.物料压力的测量,压力可以通过改变物料输送过程中的过流截面面积(改变流道阻力)进行调节。1、径向调节；（如a、b图）2、轴向调节；（如C图）,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,传动系统,传动系统是挤出机的主要组成部分之一。它的作用是驱动螺杆，并使螺杆具备一定的工作特性。,挤出机的工作特性,所谓挤出机的工作特性，是指螺杆的转速与驱动功率之间的关系。,常用传动系统一般由原动机、调速装置和减速装置所组成当然这三者并不是截然分开的。如有的原动机(直流电动机、整流子电动机等)其自身即可调速，因而不必另外配置调速装置。,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,挤出机驱动功率和转速范围的确定,1挤出机驱动功率的确定,（1）用经验公式来进行驱动功率估算的,（2）据我国ZGB9500988标准中推荐的数据确定驱动功率,P挤出机的驱动功率，单位为kW；Db螺杆直径，单位为cm；N螺杆转速，单位为rmin；K系数。它可根据实验和统计分析进行。目前对Db90mm的挤出机，一般K0.00354；对Db90mm的挤出机，K0.008,传动系统,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,挤出机驱动功率和转速范围的确定,2挤出机转速范围及其确定,对挤出机的速度要求有两个方面，一是能无级调速，二是应有一定的调速范围。前者是为了适应生产中，往往需要通过改变螺杆转速和其它可变因素来控制挤出质量及与辅机配合一致；后者是针对挤出机应具有适应各种加工。大多数挤出机调速范围为1：6，而对通用性较大和小型挤出机可取大一些(取1：10)，对专用挤出机的转速范围可取小些。,目前国内的挤出机加工一些制品时，其螺杆所使用的线速度为：HPVC管、板、丝：V36m/min。SPVC管、板、丝：V69m/min。薄膜：V1618m/min。,传动系统,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,转速的控制,挤出机螺杆转速控制是挤出机控制过程中的重要环节。由于螺杆转速的工作稳定性直接影响挤出量，若螺杆转速因外界干扰而引起波动，则直接引起挤出量的波动。因此，挤出机一般都采用闭环控制系统。,传动系统,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,过载保护和其它安全防护,为了使挤出机在出现过载时机器(特别是螺杆和电动机)不致损坏，以保证生产能顺利地进行，在挤出机上设置了过载保护和安全保护装置。一般挤出机上有电气保护装置和机械保护装置两种方式。前者是通过电气控制系统中设置过电流继电器，当挤出机过载时，过电流继电器动作，使电源切断,从而保护电动机和螺杆。后者大多数采用剪切销(或安全键)。,传动系统,第5章注射机,第二节挤出机的挤压系统及控制系统,挤出成型辅机,由于挤出成型的制品种类较多，挤出成型辅机的种类也相应较多，根据生产的制品的不同可大致分为：挤管辅机(包括挤出硬管和软管辅机)；挤板辅机；挤膜辅机；吹塑薄膜辅机；吹塑中空制品辅机；涂层辅机；电缆电线包层辅机；拉丝辅机；薄膜双轴拉深辅机；造粒辅机等。各种辅机一般均由以下五个基本环节组成：定型冷却牵引切割卷取(堆放),辅机的作用是将从机头挤出来的己初具形状和尺寸的高温熔体通过冷却，并在一定装置中定型下来。再通过进一步冷却，使之由高弹态最后转变为室温下的玻璃态，而获得合乎要求的制品。,第5章注射机,第三节挤出机的辅机,塑料薄膜是最常见的一种塑料制品。它可以用挤出法、压延法、流涎法生产。用挤出法生产薄膜，又可分挤出吹塑法和狭缝机头直接挤出法两种。,薄膜吹塑成型过程是这样进行的(见图5-25),吹塑薄膜工艺根据挤出物料方向的不同可分为上吹法、下吹法、平吹法三种。,第5章注射机,吹塑薄膜辅机,第三节挤出机的辅机,图5-25挤出成型工艺流程原理图a)挤管(硬管)b)挤臂(软管)c)挤板d)吹塑薄膜机头1定型2冷却3冷却4牵引5切割6卷取(或堆放),第5章注射机,图5-26吹塑薄膜装置示意图1进气管2卷取辊3风环4牵引辊5牵引架6人宇板7膜管8机头9挤出机,图5-27薄膜的下吹法1挤出机2膜管3人字板4牵引辊5卷取装置,第5章注射机,图5-28薄膜的平吹法1挤出机2膜管3人字板4牵引辊5导辊6卷取装置,吹塑薄膜辅机机头,吹塑机头对薄膜质量有很重要的影响。机头结构形式有很多种，常见的有芯棒式机头、螺旋机头、古字形机头。目前还发展了旋转机头和复合机头。,第5章注射机,第三节挤出机的辅机,为了便于描述吹胀和牵伸过程在此引入两个重要概念，即吹胀比和牵伸比。1吹胀比吹胀后的膜管直径与机头环形口模直径之间的比称为吹胀比。2牵伸比牵引辊的牵引速度和机头口模处物料的挤出速度之比称为牵伸比。,吹胀和牵伸装置,吹塑薄膜辅机,第5章注射机,第三节挤出机的辅机,薄膜冷却定型装置是吹塑薄膜辅机的重要组成部分，它对薄膜生产产量和质量有很大的影响。目前，随着高效高速挤出机的出现，要提高产量，关键在于如何提高冷却定型装置的冷却效果，这已被实践所证明。目前冷却定型装置种类繁多，按冷却部位不同可分外冷和内冷，即在膜管外表面进行冷却和在膜管内表面进行冷却两大系统。按冷却介质不同可分为空气冷却和水冷。,冷却定型装置,吹塑薄膜辅机,第5章注射机,第三节挤出机的辅机,图5-30所示为吹塑薄膜生产过程中采用风环外冷情况。冷却介质(空气)通过鼓风机风环4以一定的速度和角度吹向刚从机头引出的塑料膜管，当高温的塑料薄膜与从风环出来的冷却介质相接触，在薄膜与冷却介质的温差作用下，薄膜的,冷却定型装置,1普通风环的结构,2风环的安装,3双风口减压风环,吹塑薄膜辅机,第5章注射机,第三节挤出机的辅机,图5-30吹塑薄膜风环冷却流程图,1牵引辊2人字板3膜管4风环5机头,第5章注射机,吹塑薄膜辅机,第三节挤出机的辅机,图5-51普通风环,1风环盖2进风口3风环体4风室,第5章