挤出成型原理2..

1、第七章tF挤出成型原理、7rl、Extrusion Theory7.2 单螺杆挤出机基本结构及作用g压系统（挤出系统）一关键部三】加热、冷却系统单螺杆挤出机nrmiiiiiiHiHiiiiiir 耐 i NiflM挤压系统的组成及作用组成：加料装置.料筒、螺杆、机头、口模等加料装置的作用是给挤出机供料。它一般由料斗部 分和上料部分组成。料斗的容积约为挤出机 1 1.5 小时的挤出量加料方式分为重力加料和强制加料上料方法有弹簧上料、鼓风上料、真空上料、运 输带传送及人工上料等。根据需要还可配有保温夹套、定时定量自动加料 装置以及可视装置等。AwrnfiiiiitiiTn料筒工作环境：料筒是在高压

2、、高温、严重的磨损.一定 的腐蚀条件下工作的。材质：45 号钢、40Cr、38CrMoAL 等。传热（加热或冷却）、配合螺杆加强塑化整体料筒：较高的制造精度和装配精度,化装配工作，热量沿轴向分布比较均匀。姐合料筒：便于改变料筒长度，利于 设置排气段；但破坏了料筒加热的均 匀性，增加了热损失。也不便于加热 冷却系统的设置和维修料筒结构X VH nrnrniTTIrrnriTWiHlfliil双金H料筒： 为了既能满足料筒 对材质的要求，又能节省贵重材 料，不少料筒在一般碳素钢或铸 钢的基体内部镶一合金钢衬套。提咼固体输送率丄、料筒加料段内壁开设纵向沟槽；2、 将加料段靠近加料口处的一 段料筒内壁

3、做成锥形；3、 强制冷却加料段料筒螺杆普通噱杆的基本结螺杆直径是一个重要参量，它在一定意义上表征挤出机挤出量的大小。D f ,加工能力 t o 挤出机生产率BD2我国挤出机标准所规定的螺杆直径系列为： 30、 45、 65、(85) 90、(115)120、150、200。螺杆直径的大小一般根据所加工制品的断面尺寸、加工 塑料的种类和所要求的生产率来确定。螺杆的长径比是螺杆的重要参数之一。若将它与螺杆转I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。1)长径比加大后，螺杆的长度增加，塑料在料筒中停留的 时间长，塑化得更充分更均匀，故可以保证产品质量。2)在此前提下，可以提高螺杆的转

4、数.从而提高挤出量。1)长径比加大后，因自重而弯曲，功耗增大；螺杆、料筒的加工和装配都比较困难和复杂，2)长径比加大后，物料可能发生热降解AVHTTn n 1111111111H LiUn/Mi liUd ili螺杆结构参数螺杆直径D螺杆外径d螺杆根径螺杆长径比单螺杆的长径比有一个由小到大的发展趋势， 50 年代一般为 1820, 60年代为 2&28,目前为 30 左右。压缩比（25）作用：是将物料压缩，排除气体，建立必要的压力，保证物 料到达螺杆末端时有足够的致密度。几何压缩比：螺杆加料段第一个螺槽与均化段最后一个螺槽的容积比:物理压缩比：物料加工之前的松密度与均化段熔体密度之比。

5、设计原则：应使几何压缩比大于物理压缩比获得压缩比的方法：等距变深螺槽、等深不等距螺槽、不等 深不等距螺槽、锥形螺杆等方法。其中等距不等深螺槽的办空 法易于进行机械加工，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 ,传热效率t,混合及塑化效率t,生产率 I o 故热敏性塑料（如 PVC）宜用深 螺樓，而熔体粘度低且热稳定性好 的塑料 （如聚酰胺等）宜用浅螺槽 0 t ,出料快，生产能力 f ,但停时间短，塑化 I O实验证明，物料形状不同，对加 料段的螺纹升角要求也不一样。 1）0=30

6、左右适于粉料，2） 0=17左右适于柱料,3） 8=15。左右适于方块料。 出于机械加工的方便，一般取 D 二 S,0 =17 40。冷文辰埠”彳査*炬螺旋升角e螺纹棱部宽度e1 ) e 太小会使漏流增加，而导 致产量降低，特别是对低粘度的 熔体来说更是如此。2) e 太大会增加螺棱上的动力 消耗，有局部过热的危险。3)般取 e= (0. 08-0. 12) D。 6 = (0.0030. 005) D 直径螺杆和料筒的间隙 6 的选取是一个 综合性的问题，必须结合各方面的因素 综合考虑被加工物料的性质。(如热敏性与非 热敏型物料)A FTn H111 i 11111111 i Iillfli

7、期机头阻力情况。阻力越大间隙越小。-.一 一 _ fl id大者取小值，小者取大值。螺杆与料筒间隙込ijqn一凹“nf螺杆头部结构当塑料熔体从螺旋槽进入机头流道时，其料流形式急剧 改变，由螺旋带状的流动变成直线流动。为得到较好的挤 出质量。要求物料尽可能平稳地从螺杆进入机头，尽可能 避免局部受热时间过长而产生热分解现象。这与螺杆头部形状、 螺杆末端螺纹的形状以及机头体中流道的设计和分 流板的设计等有密切关系。1、当塑料为硬塑料、粉状、结晶塑料时，螺杆长径比大小的选择？2、何谓螺杆几何压缩比？为什么要有压缩比？在螺杆结构上如何实现?螺杆头部常设计为锥形或半如鱼雷头等.常规全螺纹三段螺杆当物料沿螺

8、杆前移时，螺杆会对物料产生输送、传热塑化 和混合均化等作用。根据物料的变化特征，可把螺杆分为加 料段（输送段）、压缩段（熔化段）和均化段（计量段）加料段加料段的作用是输送物料给压缩段和均化段。 物料受热软化，受压前移，无压缩（可等距等深）， 产生固体输送.加料段的长度一般取（310）D,与物料种类有关：结晶 性塑料硬质无定形塑料软质无定形塑料。对于结晶性塑 料，加料段长度一般取为螺杆全长的 6065%O螺杆的输送能力与螺杆的几何参数和固体输送角有关。AVFTTmTl I i 1111111 HI加料段的核心问题是输送能力。由E3体输送理论得知,塑料在普通单螺杆挤出机中的挤出过程压缩段压缩段的作

9、用是压实物料（压缩比），排出空气以及 熔化物料。压缩段的长度，主要与塑料的熔点等性能有关。如熔化温度范围宽（PVC）,压缩段最长；而熔化温度很窄（PA）,压缩段很短，甚至只有一个螺距的长度。按照传统的说法，常规全螺纹三段螺杆分为渐变型螺杆和突变型螺杆。所谓渐变型螺杆是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺 槽的过渡，是在一个较长的螺杆轴向距离内完成的。AIM 111H11 i 111111 r 111 LVMAHIDlfl螺杆型式的确定（町癩变霰缪杆b）癸变醴蝶杆渐变型螺杆可等距不等深，也可等深不等距；变化范 对大多数物料能够提供较好的热传导，传热均匀，效果 好。大多用于无定形塑料的加工，适用于热敏性塑料， 对物料的剪切作用较小，而且可以控制，其混炼特性不 是很高， 所谓突变型螺杆的指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的 过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。突变螺杆由于具有较短的压缩段，有的甚至只有(12) Do对物料能产生巨大的剪切，故适用于粘度低、具有突变熔 点的塑料，如尼龙、聚烯婭。工的 H11H I i 1111 Id I 耐 iifl*均化段内，也可局限于压缩段。可在全螺杆范该段的作用是