第五章 塑料挤出成型设备

1、第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备 5.1 5.1 概述概述 5.2 5.2 挤出机的工作过程及控制参数挤出机的工作过程及控制参数 5.3 5.3 挤出机的主要零部件挤出机的主要零部件 5.4 5.4 挤出机的其它零部件挤出机的其它零部件 5.5 5.5 挤出机的控制挤出机的控制 5.6 5.6 挤出成型辅机挤出成型辅机 5.7 5.7 双螺杆挤出机双螺杆挤出机第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.1 5.1 概述概述 挤出成型挤出成型：生产具有相同截面形状而长度任意的塑料制品：生产具有相同截面形状而长度任意的塑料制品（如管

2、、棒、板及各种异型材等）的成型加工方法；挤出（如管、棒、板及各种异型材等）的成型加工方法；挤出成型制品的产量居首位。成型制品的产量居首位。5.1.1 5.1.1 塑料挤出成型特点和应用塑料挤出成型特点和应用 特点特点：挤出生产过程是连续的；挤出生产过程是连续的；生产效率高，应用范围广；生产效率高，应用范围广；投资少，见效快。投资少，见效快。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.1.2 5.1.2 塑料挤出成型过程和挤出成型设备的组成塑料挤出成型过程和挤出成型设备的组成 挤出成型过程挤出成型过程：塑料（粒状或粉状）塑料（粒状或粉状）=加热熔融加热熔融=挤出模具挤出模具=挤出型挤出型坯

3、坯=冷却定型冷却定型=挤出制品挤出制品 挤出主机的组成挤出主机的组成：挤出系统挤出系统传动系统传动系统加热冷却系统加热冷却系统机身等机身等第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.1.2 5.1.2 塑料挤出成型过程和挤出成型设备的组成塑料挤出成型过程和挤出成型设备的组成 挤出辅机的组成挤出辅机的组成：机头机头定型装置定型装置冷却装置冷却装置牵引装置牵引装置切割装置切割装置卷取装置等卷取装置等第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.1.3 5.1.3 挤出机的分类挤出机的分类 按挤出螺杆数量分类按挤出螺杆数量分类 无螺杆挤出机（如柱塞无螺杆挤出机（如柱塞式挤出机）式挤出机）单

4、螺杆挤出机锻造液压单螺杆挤出机锻造液压机机双螺杆挤出机双螺杆挤出机多螺杆挤出机多螺杆挤出机 按螺杆的空间位置分类按螺杆的空间位置分类卧式挤出机卧式挤出机立式挤出机立式挤出机 按螺杆转速分类按螺杆转速分类普通挤出机普通挤出机高速挤出机高速挤出机超高速挤出机超高速挤出机 按挤出系统可否排气按挤出系统可否排气分类分类排气式挤出机排气式挤出机非排气式挤出机非排气式挤出机 按设备装配结构分类按设备装配结构分类整体式挤出机整体式挤出机组合式挤出机组合式挤出机 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.1.4 5.1.4 单螺杆挤出机的技术参数及型号单螺杆挤出机的技术参数及型号 单螺杆挤出机的技术参

5、数单螺杆挤出机的技术参数螺杆直径螺杆直径Db（系列：系列：2020、3030、4545、6565、9090、120120、150150、165165、200200、250250、300300等）等） 螺杆的长径比螺杆的长径比L/Db螺杆的转速范围螺杆的转速范围主螺杆的电机功率主螺杆的电机功率机器的生产能力机器的生产能力名义比功率名义比功率螺杆的主参数螺杆的主参数（分段、槽深、压缩比、螺距、螺纹升角、螺纹线（分段、槽深、压缩比、螺距、螺纹升角、螺纹线数、螺棱宽度、螺槽宽度等）数、螺棱宽度、螺槽宽度等）加热段数等加热段数等第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.1.4 5.1.4 单螺杆

6、挤出机的技术参数及型号单螺杆挤出机的技术参数及型号 塑料挤出机的型号塑料挤出机的型号例例：主机主机SJ-150SJ-150 表示螺杆直径表示螺杆直径150mm150mm，长径比为，长径比为2020：1 1的塑料的塑料挤出机。挤出机。辅机辅机SJ-FM1700SJ-FM1700表示上表示上吹法、牵引辊筒工作长度为吹法、牵引辊筒工作长度为1700 1700 mmmm的塑料吹塑薄膜辅机，其中的塑料吹塑薄膜辅机，其中FMFM为辅机代号。为辅机代号。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.2 5.2 挤出机的工作过程及控制参数挤出机的工作过程及控制参数5.2.1 5.2.1 挤出机的工作过程挤

7、出机的工作过程第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.2.2 5.2.2 挤出成型过程的控制参数挤出成型过程的控制参数 挤出成型过程的参数挤出成型过程的参数：温度、压力、挤出速率（或称挤出：温度、压力、挤出速率（或称挤出量、产量）和能量（或称功率）。量、产量）和能量（或称功率）。1.1.温度温度塑料（粒料或粉料）从塑料（粒料或粉料）从玻璃态玻璃态= 粘粘流态流态，再由，再由粘流态粘流态= 玻璃态玻璃态( (制品制品) )要经历一个复杂的要经历一个复杂的温度变化过程温度变化过程。物料物料的温度轮廓曲线、的温度轮廓曲线、料筒料筒的温度的温度轮廓曲线和轮廓曲线和螺杆螺杆的温度轮廓曲线是的温

8、度轮廓曲线是不同的。不同的。温度相对于时间是一个变化的值，温度相对于时间是一个变化的值，且变化有一定的周期性且变化有一定的周期性( (称为物料流称为物料流动方向的动方向的温度波动温度波动) )。垂直于物料流动方向的截面内各点垂直于物料流动方向的截面内各点之间也有温差（称为之间也有温差（称为径向温差径向温差）。）。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.2.2 5.2.2 挤出成型过程的控制参数挤出成型过程的控制参数2.2.压力压力压力建立压力建立：螺槽深度的改变，分流：螺槽深度的改变，分流板、过滤网和机头等产生的阻力。板、过滤网和机头等产生的阻力。压力影响因素压力影响因素：塑料材料、

9、机头、：塑料材料、机头、分流板、过滤网的变化、加热冷却分流板、过滤网的变化、加热冷却系统的稳定性、螺杆转速的变化等，系统的稳定性、螺杆转速的变化等，其中螺杆和料筒的结构影响最大。其中螺杆和料筒的结构影响最大。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.2.2 5.2.2 挤出成型过程的控制参数挤出成型过程的控制参数3.3.挤出速率挤出速率挤出速率挤出速率：表征设备生产率的高低。：表征设备生产率的高低。影响因素影响因素：机头类型、螺杆与料筒结构、螺杆转速、加热冷却系统：机头类型、螺杆与料筒结构、螺杆转速、加热冷却系统和物料的性质等。和物料的性质等。挤出速率也有挤出速率也有波动波动，它与螺杆

10、转速、螺杆结构、温控系统的性能、，它与螺杆转速、螺杆结构、温控系统的性能、加料情况等有关。加料情况等有关。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.3 5.3 挤出机的主要零部件挤出机的主要零部件5.3.1 5.3.1 螺杆螺杆 挤出机的生产能力、塑化质量、熔体温度、动力消耗等，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。主要取决于螺杆性能。1.1.评价螺杆性能的标准和设计螺杆应考虑的因素评价螺杆性能的标准和设计螺杆应考虑的因素 螺杆性能评价标准螺杆性能评价标准：塑化质量塑化质量产量产量名义比功率单耗名义比功率单耗适应性适应性制造的难易制造的难易第五章第五章

11、塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.3 5.3 挤出机的主要零部件挤出机的主要零部件5.3.1 5.3.1 螺杆螺杆1.1.评价螺杆性能的标准和设计螺杆应考虑的因素评价螺杆性能的标准和设计螺杆应考虑的因素 螺杆设计中应螺杆设计中应考虑的因素：考虑的因素：物料特性及挤出时原料的几何形状、尺寸、温度状况物料特性及挤出时原料的几何形状、尺寸、温度状况机头的结构形状和阻力特性机头的结构形状和阻力特性料筒的结构形式和加热冷却情况料筒的结构形式和加热冷却情况螺杆转速螺杆转速挤出机的用途挤出机的用途第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.3.1 5.3.1 螺杆螺杆2.2.常规全螺纹三段式螺杆设计

12、常规全螺纹三段式螺杆设计全螺纹三段式螺杆：全螺纹三段式螺杆：加料段加料段、压缩段压缩段、均化段均化段三段螺纹组成三段螺纹组成 螺杆设计螺杆设计：螺杆类型、直径和长径比、螺杆分段及各段参数、螺杆：螺杆类型、直径和长径比、螺杆分段及各段参数、螺杆与料筒间隙的确定等。与料筒间隙的确定等。（1 1）螺杆类型的确定）螺杆类型的确定分类：分类：渐变型渐变型和和突变型突变型渐变型渐变型：多用于非结晶型塑料的：多用于非结晶型塑料的加工，对物料剪切作用较小，混加工，对物料剪切作用较小，混炼特性不高，适用于热敏性塑料炼特性不高，适用于热敏性塑料及部分结晶性塑料。及部分结晶性塑料。突变型突变型：压缩段较短，对物料有

13、：压缩段较短，对物料有强烈剪切作用，适用于熔点突变、强烈剪切作用，适用于熔点突变、粘度低的塑料，如粘度低的塑料，如PAPA、PPPP、PEPE等，等，对高粘度料易局部过热，不适于对高粘度料易局部过热，不适于PVCPVC等热敏性塑料的加工。等热敏性塑料的加工。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备2.2.常规全螺纹三段式螺杆设计常规全螺纹三段式螺杆设计（2 2）螺杆直径的确定）螺杆直径的确定螺杆直径能表征挤出机螺杆直径能表征挤出机挤出能力挤出能力的大小。的大小。螺杆螺杆直径大小直径大小的确定：一般根据所加工制品的断面尺寸、加工塑料的确定：一般根据所加工制品的断面尺寸、加工塑料的种类、所

14、需的挤出量来确定。的种类、所需的挤出量来确定。（3 3）螺杆长径比的确定）螺杆长径比的确定长径比大长径比大：螺杆长度增加，塑化质量高；提高螺杆转速可提高挤出：螺杆长度增加，塑化质量高；提高螺杆转速可提高挤出量，挤出机适用性加强，扩大加工范围。但螺杆、料筒的加工和装量，挤出机适用性加强，扩大加工范围。但螺杆、料筒的加工和装配较困难，成本增高。螺杆太长易变形、磨损，影响挤出机寿命。配较困难，成本增高。螺杆太长易变形、磨损，影响挤出机寿命。 常用的常用的长径比范围长径比范围在在20203030之内。之内。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备2.2.常规全螺纹三段式螺杆设计常规全螺纹三段式螺

15、杆设计（4 4）螺杆的分段及各段参数的确定）螺杆的分段及各段参数的确定 加料段加料段：核心是输送能力问题。：核心是输送能力问题。 螺纹升角螺纹升角：从物料最大输送能力出发，：从物料最大输送能力出发，=30=30为最佳；实际为了为最佳；实际为了便于加工，一般取螺纹升程（螺距）便于加工，一般取螺纹升程（螺距）S等于螺杆直径等于螺杆直径Db，此时螺纹升，此时螺纹升角角=17=174242。螺槽深度螺槽深度h1：要考虑螺杆机械强度和物料的物理压缩比大小。：要考虑螺杆机械强度和物料的物理压缩比大小。加料段长度加料段长度L1：根据经验选取：根据经验选取 对非结晶型塑料：对非结晶型塑料：L1=（0.10.2

16、5）L 对结晶型塑料：对结晶型塑料：L1=（0.30.65）L 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备2.2.常规全螺纹三段式螺杆设计常规全螺纹三段式螺杆设计（4 4）螺杆的分段及各段参数的确定）螺杆的分段及各段参数的确定 压缩段压缩段：进一步压实和熔融物料。：进一步压实和熔融物料。压缩段压缩段螺杆参数螺杆参数：螺杆根径变化的：螺杆根径变化的渐变度（渐变度（A）和和压缩比（压缩比（）。渐变度渐变度起着加速熔融的作用，应当使渐变度与固体床的熔融速率相起着加速熔融的作用，应当使渐变度与固体床的熔融速率相适应。适应。压缩比压缩比的作用与渐变度相同，将物料压缩，排除气体，建立必要的的作用与渐变

17、度相同，将物料压缩，排除气体，建立必要的压力，使物料加速熔融。设计时几何压缩比应压力，使物料加速熔融。设计时几何压缩比应大于大于物料的物理压缩物料的物理压缩比（参见表比（参见表5-55-5）。）。压缩段长度压缩段长度L2：以经验法确定，它与塑料的性质有关。：以经验法确定，它与塑料的性质有关。 对于对于非结晶型非结晶型塑料：塑料：L2=（0.50.6）L 对于对于结晶型结晶型塑料：塑料：L2=（35）Db 231LhhA3311)()(hhDhhDbb第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备2.2.常规全螺纹三段式螺杆设计常规全螺纹三段式螺杆设计（4 4）螺杆的分段及各段参数的确定）螺杆的

18、分段及各段参数的确定 均化段均化段：将已熔融的塑料定压、定量、定温地挤入机头。：将已熔融的塑料定压、定量、定温地挤入机头。 螺槽深度螺槽深度h3：按经验法取：按经验法取h3=（0.0250.06）Db ；对于螺杆直径较小；对于螺杆直径较小者，加工粘度低，热稳定性较好的塑料，或机头压力大者，取小值；者，加工粘度低，热稳定性较好的塑料，或机头压力大者，取小值；反之取大值。反之取大值。 均化段长度均化段长度L3：按经验法取：按经验法取L3 =（0.20.25）L；对于热敏性塑料，对于热敏性塑料，如如PVCPVC，L3取短些。对于高速挤出，取短些。对于高速挤出，L/ Db要取大些，相应要取大些，相应L

19、3取大些，取大些，以适应其定量定压挤出和进一步均化作用的要求。以适应其定量定压挤出和进一步均化作用的要求。 （5 5）螺杆与料筒间隙）螺杆与料筒间隙0的确定（参见表的确定（参见表5-65-6） 对不同的物料，应选择不同的对不同的物料，应选择不同的0值。值。热敏性料热敏性料（PVCPVC） 0应选得大一些；对于应选得大一些；对于低粘度非热敏性低粘度非热敏性塑料，塑料，0应当尽量小，以增加剪切作用，减少漏流。应当尽量小，以增加剪切作用，减少漏流。0太小时太小时，螺杆磨损加剧，也不利于正常工作。，螺杆磨损加剧，也不利于正常工作。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备2.2.常规全螺纹三段式螺

20、杆设计常规全螺纹三段式螺杆设计（6 6）螺杆其它参数的确定）螺杆其它参数的确定 螺杆螺杆螺纹线数螺纹线数：单线、双线或多线：单线、双线或多线多线螺纹螺杆多线螺纹螺杆：塑化质量较好，多用于挤出软管和薄膜，但易造成：塑化质量较好，多用于挤出软管和薄膜，但易造成熔体压力波动，一般挤出机多采用单线螺纹的螺杆。熔体压力波动，一般挤出机多采用单线螺纹的螺杆。 螺纹螺纹棱部宽度棱部宽度e：通常取：通常取e=（0.080.12）Db。e e太小：漏流增加导致产量降低；太小：漏流增加导致产量降低；e e太大：增加螺棱上的动力消耗，并且有局部过热的危险。太大：增加螺棱上的动力消耗，并且有局部过热的危险。 第五章第

21、五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备2.2.常规全螺纹三段式螺杆设计常规全螺纹三段式螺杆设计（7 7）螺杆头部结构和螺纹断面形状）螺杆头部结构和螺纹断面形状为提高挤出质量，保证料流平稳，避免物料局部过热分解等，对螺为提高挤出质量，保证料流平稳，避免物料局部过热分解等，对螺杆头部形状应有正确的设计。杆头部形状应有正确的设计。螺杆螺纹螺杆螺纹断面形状断面形状：矩形和锯齿形两种。矩形和锯齿形两种。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备3.3.螺杆材料螺杆材料 选材原则选材原则：螺杆必须选耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高强：螺杆必须选耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高强度的优质钢材制造，而且所选材料还应

22、具有切削性能好，度的优质钢材制造，而且所选材料还应具有切削性能好，热处理残余应力小，热变形小等特点。热处理残余应力小，热变形小等特点。 常用材料常用材料：4545、40Cr40Cr、渗氮钢、渗氮钢38CrMoAl38CrMoAl，以及其它合金，以及其它合金结构钢，如结构钢，如42CrMo42CrMo等。等。 或是在常用材料的螺纹上加（喷涂、堆焊）或是在常用材料的螺纹上加（喷涂、堆焊）耐磨合金耐磨合金，也可采用镀硬铬等技术处理。也可采用镀硬铬等技术处理。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备4.4.新型螺杆新型螺杆（1 1）常规全螺纹三段式螺杆的）常规全螺纹三段式螺杆的不足不足加料段加

23、料段固体输送能力低。固体输送能力低。压缩段压缩段螺槽里同时有固体床和熔池存在，熔融效率低；还存在螺槽里同时有固体床和熔池存在，熔融效率低；还存在较大的压力、挤出速率和温度的波动。较大的压力、挤出速率和温度的波动。均化段均化段仍负有熔融固体物料的作用，对填充料和着色料的混合仍负有熔融固体物料的作用，对填充料和着色料的混合作用小。作用小。（2 2）常见新型螺杆）常见新型螺杆 分离型螺杆分离型螺杆原理原理：用副螺纹将已熔融物料和固体床尽早分离，促进未熔物料更：用副螺纹将已熔融物料和固体床尽早分离，促进未熔物料更快熔融，使已熔物料减少剪切，从而实现较低温下的挤出，在保证快熔融，使已熔物料减少剪切，从而

24、实现较低温下的挤出，在保证塑化质量的前提下提高挤出量。塑化质量的前提下提高挤出量。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备4.4.新型螺杆新型螺杆分离型螺杆结构：分离型螺杆结构：与常规螺杆不同，在加料段末端与常规螺杆不同，在加料段末端设置一条副螺纹设置一条副螺纹，其大径比主螺，其大径比主螺纹小纹小2 2G G，副螺纹始端与主螺纹相，副螺纹始端与主螺纹相交，升程和主螺纹不同。交，升程和主螺纹不同。特性特性：挤出物均匀；生产能力高、：挤出物均匀；生产能力高、功率消耗低；排气性能好；挤出功率消耗低；排气性能好；挤出速率和温度波动均较小，塑化质速率和温度波动均较小，塑化质量好。量好。第五章第五章

25、 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备4.4.新型螺杆新型螺杆 屏障型螺杆屏障型螺杆结构结构：在螺杆的某处：在螺杆的某处设立屏障段设立屏障段，使未熔固体颗粒不能通过，并促，使未熔固体颗粒不能通过，并促使固体料熔融的一种新型螺杆。使固体料熔融的一种新型螺杆。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备4.4.新型螺杆新型螺杆 分流型螺杆分流型螺杆结构结构：在常规螺杆的某一段上在常规螺杆的某一段上设置分流元件设置分流元件（如：销钉、沟槽或孔道等），将料流反复（如：销钉、沟槽或孔道等），将料流反复分割，以改变流动状态，促进熔融，增强混分割，以改变流动状态，促进熔融，增强混炼和均化效果的一种新型螺杆。

26、炼和均化效果的一种新型螺杆。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备4.4.新型螺杆新型螺杆 组合螺杆组合螺杆结构结构：将各种功能元件将各种功能元件（输送、压缩、剪切、混炼、均化元件等）（输送、压缩、剪切、混炼、均化元件等）做成积木式的结构做成积木式的结构，可以根据不同工艺要求，可以根据不同工艺要求组合成完整的螺杆。组合成完整的螺杆。 新型螺杆设计和选择的新型螺杆设计和选择的注意事项注意事项必须弄清各种新型螺杆的工作原理以及必须弄清各种新型螺杆的工作原理以及适用场合适用场合。选择理想的混炼元件和剪切元件的选择理想的混炼元件和剪切元件的位置位置。螺杆的熔融能力必须和计量（均化）能力及输送

27、能力相螺杆的熔融能力必须和计量（均化）能力及输送能力相匹配匹配。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.3.2 5.3.2 料筒料筒1.1.料筒的结构形式料筒的结构形式整体式料筒整体式料筒：易保证较高的制造精度和：易保证较高的制造精度和装配精度。装配精度。分段（组合）式料筒分段（组合）式料筒：便于适应不同长：便于适应不同长径比的螺杆；主要缺点是分段太多时难径比的螺杆；主要缺点是分段太多时难以保证各段的对中。以保证各段的对中。双金属料筒双金属料筒：衬套式料筒和浇铸式料筒：衬套式料筒和浇铸式料筒第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备1.1.料筒的结构形式料筒的结构形式 料筒的新型

28、结构料筒的新型结构在靠近加料段的内表面在靠近加料段的内表面轴向开槽轴向开槽，或加，或加工成锥度并开槽，以提高固体输送率。工成锥度并开槽，以提高固体输送率。在加料口附近的加料段在加料口附近的加料段设置冷却装置设置冷却装置，使物料温度保持在软化点或熔点以下，使物料温度保持在软化点或熔点以下，以保持物料的固体摩擦性质。以保持物料的固体摩擦性质。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备2.2.加料口的结构与开设位置加料口的结构与开设位置 加料口结构必须与物料的形状加料口结构必须与物料的形状相适应相适应，以便物料高效地加入，以便物料高效地加入料筒而不产生架桥中断现象。料筒而不产生架桥中断现象。图图

29、a a用于带状料用于带状料，不宜用于粒，不宜用于粒料或粉料；料或粉料；图图b b、d d、f f为常用的加料口为常用的加料口；图图b b的右侧壁有一倾斜角度，的右侧壁有一倾斜角度，图图d d、f f的左侧壁为垂直面，的左侧壁为垂直面，并向中心线偏移并向中心线偏移1/41/4内径；内径；图图c c、e e结构在结构在简易挤出机简易挤出机上上用得较多。用得较多。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备3.3.料筒与机头的连接形式料筒与机头的连接形式第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.4 5.4 挤出机的其它零部件挤出机的其它零部件5.4.1 5.4.1 传动系统传动系统1.1.

30、挤出机的工作特性挤出机的工作特性它指螺杆的转速与驱动功率之间的关它指螺杆的转速与驱动功率之间的关系。系。ABAB和和BCBC段段直流电动机传动系统的直流电动机传动系统的特性线；特性线；各曲线各曲线加工不同物料的加工不同物料的P P- -n n关系关系曲线曲线；ABAB段段：P P与与n n成线性关系，直线的斜率就表示螺杆的扭矩成线性关系，直线的斜率就表示螺杆的扭矩Mt。调速时。调速时随着转速的提高，随着转速的提高，Mt保持不变，称这种调速为保持不变，称这种调速为恒扭矩调速恒扭矩调速。BCBC段段：水平（近似）线，表示调速时随着转速：水平（近似）线，表示调速时随着转速n n的提高，电动机的驱的提

31、高，电动机的驱动功率动功率P P保持不变，将其称为保持不变，将其称为恒功率调速恒功率调速。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备2.2.挤出机驱动功率和转速范围的确定挤出机驱动功率和转速范围的确定 挤出机驱动功率的确定挤出机驱动功率的确定实际采用经验公式估算：实际采用经验公式估算：P=KD b 2n 对对Db90 mm的挤出机，一般的挤出机，一般K0.00354；对；对Db90 mm的挤出机，的挤出机，K0.008。用类比法或根据我国标准中推荐的数据确定驱动功率。用类比法或根据我国标准中推荐的数据确定驱动功率。 挤出机螺杆转速范围及其确定挤出机螺杆转速范围及其确定转速要求转速要求：一是

32、能：一是能无级调速无级调速，二是应有一定的，二是应有一定的调速范围调速范围。调速范围多数为调速范围多数为1 1：6 6，通用性较大和小型挤出机可取，通用性较大和小型挤出机可取1 1：1010，专用挤，专用挤出机的转速范围可取小些。出机的转速范围可取小些。国内螺杆的线速度为：国内螺杆的线速度为：HPVCHPVC管、板、丝：管、板、丝：V=36m/min；SPVCSPVC管、板、管、板、丝：丝：V=69m/min；薄膜：；薄膜：V=1618m/min。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备3.3.传动系统的组成传动系统的组成 传动系统：一般由原动机、调速装置和减速装置所组成传动系统：一般由

33、原动机、调速装置和减速装置所组成（参见表（参见表5-8 5-8 ）。）。5.4.2 5.4.2 加热与冷却装置加热与冷却装置1.1.加热装置加热装置料筒的料筒的加热方法加热方法：通常有液体加：通常有液体加热、蒸汽加热和电加热三种，其热、蒸汽加热和电加热三种，其中以电加热用得最多。中以电加热用得最多。电加热又可分为电加热又可分为电阻加热电阻加热和和感应感应加热加热。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.4.2 5.4.2 加热与冷却装置加热与冷却装置1.1.加热装置加热装置电阻加热器料筒的径向上会有电阻加热器料筒的径向上会有较大的较大的温度梯度温度梯度，且传热时间，且传热时间也较长。

34、也较长。感应加热感应加热第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.4.2 5.4.2 加热与冷却装置加热与冷却装置2.2.冷却装置冷却装置（1 1）料筒的冷却）料筒的冷却 水冷却速度快，水冷却速度快，冷却效率高冷却效率高 易造成急冷，水管结垢和锈蚀会降易造成急冷，水管结垢和锈蚀会降低冷却效果，甚至堵塞、损坏等。低冷却效果，甚至堵塞、损坏等。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.4.2 5.4.2 加热与冷却装置加热与冷却装置（2 2）料斗座的冷却）料斗座的冷却 目的目的：避免引起物料在加料口形成：避免引起物料在加料口形成“架桥架桥”现象，造成现象，造成螺杆的固体输送率降低

35、；防止料筒侧的热量向推力轴承螺杆的固体输送率降低；防止料筒侧的热量向推力轴承和减速箱传递。和减速箱传递。 冷却方式冷却方式：一般采用水冷却。：一般采用水冷却。 （3 3）螺杆冷却）螺杆冷却 目的目的：防止塑料在均化：防止塑料在均化段过热分解；提高加料段过热分解；提高加料段物料的输送段物料的输送 冷却方式冷却方式：螺杆芯部冷：螺杆芯部冷却通道要一直延伸至均却通道要一直延伸至均化段。化段。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.4.3 5.4.3 加料装置加料装置 组成组成：分料斗和上料装置两部分。：分料斗和上料装置两部分。 料斗料斗：有带烘干和不带烘干装置的两种：有带烘干和不带烘干装置

36、的两种 上料装置上料装置：方便将物料输送到料斗，及时补充物料。图：方便将物料输送到料斗，及时补充物料。图5-345-34适用于适用于输送颗粒输送颗粒物料，物料，不适于输送粉料不适于输送粉料。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.4.3 5.4.3 加料装置加料装置 图图5-355-35适用于适用于输送粉料输送粉料、粒料粒料和和块料块料，具有结构简单、轻巧、效率高、上料可具有结构简单、轻巧、效率高、上料可靠等优点。靠等优点。 加料方式加料方式：分重力加料和强制加料两种。：分重力加料和强制加料两种。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.4.4 5.4.4 分流板与过滤网

37、分流板与过滤网 分流板和过滤网的分流板和过滤网的作用作用：使料流由螺旋运动变为直线运动；使料流由螺旋运动变为直线运动；阻止未熔物料和杂质进入机头；阻止未熔物料和杂质进入机头；增加料流压力，使制品更加密实；增加料流压力，使制品更加密实；分流板对过滤网还起支承作用。分流板对过滤网还起支承作用。 平板式分流板平板式分流板结构简单、制造方便；结构简单、制造方便；孔眼分布原则孔眼分布原则：使流过分流板的物料流速均匀。：使流过分流板的物料流速均匀。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.4.4 5.4.4 分流板与过滤网分流板与过滤网 过滤网和分流板的调换过滤网和分流板的调换：采用停机后手工更换

38、采用停机后手工更换影响生产。影响生产。不停机的更换系统不停机的更换系统可提高生产率和保证制品质量。可提高生产率和保证制品质量。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.5 5.5 挤出机的控制挤出机的控制5.5.1 5.5.1 温度的测量与控制温度的测量与控制1.1.温度的测量温度的测量 温度测量元件温度测量元件：常用热电偶。：常用热电偶。热电偶安装热电偶安装：机头和料筒各温度控制段：机头和料筒各温度控制段的中部，使物料或料筒直接接触测温元的中部，使物料或料筒直接接触测温元件。件。热电偶的输出端与温控仪表相连接。热电偶的输出端与温控仪表相连接。 温控仪表温控仪表：有可动线圈式示温仪、

39、电位：有可动线圈式示温仪、电位差式自动平衡示温仪、数字式温控仪等。差式自动平衡示温仪、数字式温控仪等。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.5.1 5.5.1 温度的测量与控制温度的测量与控制2.2.温度的控制温度的控制 温度控制方法温度控制方法：手动控制手动控制位式调节（即开关控制）位式调节（即开关控制）控制精度控制精度55以内以内第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.5.1 5.5.1 温度的测量与控制温度的测量与控制2.2.温度的控制温度的控制 温度控制方法温度控制方法：时间比例控制时间比例控制比例积分微分（比例积分微分（PIDPID）控制）控制控制精度控制精度

40、11以内以内第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.5.2 5.5.2 物料压力的测量与控制物料压力的测量与控制1.1.物料压力的测量物料压力的测量 图图5-44a5-44a：测压计（压力传感：测压计（压力传感器）感受压力的部位与熔体器）感受压力的部位与熔体直接接触。直接接触。 图图5-44b5-44b：电测式测压计结构：电测式测压计结构第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.5.2 5.5.2 物料压力的测量与控制物料压力的测量与控制2 2压力的控制压力的控制压力可通过改变物料输送的过流截面面积（改变流道阻力）进行调节。压力可通过改变物料输送的过流截面面积（改变流道阻力）

41、进行调节。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.5.3 5.5.3 转速的控制转速的控制 螺杆转速的稳定性直接影响挤出量，若螺杆转速波动，螺杆转速的稳定性直接影响挤出量，若螺杆转速波动，则直接引起挤出量的波动。则直接引起挤出量的波动。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.5.4 5.5.4 过载保护和其它安全防护过载保护和其它安全防护 过载保护有电气保护装置和机械保过载保护有电气保护装置和机械保护装置两种方式护装置两种方式 电气保护电气保护设置过电流继电器；设置过电流继电器； 机械保护机械保护剪切销（或安全键）剪切销（或安全键） 。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料

42、挤出成型设备5.6 5.6 挤出成型辅机挤出成型辅机分类分类： 挤管辅机（包括硬管和软管）挤管辅机（包括硬管和软管）挤板辅机挤板辅机挤膜辅机挤膜辅机吹塑薄膜辅机吹塑薄膜辅机中空吹塑制品辅机中空吹塑制品辅机涂层辅机涂层辅机电缆电线包覆辅机电缆电线包覆辅机拉丝辅机拉丝辅机薄膜双轴拉深辅机薄膜双轴拉深辅机造粒辅机等造粒辅机等 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.6.1 5.6.1 吹塑薄膜辅机吹塑薄膜辅机 吹塑薄膜（片）厚度：吹塑薄膜（片）厚度：0.010.010.3mm0.3mm；最大宽度可达；最大宽度可达20m20m 吹膜塑料种类：吹膜塑料种类：PVCPVC、PEPE、PPPP、P

43、APA等。等。 上吹法上吹法（图（图5-495-49）：）：可生产厚度范围大可生产厚度范围大和宽幅的薄膜和宽幅的薄膜 下吹法下吹法（图（图5-505-50）：）：用于低粘度塑料或用于低粘度塑料或透明度高而需急剧透明度高而需急剧冷却的聚丙烯、聚冷却的聚丙烯、聚酰胺、聚偏二氯乙酰胺、聚偏二氯乙烯的薄膜吹塑烯的薄膜吹塑第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.6.1 5.6.1 吹塑薄膜辅机吹塑薄膜辅机 平吹法平吹法（图（图5-515-51）：膜管上下部分冷却不均匀，且因自）：膜管上下部分冷却不均匀，且因自重下垂，导致厚度不易均匀。重下垂，导致厚度不易均匀。通常用于幅宽在通常用于幅宽在600

44、mm600mm以下的吹塑薄膜生产。以下的吹塑薄膜生产。 吹塑辅机组成吹塑辅机组成：机头（口模）、吹胀和冷却定型装置、：机头（口模）、吹胀和冷却定型装置、牵引装置、卷取装置、切割装置等。牵引装置、卷取装置、切割装置等。 1.1.机头机头 种类种类：芯棒式机头、螺旋机头、十字形机头、旋转式机：芯棒式机头、螺旋机头、十字形机头、旋转式机头和复合膜机头等头和复合膜机头等 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.6.1 5.6.1 吹塑薄膜辅机吹塑薄膜辅机2.2.吹胀和牵引装置吹胀和牵引装置 吹胀比吹胀比：指吹胀膜管直径与机头口模直径之比，用：指吹胀膜管直径与机头口模直径之比，用表示表示 吹胀

45、比吹胀比实际是薄膜横向牵伸倍数，通常控制在实际是薄膜横向牵伸倍数，通常控制在2.52.53 3。 KPDD 牵伸比牵伸比：牵引速度和机头口模处物料的挤出速度之比，用：牵引速度和机头口模处物料的挤出速度之比，用表示表示QD 通常牵伸比取通常牵伸比取4 46 6，太大薄膜易拉断，且厚度控制较困难。，太大薄膜易拉断，且厚度控制较困难。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备2.2.吹胀和牵引装置吹胀和牵引装置 牵伸比、吹胀比、口模环隙的直径、薄膜厚度和宽度之间牵伸比、吹胀比、口模环隙的直径、薄膜厚度和宽度之间的关系：的关系：WDK2W薄膜折径（薄膜折径（mmmm），即管状薄膜折叠后的宽度），

46、即管状薄膜折叠后的宽度)/(tt薄膜的厚度（薄膜的厚度（mmmm）口模缝隙（口模缝隙（mmmm）第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备3.3.冷却定型装置冷却定型装置 种类种类：按冷却部位分：外冷和内冷按冷却部位分：外冷和内冷按冷却介质分：空气冷却和水冷。按冷却介质分：空气冷却和水冷。强力冷却：对膜管内、外表面同时进行双面冷却。强力冷却：对膜管内、外表面同时进行双面冷却。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备3.3.冷却定型装置冷却定型装置 双风口减压风环双风口减压风环4.4.人字板人字板 作用：作用：使膜管稳定地导入牵引辊；使膜管稳定地导入牵引辊；将膜管折叠成平面状，并改变

47、膜管的折叠位置；将膜管折叠成平面状，并改变膜管的折叠位置；进一步冷却薄膜。进一步冷却薄膜。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.5.牵引装置牵引装置 组成组成：1 1个橡胶辊个橡胶辊+1+1个镀铬钢辊，镀铬辊为主动辊，与驱动装置相连，个镀铬钢辊，镀铬辊为主动辊，与驱动装置相连，可实现无级变速。可实现无级变速。 对牵引速度的调整可控制薄膜的厚度对牵引速度的调整可控制薄膜的厚度t t。 6.6.卷取和切割装置卷取和切割装置卷取装置必须能在卷取装置必须能在1010：1 1的速度范围内以恒定张力下卷取薄膜。的速度范围内以恒定张力下卷取薄膜。手动切割手动切割：人工用剪刀将薄膜切断：人工用剪刀

48、将薄膜切断自动切割自动切割：有电热切割法、飞刀切割法等：有电热切割法、飞刀切割法等第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备.6.2 .6.2 挤管辅机挤管辅机 塑料管材有软管和硬管之分，直径从几毫米到塑料管材有软管和硬管之分，直径从几毫米到500mm500mm。 常用塑料种类：常用塑料种类：PVCPVC、PEPE、PPPP、ABSABS、PAPA、聚四氟乙烯等。、聚四氟乙烯等。 第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备.6.2 .6.2 挤管辅机挤管辅机1.1.定型装置定型装置定径方法定径方法：外径定径法和内径定径法，其中外径定径法常用内压定：外径定径法和内径定径法，其中外径定径法

49、常用内压定径法和真空定径法。径法和真空定径法。内压定径法内压定径法（图（图5-585-58）：管内气压一般为）：管内气压一般为2828280kPa280kPa； 真空定径法真空定径法（图（图5-595-59）：抽真空孔径约为）：抽真空孔径约为0.50.50.7mm0.7mm，真空度一般控，真空度一般控制在制在300300500mmHg500mmHg柱。柱。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备2.2.冷却装置冷却装置 分类分类：水槽冷却和喷淋水箱冷却两种。：水槽冷却和喷淋水箱冷却两种。 水槽冷却水槽冷却：一般分一般分2 24 4段，长约段，长约2 23m3m；冷却水从最后一段水槽通入，

50、水流方向与管子运动方向相反；冷却水从最后一段水槽通入，水流方向与管子运动方向相反；水槽冷却易因管材的浮力作用使管材产生弯曲变形。水槽冷却易因管材的浮力作用使管材产生弯曲变形。 喷淋冷却喷淋冷却：喷淋水管有喷淋水管有36根，均布在管材周围，靠近定径套一端喷水孔较密；根，均布在管材周围，靠近定径套一端喷水孔较密；喷雾冷却箱：采用喷雾头来代替喷淋水头，通过压缩空气形成雾状水喷雾冷却箱：采用喷雾头来代替喷淋水头，通过压缩空气形成雾状水粒粒接触管材表面而受热蒸发，冷却效率大为提高。接触管材表面而受热蒸发，冷却效率大为提高。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备3.3.牵引装置牵引装置 作用作用：

51、为管材提供一定的牵引力和牵引速度，并通过调节牵引速度来：为管材提供一定的牵引力和牵引速度，并通过调节牵引速度来调节管材的壁厚。调节管材的壁厚。 牵引速度牵引速度必须能在一定范围内必须能在一定范围内无级调速无级调速，它的速比一般为，它的速比一般为1 1：1010； 牵引力牵引力也必须可调，以防止薄壁管材受力变形；也必须可调，以防止薄壁管材受力变形； 牵引装置牵引装置一般有橡胶带式、滚轮式、履带式等。一般有橡胶带式、滚轮式、履带式等。4.4.其它装置其它装置切割装置切割装置卷取装置卷取装置第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.6.3 5.6.3 挤板（片）辅机挤板（片）辅机 塑料板（片

52、）材可用挤出法、压制法、压延法生产。塑料板（片）材可用挤出法、压制法、压延法生产。 挤出板材有：挤出板材有：PVCPVC、PSPS、ABSABS、PCPC、PAPA、PEPE、PPPP等板材。等板材。 板（片）材宽度一般为板（片）材宽度一般为1 11.5m1.5m，最大宽度可达，最大宽度可达3 34m4m。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.7 5.7 双螺杆挤出机双螺杆挤出机5.7.1 5.7.1 概述概述1 1单螺杆挤出机缺点单螺杆挤出机缺点 输送作用弱，加料性能受到限制；粉料、玻璃纤维、无输送作用弱，加料性能受到限制；粉料、玻璃纤维、无机填料等难以加工。机填料等难以加工。 排气式挤出机物料在排气区的表面更新作用较小，排气排气式挤出机物料在排气区的表面更新作用较小，排气效果差。效果差。 物料在料筒中停留时间长，且各处停留时间不同。物料在料筒中停留时间长，且各处停留时间不同。 对聚合物着色、热固性塑料的粉料、涂料的混合等工艺对聚合物着色、热固性塑料的粉料、涂料的混合等工艺过程，单螺杆挤出机达不到要求。过程，单螺杆挤出机达不到要求。第五章第五章 塑料挤出成型设备塑料挤出成型设备5.7.1 5.7.1 概述概述2 2双螺杆挤出机特点双螺杆挤出机特点 加料容易加料容易 物料在双螺杆挤压系统中停留的时间短物料在双螺杆挤压系统中停留的时间短