塑料挤出设备学习教案

1、塑料塑料(slio)挤出设备挤出设备第一页，共74页。第1页/共74页第二页，共74页。加料加料(ji lio)加热加热(ji r)，熔融熔融粘流粘流态态(塑化塑化)压力下通过压力下通过口模（成型）口模（成型）第2页/共74页第三页，共74页。冷却冷却(lngqu)定型定型卷取（切断卷取（切断(qi dun)）挤出机（主机）挤出机（主机）辅机辅机控制系统控制系统挤出机组挤出机组牵引牵引第3页/共74页第四页，共74页。挤压挤压(j y)系统系统传动系统传动系统加热加热(ji r)冷却系冷却系统统第4页/共74页第五页，共74页。机头（口模）机头（口模）定型定型(dng xng)装置装置冷却冷却

2、(lngqu)装置装置牵引牵引(qinyn)装置装置卷取装置卷取装置切割装置切割装置第5页/共74页第六页，共74页。由电器、仪表和执行机构组成。由电器、仪表和执行机构组成。可控制主机和辅机的拖动电机、驱动油泵、液压缸等机构的动作可控制主机和辅机的拖动电机、驱动油泵、液压缸等机构的动作(dngzu)。并检测主机和辅机的温度、压力等参数，并检测主机和辅机的温度、压力等参数，最终实现对整个挤出机组的控制和对产品质量的控制。最终实现对整个挤出机组的控制和对产品质量的控制。第6页/共74页第七页，共74页。螺杆螺杆(lu n)数量数量无螺杆无螺杆(lu n)(柱柱塞式塞式)单螺杆单螺杆双螺杆双螺杆多螺

3、杆多螺杆螺杆空间位置螺杆空间位置卧式卧式立式立式可否排气可否排气排气式挤出机：可排出物料中的水分、溶剂、排气式挤出机：可排出物料中的水分、溶剂、 不凝气体等不凝气体等非排气式挤出机：非排气式挤出机：装配结构装配结构整体式挤出机：整体式挤出机：分开式挤出机：分开式挤出机：第7页/共74页第八页，共74页。第8页/共74页第九页，共74页。第9页/共74页第十页，共74页。第10页/共74页第十一页，共74页。基本基本(jbn)型号型号辅助辅助(fzh)型号型号类别代号类别代号组别代号组别代号型别代号型别代号主参数代号主参数代号设计序号设计序号辅机型号：在主参数代号前加辅机型号：在主参数代号前加“

4、F”和辅机的组、型代号；和辅机的组、型代号； 主参数为辅机主参数。主参数为辅机主参数。SJSJ-150SJ-FM1700:SJ-FM1700:牵引滚筒工作长度为牵引滚筒工作长度为1700mm1700mm的吹塑薄膜辅机的吹塑薄膜辅机第11页/共74页第十二页，共74页。第12页/共74页第十三页，共74页。第13页/共74页第十四页，共74页。第14页/共74页第十五页，共74页。（1）螺杆）螺杆(lu n)直径直径D（mm）指螺杆指螺杆(lu n)大径；大径；（2）螺杆长径比）螺杆长径比L/ D指螺杆工作部分长度指螺杆工作部分长度(chngd)L与螺杆与螺杆直径直径D之比；之比；（3）螺杆）螺

5、杆(lu n)转速范围转速范围nminnmax（r/min） 指螺杆指螺杆(lu n)可获得稳定的最小和最大的转速范围；可获得稳定的最小和最大的转速范围；（4）螺杆驱动电动机功率）螺杆驱动电动机功率P（kW）；）；（5）挤出机生产能力（产量）挤出机生产能力（产量）Q（kg/h）比流量比流量qQ实测实测/n实测实测，螺杆每转一周挤出机的生产能力；，螺杆每转一周挤出机的生产能力；（6）料筒的加热功率）料筒的加热功率E（kW）；）；常见国产挤出机规格常见国产挤出机规格第15页/共74页第十六页，共74页。第16页/共74页第十七页，共74页。第二节 挤出(j ch)理论简介1、挤出理论、挤出理论 用

6、于描述物料在螺杆和口模中运动用于描述物料在螺杆和口模中运动(yndng)、变化规律的基本理、变化规律的基本理论。论。2、工作过程与螺杆的职能分区、工作过程与螺杆的职能分区 固体输送、熔融、均化固体输送、熔融、均化3、挤出理论的三种过程、挤出理论的三种过程 固体输送理论：描述加料区（固体输送区）内物料的固体输送过程固体输送理论：描述加料区（固体输送区）内物料的固体输送过程 熔融理论：描述过渡区（熔融区）的高弹态物料的变化过程熔融理论：描述过渡区（熔融区）的高弹态物料的变化过程 熔体输送理论：描述挤出区（均化区）的粘流态熔体的输送过程熔体输送理论：描述挤出区（均化区）的粘流态熔体的输送过程第17页

7、/共74页第十八页，共74页。1、理论依据、理论依据 固固-固摩擦静力平衡固摩擦静力平衡 假设：物料为密度固定假设：物料为密度固定(gdng)的固体塞子、塞子与所有面的固体塞子、塞子与所有面接触且摩擦系数恒定、摩擦系数无关密度而与温度有关、螺槽接触且摩擦系数恒定、摩擦系数无关密度而与温度有关、螺槽为等深矩形并忽略杆筒间隙、料筒相对螺杆转动。为等深矩形并忽略杆筒间隙、料筒相对螺杆转动。2、公式、公式 其中，其中，Qs为固体输送率；为固体输送率；n为转速；为转速；h1为螺槽深；为螺槽深；W为螺槽平均为螺槽平均(pngjn)宽度；宽度；Db为螺杆外径；为螺杆外径；e为螺棱法向宽度；为螺棱法向宽度；为

8、固体输送角；为固体输送角；为螺旋升角。为螺旋升角。第18页/共74页第十九页，共74页。1、Qs与与n、h1成正比，与螺杆直径接近平方成正比；成正比，与螺杆直径接近平方成正比；2、Qs随固体输送角的增大而增大。随固体输送角的增大而增大。3、输送率与摩擦系数有关。欲达高输送率，需螺杆光滑、筒壁轴、输送率与摩擦系数有关。欲达高输送率，需螺杆光滑、筒壁轴向系数小而周向系数大；向系数小而周向系数大；4、输送区尽早建立较大压力有利于稳定输出、输送区尽早建立较大压力有利于稳定输出(shch)；动力主要消；动力主要消耗在料筒摩擦上；物料的性质和形状影响输送率、压力的建立和温耗在料筒摩擦上；物料的性质和形状影

9、响输送率、压力的建立和温升。升。应用：应用： 纵向锥度并开槽、强力冷却纵向锥度并开槽、强力冷却第19页/共74页第二十页，共74页。1、理论依据、理论依据 冷却实验冷却实验 假设：过程稳定、固相为均匀连续体、熔融体温度范围窄故与固相假设：过程稳定、固相为均匀连续体、熔融体温度范围窄故与固相分界明确、螺槽截面为矩形分界明确、螺槽截面为矩形(jxng)、固体塞子厚度无限且密度不变、速、固体塞子厚度无限且密度不变、速度不变。度不变。2、公式、公式 熔融区长度为：熔融区长度为：第20页/共74页第二十一页，共74页。对熔融区长度的影响：对熔融区长度的影响：1、物料性能、物料性能 比热容比热容、导热系数

10、、导热系数、密度、密度、熔融潜热、熔融潜热 、熔融温度、熔融温度，则，则使使ZT变小。变小。2、工艺条件、工艺条件 挤出量挤出量G：增则使熔融的发生和结束均推迟，：增则使熔融的发生和结束均推迟，ZT加长，末端加长，末端温度波幅增大，质量变坏。温度波幅增大，质量变坏。3、螺杆几何、螺杆几何(j h)参数参数 螺槽渐变度、螺棱料筒间隙螺槽渐变度、螺棱料筒间隙应用：应用： 背压控制、渐变螺槽、间隙控制背压控制、渐变螺槽、间隙控制)2(1 AHZT WXHGW10 )(2/)(22smsjmbmmbxTTcvTTKv第21页/共74页第二十二页，共74页。1、理论依据、理论依据 如何保证塑料在均化段完

11、全塑化，并使其定压、定量和定如何保证塑料在均化段完全塑化，并使其定压、定量和定温地从机头挤出，以获得温地从机头挤出，以获得(hud)稳定的产量和高质量的产品。稳定的产量和高质量的产品。 假设：等温牛顿流体、粘度密度不变、层流、不可压缩、假设：等温牛顿流体、粘度密度不变、层流、不可压缩、等螺距、矩形等深槽并忽略曲率、因槽宽大故速度沿螺槽不变、等螺距、矩形等深槽并忽略曲率、因槽宽大故速度沿螺槽不变、螺筒转动。螺筒转动。2、熔体的流动、熔体的流动 正流、逆流、横流、漏流正流、逆流、横流、漏流3、流量公式、流量公式 Q=Qz-Qp-QL第22页/共74页第二十三页，共74页。1、螺杆转速、螺杆转速n、

12、直径、直径D2、均化段长度、均化段长度L3、螺棱宽度、螺棱宽度e3、螺棱螺筒间隙、螺棱螺筒间隙03、均化段螺槽深度、均化段螺槽深度h3 h3增增1倍，则倍，则Qz增增1倍，而倍，而Qp增增7倍，有一个最优点。倍，有一个最优点。4、出口处压力、出口处压力p2 一定的逆流和漏流有利于均化与混合一定的逆流和漏流有利于均化与混合(hnh)。5、分析的应用：、分析的应用：第23页/共74页第二十四页，共74页。 螺杆工作时，压力螺杆工作时，压力(yl)从均化段开始处往后逐渐升高；螺杆出从均化段开始处往后逐渐升高；螺杆出口处的压力口处的压力(yl)为为p，为最高压力，为最高压力(yl)处。处。 螺杆出口接

13、机头，即口模。机头中的压力螺杆出口接机头，即口模。机头中的压力(yl)分布：螺杆的出分布：螺杆的出口或机头的入口处最高，往后逐渐降低，至机头出口降至零。口或机头的入口处最高，往后逐渐降低，至机头出口降至零。口模口模熔融段熔融段均化段均化段p1p2p出料出料 两部分分别两部分分别(fnbi)讨论讨论第24页/共74页第二十五页，共74页。流量流量(liling)公式化成：公式化成： 忽略均化段入口处压力，则忽略均化段入口处压力，则p可用机头压力可用机头压力p代替，即代替，即可写成：可写成：第25页/共74页第二十六页，共74页。pnQ）（21 机头的物料流率显然机头的物料流率显然(xinrn)与

14、机头压力成正比，即机头口模的流与机头压力成正比，即机头口模的流动方程为：动方程为： 口模特性线如口模特性线如OD1、OD2、OD3。其斜率。其斜率k与口模的结构与口模的结构(jigu)、滤网设置等有关。、滤网设置等有关。 实际工作状态是螺杆实际工作状态是螺杆(lu n)特性线和口模特性线共同决定的。特性线和口模特性线共同决定的。第26页/共74页第二十七页，共74页。1）实际工作图）实际工作图 不再是直线不再是直线2）考虑更多因素的实际工作图）考虑更多因素的实际工作图 n1、n2：不同转速：不同转速n2n1 k1：有压力调节：有压力调节(tioji)，k2：则：则无压力调节无压力调节(tioj

15、i) Qu：观察制品均化度确：观察制品均化度确定的质量线定的质量线 Tmax、Tmin：最大允许和：最大允许和最小可能的熔体温度最小可能的熔体温度 W：经济挤出量下限线：经济挤出量下限线第27页/共74页第二十八页，共74页。第三节 挤出机结构(jigu)与参数选用本节将介绍本节将介绍(jisho)三个部分内容：三个部分内容：一、挤压一、挤压(j y)系统系统二、传动系统二、传动系统三、加热与冷却系统三、加热与冷却系统第28页/共74页第二十九页，共74页。挤压挤压(j y)系统由以下几个部分组成：系统由以下几个部分组成：（一）螺杆（一）螺杆(lu n)（三）分流板和过滤网（三）分流板和过滤网

16、（二）料筒（二）料筒 （四）加料装置（四）加料装置第29页/共74页第三十页，共74页。 螺杆是完成塑料螺杆是完成塑料(slio)(slio)塑化和输送的关键部分。挤出机的生产率、塑化和输送的关键部分。挤出机的生产率、塑化质量及动力消耗等都主要取决于螺杆的性能。塑化质量及动力消耗等都主要取决于螺杆的性能。常规常规(chnggu)螺杆（普螺杆（普通螺杆）通螺杆）新型螺杆新型螺杆第30页/共74页第三十一页，共74页。 塑料在挤出机中存在三种物理状态（玻璃态、高弹态和粘流态）的变化塑料在挤出机中存在三种物理状态（玻璃态、高弹态和粘流态）的变化过程，每一状态对螺杆结构要求过程，每一状态对螺杆结构要求

17、(yoqi)(yoqi)不同。不同。 为此，通常将挤出机的螺杆分成三段：为此，通常将挤出机的螺杆分成三段： 加料段（固体输送段）加料段（固体输送段） 熔融段（压缩段，或过渡段）熔融段（压缩段，或过渡段） 均化段（计量段，或挤出段）。均化段（计量段，或挤出段）。第31页/共74页第三十二页，共74页。 渐变型：热传导好、剪切小，适合渐变型：热传导好、剪切小，适合(shh)热敏性物料如非结晶型热敏性物料如非结晶型塑料，如塑料，如PS、PC、PVC、POM等，也可用于结晶型塑料。等，也可用于结晶型塑料。 突变型：剪切大，适合粘度低、具突变熔点突变型：剪切大，适合粘度低、具突变熔点(rngdin)的结

18、晶型塑的结晶型塑料，如料，如PE、PP、尼龙、尼龙、ABS等聚烯烃类等塑料。等聚烯烃类等塑料。第32页/共74页第三十三页，共74页。 螺杆直径已标准化。螺杆直径已标准化。 应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应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选用一定直径的螺杆。一般选用一定直径的螺杆。一般(ybn)(ybn)生产率要求越高，制品断面尺寸越生产率要求越高，制品断面尺寸越大，则螺杆直径越大。大，则螺杆直径越大。 选用时参考经验表选用时参考经验表 或按经验公式或按经验公式 Q=D3n Q=D3n 计算。计算。 Q(kg/h), D(cm), n(r

19、pm), =0.003 Q(kg/h), D(cm), n(rpm), =0.0030.0070.007 （3）螺杆）螺杆(lu n)长径比的确定长径比的确定 大大则：则： 有利于使塑化更充分更均匀，提高制品质量。有利于使塑化更充分更均匀，提高制品质量。 有利于提高挤出机的生产能力。有利于提高挤出机的生产能力。 螺杆和料筒的加工制造和安装都较困难，功率消耗增大，成本高；螺杆和料筒的加工制造和安装都较困难，功率消耗增大，成本高；影响挤出机的寿命；对热敏性塑料易产生热分解。影响挤出机的寿命；对热敏性塑料易产生热分解。第33页/共74页第三十四页，共74页。1）加料）加料(ji lio)段段作用是将

20、固态物料作用是将固态物料(w lio)压实并输送给压缩段和均化段。压实并输送给压缩段和均化段。输送能力是它的核心问题。输送能力是它的核心问题。加料段的输送能力应与后两段的熔化和均化能力相一致。加料段的输送能力应与后两段的熔化和均化能力相一致。螺纹升角螺纹升角：理论上：理论上45； 为了加工方便，取为了加工方便，取sD，则，则1742螺槽深度螺槽深度h1：与固体输送能力、螺杆强度、物料压缩比有与固体输送能力、螺杆强度、物料压缩比有关。关。先确定先确定h3，再由压缩比，再由压缩比 h1加料段长度加料段长度L1：由经验数据确定：由经验数据确定 非结晶型塑料：非结晶型塑料：L L1 1(0.1(0.1

21、0.25)0.25) 结晶型塑料：结晶型塑料： L L1 1(0.3(0.30.65)L0.65)L第34页/共74页第三十五页，共74页。作用是进一步压实物料，排除气体作用是进一步压实物料，排除气体(qt)并使物料熔融。并使物料熔融。物料熔融后密度增加以及在压力作用物料熔融后密度增加以及在压力作用(zuyng)下物料被压缩，下物料被压缩，这就需要补偿其体积变化以保证物料到达均化段时具有足够的这就需要补偿其体积变化以保证物料到达均化段时具有足够的致密度，因此应有足够的压缩比。等距螺杆的几何压缩比为：致密度，因此应有足够的压缩比。等距螺杆的几何压缩比为：几何压缩比（指螺杆）几何压缩比（指螺杆）物

22、理压缩比（指塑料）物理压缩比（指塑料）压缩比一般根据经验选取，表压缩比一般根据经验选取，表43L L2 2以经验方法确定：以经验方法确定：非结晶型塑料：非结晶型塑料： L2 （0.50.6）L结晶型塑料：结晶型塑料： L2 （35）D第35页/共74页第三十六页，共74页。 描述描述(mio sh)螺杆从固体输送段过渡到均化段的变化速率。螺杆从固体输送段过渡到均化段的变化速率。 由熔融理论知道由熔融理论知道(zh do)，渐变度的存在起加速熔融的作用。应，渐变度的存在起加速熔融的作用。应当使渐变度与固体床的熔融速率相适应。当使渐变度与固体床的熔融速率相适应。 （1）渐变度太大，易堵料；）渐变度

23、太大，易堵料； （2）渐变度太小，均化段螺槽中的熔体有可能充满不完全。）渐变度太小，均化段螺槽中的熔体有可能充满不完全。 设计不当将导致产量的波动。设计不当将导致产量的波动。 一般设计时，因物料的熔融速率无法预先知道一般设计时，因物料的熔融速率无法预先知道(zh do)，仍采用，仍采用前述的压缩比概念。前述的压缩比概念。第36页/共74页第三十七页，共74页。 作用是将来自压缩作用是将来自压缩(y su)段的熔料相混合，使其温度、密段的熔料相混合，使其温度、密度和粘度达到均匀，并且定压、定量、定温地输送到机头。度和粘度达到均匀，并且定压、定量、定温地输送到机头。 h3 h3的影响：应和压缩段的

24、熔融能力相匹配。如果的影响：应和压缩段的熔融能力相匹配。如果h3h3过大，使其过大，使其潜在的熔料输送能力大于熔料能够充满的能力，压缩段未熔的物潜在的熔料输送能力大于熔料能够充满的能力，压缩段未熔的物料有可能进入该段。残留的固相碎片若得不到进一步均匀塑化而料有可能进入该段。残留的固相碎片若得不到进一步均匀塑化而挤入机头，就会影响制品挤入机头，就会影响制品(zhpn)(zhpn)质量。反之，若太浅则熔料质量。反之，若太浅则熔料受到的剪切过大，会使熔料温度升高，甚至过热分解。受到的剪切过大，会使熔料温度升高，甚至过热分解。 L3 L3的影响：的影响： L3 L3增大，可使物料均化时间延长增大，可使

25、物料均化时间延长(ynchng)(ynchng)，有利于物料的均匀混合，但过长会使加料段和压缩段在螺杆全有利于物料的均匀混合，但过长会使加料段和压缩段在螺杆全长中所占比例变小，且对热敏性塑料易引起过热分解。这两个长中所占比例变小，且对热敏性塑料易引起过热分解。这两个参数一般靠经验确定。参数一般靠经验确定。h3 （0.020.06）DL3（0.220.25）L (非结晶型非结晶型)L3（0.250.35）L (结晶型结晶型)第37页/共74页第三十八页，共74页。 应选择合理的螺杆头部形状，以使物料尽可能平稳应选择合理的螺杆头部形状，以使物料尽可能平稳地从螺杆进入机头，避免产生涡流地从螺杆进入机

26、头，避免产生涡流(wli)，使局部滞，使局部滞留受热时间过长而产生热分解（滞料现象）。留受热时间过长而产生热分解（滞料现象）。a、b:常用常用(chn yn)结构结构c、d:顶部死角，用于流动性好的塑料顶部死角，用于流动性好的塑料e、f:用于流动性差的热敏性塑料用于流动性差的热敏性塑料g、h:非对称头部防滞料非对称头部防滞料i:用于粘度大、导热不良、熔点明显的物料用于粘度大、导热不良、熔点明显的物料j:挤电缆专用挤电缆专用第38页/共74页第三十九页，共74页。螺杆的工作条件恶劣螺杆的工作条件恶劣( (高温、高压、腐蚀、磨损并承高温、高压、腐蚀、磨损并承受较大的扭矩受较大的扭矩) )，因此，螺

27、杆材料应具有较高的力学，因此，螺杆材料应具有较高的力学性能性能(xngnng)(xngnng)和较好的切削、热处理性能和较好的切削、热处理性能(xngnng)(xngnng)。常用的材料有常用的材料有4545钢、钢、40Cr40Cr、38CrMoAl38CrMoAl，并经表面镀，并经表面镀铬或氮化处理。铬或氮化处理。使用最多的是使用最多的是38CrMoAl38CrMoAl。也有的是在螺杆表面喷涂或堆焊耐磨耐腐合金以提高也有的是在螺杆表面喷涂或堆焊耐磨耐腐合金以提高螺杆的使用寿命。螺杆的使用寿命。第39页/共74页第四十页，共74页。v常规全螺纹三段螺杆存在的问题：常规全螺纹三段螺杆存在的问题：

28、v 固体固体(gt)输送能力低，熔融效率低且不彻底，塑化混炼输送能力低，熔融效率低且不彻底，塑化混炼不均匀，压力、温度、挤出速率波动大等。不均匀，压力、温度、挤出速率波动大等。（1）分离）分离(fnl)型螺杆型螺杆 在压缩段设置一条附加螺纹（也称副螺纹），其外径在压缩段设置一条附加螺纹（也称副螺纹），其外径小于主螺纹，将原螺槽一分为二，一条与加料段相通小于主螺纹，将原螺槽一分为二，一条与加料段相通(固相固相槽槽)，另一条与均化段相通，另一条与均化段相通(液相槽液相槽)，由于主副螺纹螺矩不等，由于主副螺纹螺矩不等，使液相槽逐渐变宽，至均化段时达到整个螺槽宽度，而使液相槽逐渐变宽，至均化段时达到整

29、个螺槽宽度，而固相槽变窄最后为零。固相槽变窄最后为零。431 2第40页/共74页第四十一页，共74页。是在普通螺杆的某一部位是在普通螺杆的某一部位(一般在螺杆头部附近一般在螺杆头部附近)设置设置(shzh)屏障屏障段，使未熔的残余固体不能通过，并促使其熔融和均化的一种螺杆。段，使未熔的残余固体不能通过，并促使其熔融和均化的一种螺杆。第41页/共74页第四十二页，共74页。 在普通螺杆的某一部位在普通螺杆的某一部位(bwi)设置分流元件设置分流元件(如销钉如销钉或沟槽、孔道等或沟槽、孔道等)，将螺槽内，将螺槽内的料流多次分割，以改变物的料流多次分割，以改变物料的流动状态，从而促进熔料的流动状态

30、，从而促进熔融、增强混炼和均化。融、增强混炼和均化。第42页/共74页第四十三页，共74页。1、料筒的结构、料筒的结构(jigu)形式形式（1）整体式料筒）整体式料筒 在整体在整体(zhngt)材料上加工出来，容易保证较高的制造精度和材料上加工出来，容易保证较高的制造精度和装配精度，可简化装配工作，便于加热冷却装置的设置和装拆，装配精度，可简化装配工作，便于加热冷却装置的设置和装拆，料筒受热均匀。但对加工设备和加工技术要求较高，且内表面磨料筒受热均匀。但对加工设备和加工技术要求较高，且内表面磨损后不易修复。损后不易修复。第43页/共74页第四十四页，共74页。 将料筒分成几段加工，再用法兰或其

31、它形式联接起来。其加工较整将料筒分成几段加工，再用法兰或其它形式联接起来。其加工较整体式容易，且便于体式容易，且便于(biny)改变螺杆长径比，但分段多，难以保证各段的改变螺杆长径比，但分段多，难以保证各段的同轴度，连接处热损失大，加热的均匀性较差，加热冷却系统的设置和同轴度，连接处热损失大，加热的均匀性较差，加热冷却系统的设置和维修也不方便。多用在实验性挤出机和排气挤出机上。维修也不方便。多用在实验性挤出机和排气挤出机上。第44页/共74页第四十五页，共74页。 为了节约贵重材料为了节约贵重材料(cilio)，大、中型挤出机的料筒常在一般碳，大、中型挤出机的料筒常在一般碳素钢或铸钢的基体内部

32、镶一段可更换的合金钢衬套，以便磨损后更换，素钢或铸钢的基体内部镶一段可更换的合金钢衬套，以便磨损后更换，或是在料筒内离心浇铸一层约或是在料筒内离心浇铸一层约2mm厚的合金层。这种料筒的使用寿厚的合金层。这种料筒的使用寿命较长。命较长。第45页/共74页第四十六页，共74页。 生产生产(shngchn)中为提中为提高加料段的固体输送效率，高加料段的固体输送效率，以充分发挥各种新型螺杆的以充分发挥各种新型螺杆的工作效能，常采用一些新型工作效能，常采用一些新型结构，如：结构，如： 在料筒内壁开纵向沟槽、在料筒内壁开纵向沟槽、将内壁做成锥形并开槽；将内壁做成锥形并开槽； 加大料筒表面加大料筒表面(bi

33、omin)切向摩擦系数和切向摩擦系数和物料通过面积；物料通过面积； 对加料段强力冷却。对加料段强力冷却。第46页/共74页第四十七页，共74页。 加料口的形状和位置对加料性加料口的形状和位置对加料性能能(xngnng)(xngnng)有很大影响。加有很大影响。加料口的形式必须和物料的形状相料口的形式必须和物料的形状相适应，应能使物料顺利地加入料适应，应能使物料顺利地加入料简而不产生简而不产生“架桥架桥”现象。现象。 加料口的形状加料口的形状(俯视俯视)有圆形、方形，也有矩形的。一般情况多用有圆形、方形，也有矩形的。一般情况多用矩形的。其长边平行于料筒轴线，长度约为螺杆直径矩形的。其长边平行于料

34、筒轴线，长度约为螺杆直径1.31.8倍。当倍。当采用采用(ciyng)机械搅拌强制加料时多用圆形的加料口。机械搅拌强制加料时多用圆形的加料口。适于带状料，不适于带状料，不适于粒料和粉料适于粒料和粉料多用于简易式多用于简易式挤出机挤出机多用于简易式挤多用于简易式挤出机出机第47页/共74页第四十八页，共74页。铰链铰链(jiolin)螺螺栓连接栓连接螺钉螺钉(ludng)连接连接剖分连接剖分连接冕形螺母连接冕形螺母连接第48页/共74页第四十九页，共74页。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；阻止未熔融的粒子和杂质进入口模；阻止未熔融的粒子和杂质进入口模；形成背压，提高熔

35、料压力，保证塑化质量。形成背压，提高熔料压力，保证塑化质量。分流板同时还对过滤网起支承作用，但在挤出分流板同时还对过滤网起支承作用，但在挤出(j ch)粘度大而热稳定粘度大而热稳定性差的塑料时一般不用过滤网，甚至也不用分流板。性差的塑料时一般不用过滤网，甚至也不用分流板。分流板孔眼分布原则：使流过分流板的物料分流板孔眼分布原则：使流过分流板的物料(w lio)流速均流速均匀。匀。孔眼直径一般孔眼直径一般37mm。厚度一般为料筒内径的厚度一般为料筒内径的20左右。左右。过滤网一般过滤网一般20120目，目，15层。层。第49页/共74页第五十页，共74页。作用作用(zuyng)：给挤出机供料。：

36、给挤出机供料。组成：料斗和上料部分。组成：料斗和上料部分。1、料斗、料斗(lio du)一般做成对称的；一般做成对称的；料斗侧面开有示镜孔；料斗侧面开有示镜孔；料斗底部设开合门；料斗底部设开合门；料斗上方加盖；料斗上方加盖；材料用轻便、耐腐蚀、易加材料用轻便、耐腐蚀、易加工材料，一般多用铝板和不锈工材料，一般多用铝板和不锈钢板；钢板；料斗容积一般为挤出机料斗容积一般为挤出机11.5h的挤出量。的挤出量。第50页/共74页第五十一页，共74页。 (1)重力加料重力加料物料依靠自身的重量物料依靠自身的重量(zhngling)进入料筒。进入料筒。 (2)强制加料强制加料在料斗中设置在料斗中设置(sh

37、zh)搅拌器或螺旋桨叶等搅拌器或螺旋桨叶等装置，使料斗中的物料强制进入挤出机。装置，使料斗中的物料强制进入挤出机。第51页/共74页第五十二页，共74页。上料指的是将松散物料上料指的是将松散物料(w lio)加到料斗中。加到料斗中。人工人工(rngng)上料上料不需设置上料装置，多用在小型机。不需设置上料装置，多用在小型机。自动上料自动上料鼓风上料鼓风上料弹簧上料弹簧上料真空上料真空上料运输带传送上料运输带传送上料回节首螺旋输送机上料螺旋输送机上料第52页/共74页第五十三页，共74页。1、驱动功率和转速、驱动功率和转速(zhun s)范围的确定范围的确定（1）驱动）驱动(q dn)功率的确定

38、功率的确定a）无精确算法，一般按均化段功率为基础加以）无精确算法，一般按均化段功率为基础加以(jiy)放大估算，放大估算，N总总=KN，根据物料，根据物料K=1.24b）按实践总结归纳的数据选取，见表）按实践总结归纳的数据选取，见表 44（2）转速范围及其确定）转速范围及其确定能无级调速能无级调速控制挤出质量及与辅机配合一致控制挤出质量及与辅机配合一致有一定的调速范围有一定的调速范围使挤出机适应各种加工情况使挤出机适应各种加工情况大多数挤出机调速范围为大多数挤出机调速范围为6：1。转速受制于螺杆的线速度：与塑料的塑性有关。转速受制于螺杆的线速度：与塑料的塑性有关。第53页/共74页第五十四页，

39、共74页。直流电动机直流电动机(dngj)交流交流(jioli)整流子电动机整流子电动机 减减速速器器 联联轴轴器器 螺螺杆杆 定定速速电电动动机机 机械有级变速机械有级变速机械无级变速机械无级变速液压无级变速液压无级变速带或带或联轴器联轴器第54页/共74页第五十五页，共74页。1）三相整流子电动机和普通齿轮）三相整流子电动机和普通齿轮(chln)减速器组成的传动系统减速器组成的传动系统可靠、稳定、易维护、范围多为可靠、稳定、易维护、范围多为3：1、可与有级调速结合以扩大、可与有级调速结合以扩大范围范围2）直流电动机和一般齿轮）直流电动机和一般齿轮(chln)减速器组成的传动系统减速器组成的

40、传动系统体积小、效率高、范围可达体积小、效率高、范围可达16：13）液压马达和交流感应电动机配合实现无级调速的传动系统）液压马达和交流感应电动机配合实现无级调速的传动系统特性软、起动惯性小、可对螺杆起过载保护特性软、起动惯性小、可对螺杆起过载保护4）变频调速）变频调速调速方便、范围很大调速方便、范围很大第55页/共74页第五十六页，共74页。1、加热、加热(ji r)装置装置作用：按挤出工艺要求作用：按挤出工艺要求(yoqi)，提供熔融物料所需的热能。，提供熔融物料所需的热能。热源热源料筒外部加热器提供的热能料筒外部加热器提供的热能塑料与料筒内壁、螺杆以及塑料之间相对运塑料与料筒内壁、螺杆以及

41、塑料之间相对运动所产生的摩擦剪切热动所产生的摩擦剪切热加热方法加热方法液体加热（载体加热）液体加热（载体加热）蒸汽加热蒸汽加热电加热电加热远红外线加热远红外线加热电阻加热电阻加热感应加热感应加热料筒的加热料筒的加热应分段进行，以应分段进行，以适应物料的塑化适应物料的塑化特性。特性。第56页/共74页第五十七页，共74页。方法：先将液体方法：先将液体(水、油和有机溶剂或其混合物水、油和有机溶剂或其混合物)加热，加热，再由它们加热料筒。低于再由它们加热料筒。低于200时用矿物油作为加热介质，高时用矿物油作为加热介质，高于于200时一般用有机溶剂。时一般用有机溶剂。温度控制：用改变恒温液体的流量来实

42、现。温度控制：用改变恒温液体的流量来实现。优点：是加热均匀稳定，温度波动小。优点：是加热均匀稳定，温度波动小。缺点：加热系统比较复杂，有的液体加热温度过高时有缺点：加热系统比较复杂，有的液体加热温度过高时有燃烧的危险，有的液体还易分解燃烧的危险，有的液体还易分解(fnji)出有毒气体，故应用出有毒气体，故应用不太广泛。不太广泛。第57页/共74页第五十八页，共74页。有较大的温度梯度，加热有较大的温度梯度，加热(ji r)不均匀不均匀传热时间长传热时间长类型包括：类型包括：a.带状加热器带状加热器b.陶瓷陶瓷(toc)加热器加热器c.云母加热器云母加热器d.铸铝加热器铸铝加热器e.铸铜加热器铸

43、铜加热器第58页/共74页第五十九页，共74页。温度的调节和控制较灵敏，从而有较大的温度灵敏性，对温度的调节和控制较灵敏，从而有较大的温度灵敏性，对制品制品(zhpn)的质量有利。的质量有利。加热均匀，温度梯度小。加热均匀，温度梯度小。加热时间短，效率高，大约比电阻加热省加热时间短，效率高，大约比电阻加热省30的电能。的电能。使用寿命长。使用寿命长。加热温度受感应线圈绝缘性能的限制；径向尺寸大；成本加热温度受感应线圈绝缘性能的限制；径向尺寸大；成本高；装拆不方便。高；装拆不方便。第59页/共74页第六十页，共74页。 利用利用(lyng)远红外线辐射元件发出的远红外线被加热物远红外线辐射元件发

44、出的远红外线被加热物体所吸收，直接转变为热能而加热塑料的一种新型加热技术，体所吸收，直接转变为热能而加热塑料的一种新型加热技术，其加热效率高。其加热效率高。 远红外线不需要介质就可以直接到达被加热物体，能量损远红外线不需要介质就可以直接到达被加热物体，能量损失小。远红外线可以透入到被加热物体内部，使物体表面和失小。远红外线可以透入到被加热物体内部，使物体表面和内部温度同时升高，则使加热温度均匀而有利于制件质量的内部温度同时升高，则使加热温度均匀而有利于制件质量的提高。提高。第60页/共74页第六十一页，共74页。 挤出机冷却系统也是为保证塑料挤出机冷却系统也是为保证塑料(slio)在成型过程中

45、所需的在成型过程中所需的温度而设置的。温度而设置的。料筒料筒螺杆螺杆(lu n)料斗座料斗座（1）料筒的冷却）料筒的冷却第61页/共74页第六十二页，共74页。加强固体物料的输送能力；加强固体物料的输送能力；阻止阻止(zzh)挤压系统的热量传往推力轴承和减速箱，保证挤出挤压系统的热量传往推力轴承和减速箱，保证挤出机正常工作条件；机正常工作条件；一般用水冷却。一般用水冷却。（3）螺杆）螺杆(lu n)的冷的冷却却有利于加料段物料的输送有利于加料段物料的输送有利于防止塑料在均化段过热分解有利于防止塑料在均化段过热分解第62页/共74页第六十三页，共74页。第四节 挤出机辅机主要主要(zhyo)介绍

46、：介绍：1、概述、概述2、挤管辅机、挤管辅机3、吹塑成型辅机、吹塑成型辅机第63页/共74页第六十四页，共74页。一、辅机的作用一、辅机的作用 将从机头连续挤出并已获初步形状和尺寸的高温熔体将从机头连续挤出并已获初步形状和尺寸的高温熔体(rn t)冷却，并在一定的装置中定性，在通过进一步冷却，冷却，并在一定的装置中定性，在通过进一步冷却，使之由高弹态转变为室温下的玻璃态，达到一定的表面质量，使之由高弹态转变为室温下的玻璃态，达到一定的表面质量，成为符合要求的制品或半成品。成为符合要求的制品或半成品。二、辅机的类型二、辅机的类型 1、按工艺：冷却定型（或吹胀）装置、冷却装置、牵引、按工艺：冷却定

47、型（或吹胀）装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、堆放卷取设备等；装置、切割装置、堆放卷取设备等； 2、按制品：吹膜辅机、挤管辅机、吹塑中空制品辅机、按制品：吹膜辅机、挤管辅机、吹塑中空制品辅机、挤板辅机、拉丝辅机、挤板辅机、拉丝辅机、。三、挤出典型工艺流程三、挤出典型工艺流程第64页/共74页第六十五页，共74页。 主要用于塑料管的生产主要用于塑料管的生产(shngchn)，如，如PVC、PE、PP、ABS、PC、F4等。等。（一）管材挤出过程（一）管材挤出过程 图见上页图见上页a、b （二）冷却定型装置（二）冷却定型装置 1、外径定径法、外径定径法 内压充气法内压充气法 真空定径法真空定径法

48、 2、内径定径法、内径定径法 第65页/共74页第六十六页，共74页。1、冷却的作用、冷却的作用 在冷却定型后继续冷却至室温，以免使已冷却表面温度升在冷却定型后继续冷却至室温，以免使已冷却表面温度升高高(shn o)而导致变形。而导致变形。2、冷却方式、冷却方式 空冷、水冷，使冷却后管温约空冷、水冷，使冷却后管温约30。3、水冷法、水冷法（1）冷却水槽）冷却水槽 24段、逐段降温段、逐段降温 弯曲问题（半没、全没、浮力）弯曲问题（半没、全没、浮力）（2）喷淋冷却）喷淋冷却 设设36根、前端水孔密根、前端水孔密 换热好、适合大管径换热好、适合大管径4、水槽或水箱长度、水槽或水箱长度 影响因素：水

49、温、管影响因素：水温、管温、管壁厚、牵引速度温、管壁厚、牵引速度(sd)、塑料种类；、塑料种类； 结晶型聚合物的长度结晶型聚合物的长度一般为一般为PVC的的2倍；倍； 一般一般1.56m。第66页/共74页第六十七页，共74页。1、牵引装置的作用、牵引装置的作用 给由机头出来的已获初步形状和尺寸的管子提供一定的牵引力给由机头出来的已获初步形状和尺寸的管子提供一定的牵引力和速度，均匀地引出管材，并通过牵引速度的变化和速度，均匀地引出管材，并通过牵引速度的变化(binhu)适当适当地调节管子的壁厚。地调节管子的壁厚。2、牵引速度对质量的影响、牵引速度对质量的影响 过快：壁薄、拉断过快：壁薄、拉断 过慢：壁变厚、堵塞过慢：壁变厚、堵塞3、常用牵引装置的工作原理、常用牵引装置的工作原理 1）滚轮式）滚轮式 2）履带式）履带式 3）橡胶带式）橡胶带式第67页/共74页第六十八页，共74页。 中空制品用途用途广泛；中空制品用途用途广泛； 常用原料有常用原料有PE、PVC、PS、PP、PC等等1、生产型坯的方法：挤出法、注射法、压缩法、生产型坯的方法：挤出法、注射法、压缩法2、挤出吹塑成型、挤出吹塑