第2章-塑料挤出机2

通过本章的学习，应掌握挤出机的基本组成结构及部分的功能、特点；熟知挤塑机的工作过程及工作原理；掌握常用挤塑产品的挤塑辅机的结构组成及特点。了解新型挤塑机组的结构、特点及作用。[学习要求]第四章塑料挤出机一、挤出成型过程第一节挤出成型工作原理及挤出机组组成挤出成型：是塑料成型加工的重要成型方法之一。大部分热塑性塑料和橡胶都能用此法进行加工。

应用：如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆等．热固性塑料：仅限于少数几种塑料，且挤出制品的种类也有限。

挤出过程：分为两个阶段：

第一个阶段是使固态塑料塑化(即变成粘性流体)并在加压情况下使其通过特殊形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体；

第二阶段则是用适当的处理方法使挤出的连续体失去塑性状态而变为固体，即得所需制品。塑化的方式：挤出工艺可分干法和湿法两种：①干法的塑化是靠加热将塑料变成熔体，而塑化和加压可在同一个设备内进行。②湿法的塑化则是用溶剂将塑料充分软化，因此塑化和加压必须分为两个独立的过程，而且定型处理必须采用比较麻烦的溶剂脱除，同时还得考虑溶剂的回收。

加压方式：分为连续和间歇两种。连续式所用设备为螺杆挤出机。间歇式为柱塞式挤出机。柱塞式挤出机的主要部件是一个料筒和一个由液压操纵的柱塞。螺杆数量单螺杆挤出机，使用最多；双螺杆挤出机，使用比较多；多螺杆挤出机，兼有塑炼功能，使用不多。挤出成型的特点1、因成型过程是连续的，所以生产过程是连续的，；可连续化生产2、生产效率高；3、应用范围广，能生产管材、棒材、板材、薄膜、单丝、电线、电缆、异型材，以及中空制品等；4、投资少，收效快。5、设备结构简单，易操作。挤出成型在挤出机上进行，挤出机是塑料成型加工的重要设备之一。二、

挤出机的组成与分类为使成型过程得以进行，一台挤出机一般由下列各部分组成：1.主机2.辅机3.控制系统

1、主机挤压系统：

主要由料筒和螺杆组成。塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立的压力下，被螺杆连续地定压、定量、定温地挤出机头。

传动系统：它的作用是给螺杆提供所需的扭矩和转速。加热冷却系统：其功用是通过对料筒（或螺杆）进行加热和冷却，保证成型过程在工艺要求的温度范围内完成。加料系统2、辅机机头（口模、芯架等）：它是制品成型的主要部件，熔融塑料通过它获得一定的几何截面和尺寸。定型装置：它的作用是将从机头中挤出的塑料的既定形状稳定下来．并对其进行精整，从而得到更为精确的截面形状、尺寸和光亮的表面。通常采用冷却和加压的方法达到这一目的。冷却装置：由定型装置出来的塑料在此得到充分的冷却，获得最终的形状和尺寸。

牵引装置：其作用为均匀地牵引制品。并对制品的截面尺寸进行控制，使挤出过程稳定地进行。3、控制系统（检测和控制）控制系统：它由各种电器、仪表和执行机构组成。可控制挤出机的主机、辅机的拖动电机、驱动油泵、油（汽）缸和其它各种执行机构按所需的功率、速度和轨迹运行，以及检测、控制主辅机的温度、压力、流量，最终实现对整个挤出机组的自动控制和对产品质量的控制。我们一般称由以上各部分组成的挤出装置为挤出机组。按工作原理分螺杆式无螺杆式单螺杆式双螺杆式普通型高速自热型按排气状况分排气式非排气式4、挤出机的分类按用途分造粒挤出机超高分子量挤出机混炼挤出机按安装位置分立式挤出机卧式挤出机目前用的最广泛的是卧式单螺杆和双螺杆挤出机。本章重点介绍卧式单螺杆非排气式挤出机(一)单螺杆挤出机的主要参数

单螺杆挤出机的性能特征通常用以下几个主要技术参数表示：

螺杆直径：指螺杆外径，用D表示，单位毫米。(美国max750mm)螺杆长径比：用L／D表示。其中L为螺杆的有效长度，即有螺纹部分的长度（工艺上将L定义为由加料口中心线到螺纹末端的长度），D为螺杆直径。螺杆的转数范围：用n表示,单位r/min。驱动电机功率：用P表示，单位千瓦。德国φ500-3600kwφ600-5000kw料筒加热功率：用E表示，单位千瓦。挤出机生产率：用Q表示，单位公斤／小时。机器的中心高：用H表示，指螺杆中心线到地面的高度。单位毫米。机器的外形尺寸:长、宽、高。单位毫米。

螺杆的主要结构参数：

D：螺杆外径；d：螺杆根径；L：螺杆长度；ｔ：螺距； Ｗ：螺槽宽度；Ｌ/D：长径比ｅ：螺纹宽度；ｈ：螺槽深度；φ：螺旋角；23挤出机的型号表示方法：

SJ-□-□/□□⑴⑵⑶⑷⑸第1位：类代号（SJ：塑料挤出机）第2位：字母，品种代号（Z：造粒机）第3位：规格参数，即螺杆直径第4位：规格参数，即螺杆长径比第5位：字母，机器结构或参数改进后的标记。•SJ—30/25B

—表示挤出机；30：表示螺杆直径；25：表示螺杆长径比；B：表示机器结构或参数改进后标志。•SJW—250/10

螺杆直径250mm长径比为10的塑料挤出喂料机。•SJZ—90/20

表示螺杆直径90mm长径比为20的塑料挤出造粒机。第二节挤出成型理论简介螺杆

1.螺杆的作用：

a.对物料进行输送和加压；

b.混合、加热、塑化；

c.定温、定量、定压挤出。

2.螺杆形状

a.渐变形螺杆：螺槽容积是逐渐变小。分为等距不等深螺杆和等深不等距螺杆。这种螺杆压缩段较长，螺槽深度逐渐变浅主要用于加工非晶型塑料，如PVC。

b.突变形螺杆：螺槽容积是突然变小。压缩段较短，螺槽深度变化较大。主要用于加工结晶型塑料，PP、PE、PA。

2、螺杆的分段及各段的功能：

一般螺杆分为三段，即加料段（供料段）压缩段（熔化段）均化段（计量段）①加料段（固体输送段）：靠近料斗附近作用：使塑料受热前移，将料斗供给的物料送往压缩段。

物料特征：固态

结构：等距等深(0.10-0.15D)，长度据情况而定(L1=4-8D)。要求：ⅰ固体输送能力应稍高于或等于熔融段或均化段的工作能力。

ⅱ压实固体颗粒或粉料，排出气体减少固体间的缝隙，有利于传热。②压缩段（熔融段）：螺杆中部一段（L2=3-15D）作用：

加热熔化；加压压实物料；排除空气。物料状态：液相、固相共存要求：物料得到进一步压缩，排出气体和挥发物；完成由松散料转变成熔体的变化。③均化段(计量段）：螺杆最后一段

作用：使熔体塑化均匀；使料流定量、定压、定温挤出。

物料特征：液态结构：等距等深(H3=0.02-0.06D)，长度据情况而定(L3=6-10D)。一.固体输送理论(solidconvey)由Darnell和Mol建立基本假设

螺槽中的物料像固体塞子一样移动，且密度不变，塞子与所有面都接触，螺槽为等深矩形，并忽略螺棱与料筒间隙，料筒相对螺杆转动，螺杆不动。固体输送理论图中：

Vb——料筒运动线速度，Vb=πDnVp——料塞沿螺纹方向的速度

Vbp——料塞相对料筒的速度差，Vbp=Vb-Vp可求得：固体输送理论经推导可得：3.讨论1.n：

Qs∝n，提高转速可增大产量。但实际中，n增大一倍，Qs不一定增加一倍。原因是：n↑，摩擦力↑，温度↑而影响摩擦系数，也就影响到Qs。

2.h1、D

Qs∝D

，增加螺杆直径，Qs增加。

Qs∝h1螺杆外径一定时，增加加料段螺槽深度有利于提高Qs。3.讨论3.固体输送角θ

Qs∝tgφ·tgθ/(tgθ+tgφ)Qs∝tgφ/[((tgφ/tgθ)+1]

若θ↑，则tgθ↑，而(tgφ/tgθ)↓，∴[(tgθ/tgφ)+1]↓，即Qs↑。∴Qs∝θ↑

Qs与θ关系密切，θ=0º，Qs=0，

θ=90º，Qs=Qsmax，摩擦条件的影响，0<θ<90º其他主要结论：要获得大的输送率需要光滑的螺杆表面和轴向摩擦力很小而且切向摩擦力很大的料筒内表面；固体输送区的功率消耗主要消耗在料筒上，主要由物料和料筒间的打滑引起；在固体输送区及早建立压力有利于挤出，即：早压实、不松散，有利于物料沿螺槽运动；物料的性质、几何形状，对Qs、压力、料温有直接影响；典型应用：在料筒加料段内壁开纵向沟槽（带锥度），并对此段进行强力冷却。二、熔融理论研究时间不长，仍处于发展期目的：指导螺杆熔融区的设计预测挤出机的最佳工作条件理论基础：由Madock和Street所作的大量试验后期由Tadmor和Klein建立起熔融理论实验原理：将着色物料与本色物料混合挤出，稳定后快速停车并骤冷料筒和螺杆，抽出螺杆后，将不同螺距处塑料沿垂直螺棱的方向切片观察观察结果：到第七螺距，出现熔膜到第九螺距，出现熔池到第二十螺距，全部熔融基本假设

1966年Todmol（塔莫尔）根据马多克理论建立了数学模型，使熔融理论发展到理论计算。基本假设：

a.熔化过程是稳定的过程；

b.固相是连续的均质体，而且螺槽的横截面为矩形；

c.塑料的熔融温度范围很窄，因此固相与液相分界面很明显；e.热量只在螺槽深度方向传导，忽略其它方向的热传导和对流；

f.固体的熔化只是在界面处进行，熔池对固体的传热忽略不计；

g.固体床以恒定的速度Vsy进入界面；

h.固体床在Y方向上无限深；

i.其它所有物理性能都是常数。实验解释：物料压成固体床→与料筒接触处升温→形成熔膜→

到一定厚度被螺棱刮下→形成熔池→与熔池接触的粒子熔融→熔池扩大→完全熔融熔融区从开始熔融到固体床消失的总长度就是熔融区。固体床在螺槽中的分布计算公式其中：A=(h1-h3)/L2主要结论：工艺条件、螺杆几何参数、物料性能都有影响。具体表现在：挤出量的增加使熔融变慢，产品品质变差。故生产中：n增加时，同时增加背压，控制G的增加；提高Tb和Ts有利于加速熔融。增大渐变度、减小间隙，有助于加速熔融比热容小、导热系数大、密度高、熔融潜热和熔融温度低的塑料熔融较快三、熔体输送理论基本假设：进入均化段的物料已全部熔融螺槽为矩形等深螺槽，且螺距不变螺杆不转，料筒反转流动方式：正流逆流横流漏流计算公式均化段的生产率（即挤出机的生产率）为：

Q=Qz–Qp–Ql由流体力学可以导出：主要结论：提高D、n、L3、e3，减小δ，可提高生产率出口压力高、熔体粘度小、逆流和漏流增大均化段螺槽深度的影响，分两种情况：

出口压力高时，因为逆流较大，降低h3有利于提高生产率

出口压力低时，逆流影响较小，提高h3有利于提高生产率生产应用：品质要求高时，一般p2大，最好用浅螺槽螺杆；一般品质时，可减小多孔板和过滤网的阻力，以提高生产率四、挤出机综合工作点

（一）螺杆特性线对给定螺杆，α、β、γ为常数挤出稳定后，温度、n、μ均不变说明：挤出量Q与机头压力p为直线关系转速n增加，曲线平行向上平移

公式Q=Qz–Qp–Ql可改写为：QmP螺杆特性线Q（二）口模特性线一般给定口模，k即为常数由流体力学，可知：螺杆、口模特性已知，N选定后，可找出挤出机工作点C当螺杆或口模改变一项，C点改变，可得到相应的熔体输送速率和机头压力。（三）挤出机工作综合工作点挤出机工作曲线螺杆是挤出机的关键性部件。通过它的转动，料简内的塑料才能发生移动，得到增压和部分的热量(摩擦热)。螺杆的几何参数，诸如直径、长径比、各段长度比例以及螺槽深度等，对螺杆的工作特性均有重大的影响，一般螺杆的结构如图所示。2.1.3螺杆的主要参数1螺杆的直径(D)和长径比(L／D)螺杆直径是螺杆基本参数之一。使用时，它是根据所制制品的形状大小及需要的生产率来决定的。表征螺杆特性的另一重要参数是螺杆的有效长度(L)与其直径之比，即长径比(L／D)。2螺杆各段的作用按塑料在螺杆上运转的情况可分为送料、熔化和计量三个区域。①加（送）料段自塑料入口向前延伸一段的距离(视挤出机的情况不同可有2～10D的变化)为送料段。②熔化段(压缩段)螺杆中部的一段为熔化段。③计量段(均化段)螺杆的最后一段为计量段。很明显，为了取得最好的效果，挤压不同塑料，三段长短与结构都应结合塑料的特性和所挤制品的类型来考虑。

3螺杆上的螺旋角θ，螺旋角的大小与物料的形状有关。物料的形状不同，对送料段的螺旋角要求也不一样。

4螺杆头部的形状，螺杆头部一般呈钝尖的锥形，借以避免物料在螺杆头部停滞过久而引起分解。

5螺槽深度、压缩比、螺纹螺距、螺纹深角、螺槽轴向宽度…（P24)6技术参数（P25)转动装置加料装置料筒机头和口模2.1.4挤出机其它重要部分1．传动装置包括：电动机、减速机构和轴承等所组成。要求：无级调速，良好的润滑系统，迅速制动的装置。常用体系：①整流子电动机或直流电动机，它既是驱动装置，又是变速装置；②常速电动机驱动的机械摩擦传动，如用皮带传动或齿轮传动的无级变速装置；③用电动机驱动油泵，将油送至液压马达，改变泵的排油量从而改变挤出机螺杆转速。2．加料装置供料的形式有粒状、粉状和带状等几种。加料装置一般都采用加料斗，料斗的容量至少应能容纳一小时的用料。加料斗内应有切断料流、标定料量和卸除余料等。上料装置。3．料筒料筒是挤出机主要部件之一，塑料的塑化和加压过程都在其中进行。挤压时料简内的压力可达55兆帕，工作温度一般为180~250℃，因此料筒可看作是受压和受热的容器。另外，一般挤出机在料筒和机头之间还设有粗滤器，它是由带孔的合金钢板制成的，主要作用是使塑料由旋转流动变为平直流动，且沿螺杆方向形成压力，增大塑化的均匀性，过滤塑料中可能混入的杂质(这在挤压回料时可能性更大)和阻止未塑化的物料进入机头．4．机头和口模机头是口模与料筒之间的过渡部分，其长度和形状随所用塑料的种类、制品的形状、加热方法及挤出机的大小和型式而定。口模是制品横截面的成型部件，它是用螺栓或其它方法固定在机头上的。如果口模和机头是一个整体，一般就统称为机头。机头和口模结构的好坏，对制品的产量和质量影响很大。其尺寸都根据实践经验或流变学知识来确定。从工艺角度考虑：(1)口模定型部分是决定制品横截面的重要部件(2)过渡部分的流道应尽量平滑，使其呈流线型，以免物料在流道中停滞而发生分解．(3)机头和口模应有足够的刚度，以免在工作压力下使流道变形。

2.1.5

挤出机的一般操作方法

1、准备工作。

2、加热(提前２小时)。

3、上紧机头（温度升高后紧固）。

4、开车启动，严格低速启动。

5、停车。将挤出机内的塑料尽可能挤完，以便下次操作。挤压时应注意的安全项目有：电、热、机械的转动和笨重部件的装卸等。拆除时应先拆出螺杆，后拆料筒，而安装时则应先装料筒，后装螺杆。

2.2.1挤出机工作过程与原理

挤出机要达到稳定的产量和质量，一方面，沿螺槽方向任一截面上的质量流率必须保持恒定且等于产量，另一方面，熔体的输送速率应等于物料的熔化速率。否则…….

T,P,Q波动因此，从理论上阐明挤出机成型过程三阶段固体输送、熔融和熔体输送与操作条件、塑料性能和螺杆的几何结构之间的关系，无疑是有重要意义的。2.2挤出螺杆设计1挤塑过程的三个主要参量及其波动三个主要波动温度及其波动压力及其波动产量及其波动关系：互相制约、互相影响原因：影响：温度或者热量的来源？

主要有哪些波动？危害是什么？压力来源？螺杆结构设计不合理机筒结构设计不合理机头结构设计不合理加热冷却系统不稳定螺杆转速控制不稳定物料量的加入不稳定残余应力，强度不均，变形开裂颜色不均，甚至变色表面灰暗无光泽形状和尺寸不准确三大挤塑理论和相应的数学模型计量段(均化段)熔化段(压缩段)送料段固体输送理论固体熔化(压缩)理论熔体输送(计量)理论

2.固体输送理论目前理论推导最为简单的是以固体对固体的摩擦力静平衡为基础的。基本假设：

(1)物料与螺槽和料筒内壁所有边紧密接触，形成固体塞或固体床，并以恒定的速率移动；

(2)略去螺翅与料筒的间隙、物料重力和密度变化等的影响；

(3)螺槽深度是恒定的，压力只是螺槽长度的函数，摩擦系数与压力无关；

(4)螺槽中固体物料像弹性固体塞一样移动。

当螺杆转动一转时，螺槽中固体塞上的A点移动到B点，这时AB与螺杆轴向垂直面的夹角为φ，此角常称为移动角。

通过推导，可得固体输送速率(Qs)的计算公式为：

为了计算固体输送率Qs需要先知道移动角φ的大小。其值可按下式计算：

Qs:固体传输率；n：螺杆转速；h1：加料段落槽深度D：螺杆直径θ：固体传输角；b：螺棱宽度；φ：移动角（螺旋角）M：螺槽中力的合集对实践的指导意义因为Qs与正切函数成正比，所以正切函数最大时，输送量也最大。从图中可见θ＝17~20度时，可以得到最大输送量。为获得最大的固体输送速率，可从挤出机结构和挤出工艺两个方面采取措施。1、从挤出机结构角度来考虑，增加螺槽深度是有利的，但会受到螺杆扭矩的限制。2、降低塑料与螺杆的摩擦系数(f)也是有利的，增大塑料与料筒的摩擦系数，也可以提高固体输送速率。控制机筒和螺杆的温度与表面粗糙度从输出工艺角度来考虑，关键是控制送料段料筒和螺杆的温度，因为摩擦系数是随温度而变化的，一些塑料对钢的摩擦系数与温度的关系如图所示。如果物料与螺杆之间的摩擦力是如此之大，以致物料抱住螺杆，此时挤出量Qs和移动速度均为零，因为θ＝0。这时物料不能向前进行，这就是常说的“不进料”的情况（封闭挤出）。如果物料与螺杆之间的摩擦力很小，甚至可略而不计，面对料筒的摩擦力很大，这时物料即以很大的移动速度前进，即θ＝900。如果料在筒内开有纵向沟槽，迫使物料沿令θ＝900方向前进，这是固体输送速率的理论上限（自由挤出）。一般情况即是在00＜φ＜900范围。在挤出过程中，如果不能控制物料与螺杆和料筒的摩擦力为恒定值，势必引起移动角变化，最后造成产率波动。2.2.3常规螺杆设计螺杆、料筒、分流板和过滤网组成了挤出机的挤压系统。螺杆为是挤压系统的重要部件，人们通常称之为挤出机的心脏。塑料(橡胶)正是在这一部分由玻璃态转变为粘流态，然后通过口模、辅机而被做成各种制品的。如果就螺杆和料筒相比，螺杆更显得居于关键地位。这是因为一台挤出机的生产率、塑化质量、填加物的分散性、熔体温度、动力消耗等，主要决定于螺杆的性能。因此，下面较详细地介绍有关螺杆设计的诸问题，前一部分介绍常规螺杆，后一部分介绍新型螺杆。

85橡胶螺杆2.2.3常规螺杆设计60销钉螺杆2.2.3常规螺杆设计120销钉螺杆2.2.3常规螺杆设计250大螺杆2.2.3常规螺杆设计双锥螺杆2.2.3常规螺杆设计锥形双螺杆2.2.3常规螺杆设计锥形双螺杆2.2.3常规螺杆设计1评价螺杆的标准如何评价螺杆的好坏呢？由前面对挤出过程的分析可以看出，至少应当从以下几个方面评价螺杆：1）塑化质量一根螺杆首先必须能生产出合乎质量要求的制品。所谓合乎质量要求是指所生产的制品应当合乎以下几个方面的要求:a、具有合乎要求的各种性能。包括规定的物理、化学、力学、电学性能；b、具有合乎要求的表观质量。如能达到用户对气泡、晶点、染色分散均匀性的要求等。

2.2.3常规螺杆设计c、具有合乎要求的螺杆的塑化质量：螺杆所挤出的熔体温度是否均匀，轴向波动、径向温差多大。是否有得以成型的最低的熔体温度。挤出的熔体是否有压力波动。染色和其它填加剂的分散是否均匀等。应当指出，低温挤出是目前的一个发展趋势，它能改善挤出制品的质量（如降低内应力等），防止热敏性物料过热分解，降低能量消耗，减少主辅机冷却系统的负担，提高生产率。2.2.3常规螺杆设计2）产量所谓产量是指在保证塑化质量前提下，通过给定机头的产量或挤出量。产量一般用公斤/小时或公斤／转来表示。一根好的螺杆，应当具有较高的塑化能力。（生产能力）3）适应性所谓螺杆的适应性是指螺杆对加工不同塑料、匹配不同机头和不同制品的适应能力。一般说来，适应性越强，往往伴随着塑化效率的降低。因此我们总希望一根好的螺杆，其适应性和高的塑化效率都应兼备。

2.2.3常规螺杆设计4）单耗所谓单耗，是指每挤出一公斤塑料（橡胶）所消耗的能量，一般用N用表示。其中N为功率（千瓦），Q为产量（公斤/小时）。一根好的螺杆，在保证塑化质量的前提下，单耗应尽可能低。5）制造的难易一根好的螺杆还必须易于加工制造，成本低。以上几条标准必须综合起来考虑，只强调一方面是片面的。当然，也允许针对不同要求，重点保证某条标准的达到。2.2.3常规螺杆设计2设计螺杆考虑的因素要设计一根合乎以上标准的性能优异的螺杆并非一件轻而易举的事。在进行螺杆设计时，要综合考虑以下诸因素：1)物料的特性及其加入时的几何形状、尺寸和温度状况。不同物料的物理特性（如挤出温度范围、粘度、稳定性和流变性能）相差很大，因而加工性能也很不相同。橡胶挤出机螺杆与塑料挤出机螺杆差别很大：如螺杆长径比、螺槽深度、螺杆结构（塑料挤出机螺杆带有混炼元件、剪切元件）等。2.2.3常规螺杆设计同是塑料挤出机螺杆也不相同：例如聚氯乙烯和聚烯烃就有很大差别。前者为无定形塑料，粘度大，对温度比较敏感，无明显熔点。后者为结晶性塑料粘度较低，有明显的熔点。就是同是聚氯乙烯，但由于生产厂家不同，或批号不同，其性能也有差异。进而言之，同是一种物料，粉状和粒状的加工性能也不尽一样，预热和不预热对加工性能也有影响。因此，要采取不同的螺杆设计来适应不同的物料。2.2.3常规螺杆设计2）口模的几何形状和机头阻力特性。由挤出机的工作图可知，口模特性线要与螺杆特性线很好地匹配，才能获得满意的挤出效果。如：a、高阻力机头，一般要配以均化段螺槽深度较浅的螺杆，b、低阻力机头，需与均化段螺槽较深的螺杆相配。c、对排气挤出机，机头阻力的大小和螺杆性能的匹配显得更重要，弄得不好，挤出机甚至不能工作。

2.2.3常规螺杆设计3)料筒的结构形式和加热冷却情况。由固体输送理论知，在加料段料筒壁上加工出锥度和纵向沟槽并进行强力冷却，会大大提高固体输送效率。若采用这种结构形式的料筒，设计螺杆时必须在熔融段和均化段采取相应措施，使熔融速率、均化能力与加料段的输送能力相一致。4)螺杆转数。由于物料的熔融速率很大程度上取决于剪切速率，而剪切速率与螺杆转数有关，故进行螺杆设计时必须考虑螺杆转数这个因素。2.2.3常规螺杆设计5)挤出机的用途。设计螺杆时必须弄清楚挤出机是用作加工制品．还是用作混料、造粒或喂料。因为不同用途的挤出机的螺杆在设计上是有很大不同的。总之，在对评价螺杆的标准有了统一的看法和对螺杆设计必须考虑的因素有了一个全面的了解之后，方能进行螺杆的具体设计。2.2.3常规螺杆设计3常规全螺纹三段螺杆的设计所谓常规全螺纹三段螺杆，是指出现最早、应用最广、整根螺杆由三段组成，其挤出过程完全依靠全螺纹的形式完成的螺杆。这种螺杆的设计包括螺杆型式的确定、螺杆分段及各段参数的确定、螺杆直径和长径比的确定、螺杆和料筒间隙的确定等，下面分别叙述。1）关于螺杆型式的确定按照传统的说法，常规全螺纹三段螺杆分为渐变型螺杆和突变型螺杆。2.2.3常规螺杆设计a、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。特点如下：a）渐变螺杆大多用于无定形塑料和橡胶的加工。如聚氯乙烯；b）它对大多数物料能够提供较好的热传导，传热均匀，效果好。适用于热敏性塑料；c）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，也可用于结晶性塑料。2.2.3常规螺杆设计b、突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较短的螺杆轴向距离内完成的。特点如下:1）突变螺杆由于具有较短的压缩段，有的甚至只有（1—2）D；2）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、聚烯烃；3）对于高粘度的塑料容易引起局部过热，故不适于聚氯乙烯。c、等深等距螺杆，橡胶热喂料螺杆。2.2.3常规螺杆设计2）关于螺杆直径的确定：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。a、螺杆直径已经标准化:在设计螺杆时不能任意确定，因为螺杆直径已经标准化。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、250、300一般情况下，确定的螺杆直径应符合此系列。2.2.3常规螺杆设计b、螺杆直径的确定：螺杆直径的大小一般根据所加工制品的断面尺寸、加工物料的种类和所要求的生产率来确定。制品截面积的大小和螺杆直径的大小有一个适当的关系。一般说来，大截面的制品选大的螺杆直径，小截面的制品选小的螺杆直径，这对制品的质量、设备的利用率和操作比较有利。2.2.3常规螺杆设计3）关于螺杆长径比的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。a、发展趋势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18—20，60年代为25—28，目前为30左右。b、大长径比的优点长径比加大后，螺杆的长度增加，物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。在此前提下，可提高螺杆的转数．从而提高挤出量。

2.2.3常规螺杆设计c、大长径比的缺点长径比加大后，螺杆、料筒的加工和装配都比较困难和复杂，成本也相应提高。长径比加大后，挤出机加长，增加所占厂房的面积。长径比增大后，因螺杆的下垂度与其长度的四次方成正比，故会增加螺杆的弯曲度而造成螺杆与料筒的间隙不均匀，有时会使螺杆刮磨料筒而影响挤出机的寿命。长径比加大后，若提高螺杆转数，其扭矩必然加大，这对小直径的螺杆来说，因其加料段的螺纹根径较小，就要考虑其强度是否满足要求的问题。

2.2.3常规螺杆设计因此，应当力求在较小的长径比的条件下获得高产量和高质量，才是多快好省的途径。切不可盲目地加大长径比。

4）螺杆的分段及各段参数的确定如前所述，常规全螺纹三段螺杆一般分为加料段、压缩段、均化段（计量段、挤出段）。由挤出过程知，物料在这三段中的挤出过程是不相同的。在设计螺杆时，每一段几何参数的选择，应当围绕着该段的作用以及整根螺杆和各段的相互关系来考虑。2.2.3常规螺杆设计a、加料段。输送物料给压缩段和均化段。(回到图2-3）a)熔体控制型螺杆

即熔融均化能力低，挤出量主要由压缩段和均化段的熔融均化速率所决定的螺杆。加料段的设计应当与压缩段和均化段相匹配，输送的物料应与后两段熔融均化速率相一致，使熔体充满均化段螺槽，过多或过少都会造成挤出的不稳定。b)加料控制型螺杆

即熔融均化能力很高，挤出量主要取决于加料段的输送能力的螺杆。加料段应当输送尽可能多的物料给后两个区段。当然，这时也有一个熔融均化能力和加料能力相一致的问题，否则会引起过热和塑化不良。

2.2.3常规螺杆设计P30c）加料段的核心问题是输送能力。通过加大加料段的螺槽深度h1来实现提高输送量Qs。通过在料筒加料段处开纵向沟槽和加工出锥度来实现提高输送量Qs

。增加加料段的长度会使产量的提高。加料段的长度与压力的建立、熔融区的熔融状况和波动有关。加料段的长度一般取(3—10）D，对于结晶性塑料，加料段长度一般取为螺杆全长的60—65%。螺旋角也是一个影响输送能力的因素，由固体输送理论得知，φ越大；Qs越大。但通常取D=S（螺距），即φ=17°40′。螺杆表面摩擦系数越小（料筒的摩擦系数越大），Qs越大。2.2.3常规螺杆设计b、压缩段。压实物料，熔融物料。

压缩段螺杆参数中有个重要概念，即压缩比。a)压缩比：它的作用是将物料压缩，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。压缩比有二，一是几何压缩比，一是物理压缩比。所谓几何压缩比：加料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比。所谓物理压缩比：均化段熔体密度与物料加压之前的松密度之比。

2.2.3常规螺杆设计b)设计原则应使几何压缩比大于物理压缩比。物理压缩比与物料的性质、制品的情况等有关。它可用试验决定。目前多根据经验选取，因而即使加工同一种物料和同一种制品，各厂也会采取不尽相同的压缩比。（P31）c）获得压缩比的方法，可采用等距变深螺槽、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法易于进行机械加工，故多采用。2.2.3常规螺杆设计d)压缩比的确定：热喂料螺杆1.3—1.5冷喂料螺杆1.7—2.1塑料螺杆一般根据塑料种类不同取2--5e）压缩段的长度目前国内多以经验方法确定。根据一般经验。对非结晶型塑料，压缩段约占整个螺杆长度的55—65%；而对于结晶性塑料，则取（1—4）D不等。

2.2.3常规螺杆设计c、均化段。由挤出过程知，该段的作用是将来自压缩段的已熔物料定压定量定温地挤到机头中去。均化段的螺槽深度和长度是两个重要参量。螺槽深度

应当设计得使该段的输送能力与压缩段的熔融能力相匹配，以适当地控制每一转的挤出量。a)如果该段螺槽深度过大，使其潜在的熔体输送能力大于熔体熔融能力，压缩段未熔融的物料会进入该段，残留的固相碎片若得不到进一步均匀塑化而挤入机头，会影响制品质量。2.2.3常规螺杆设计b)如果螺槽太浅，产量就会降低，而且熔体会受到过大的剪切，熔体的温度会变得过高，非但不能获得低温挤出，甚至会引起过热分解。c)均化段螺槽深度的选择还应当与使用的机头相匹配：若想获得高的挤出量，高压机头应当与浅的均化段螺槽的螺杆相匹配，低压机头应当与均化段螺槽深的螺杆相匹配。d)均化段螺槽深度h3的确定比较复杂，目前仍以经验方法确定。

h3=（0.02—0.06）D螺杆直径较小者，h3取大值，反之，取小值。2.2.3常规螺杆设计均化段长度L3是另一个重要参数。a)L3长一些，可以使物料得到相对长一些的均化时间，也可以减少压力、产量、温度的波动。b)但L3不能过长，否则会使压缩段和加料段在螺杆全长中占的比例变小，不利于物料的熔融，或使螺杆加长。c)均化段的长度也多凭经验确定。对于非结晶性塑料，均化段长度约占螺杆全长的22—25%；对结晶性塑料，均化段长度约占螺杆全长的25～35%。2.2.3常规螺杆设计对于某种给定的物料，有一个最佳的均化段螺槽深度和均化段长度。均化段的尺寸决定了它的均化能力。有实验证明，在其它条件不变的情况下，均化段螺槽深度稍为增加就使均化质量大大下降；相反，h3稍为减少，产量会大大减少（约50%）。而均化段的长度减少太多，同样也会引起塑化质量的下降。附带说明一下：有一种习惯的计算方法，当压缩比ε和均化段槽深h3决定后，h1可以用下式计算：

h1=0.5{D-[D2-4εh3（D-h3）]1/2}应当指出，这仅是一个几何关系。压缩比ε不应作为决定加料段螺槽深度的标准。简化公式：h1=εh3/0.932.2.3常规螺杆设计5）螺杆与料筒间隙的确定a、间隙δ选区所考虑的因素：

a）被加工物料的性质（如热敏性与非热敏型物料）

b）机头阻力情况。阻力越大间隙越小。

c）螺杆料筒的材质及其热处理情况

d）机械加工条件

e）螺杆直径的大小。螺杆直径越大，δ的绝对值应选得越大，螺杆直径越小，δ的绝对值应选得越小。b、选取我国已有挤出机系列标准的直径间隙值，可根据情况选取。δ＝（0.003—0.005）D。

2.2.3常规螺杆设计6）螺杆其它参数的确定a、螺旋升角θ：

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。a）θ=30°左右适于粉料，b）θ=l7°左右适于圆柱料，c）θ=15°左右适于方块料。出于机械加工方便，一般取D（直径）=S（螺距），θ=17°40’。

2.2.3常规螺杆设计b、螺纹的头数i

螺杆螺纹可以是单头的，也可以是双头的。多头螺纹用得较少，这是因为物料在多头螺纹中不易均匀充满，易造成波动。c、螺纹棱部宽度ea）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。b）e太大会增加螺棱上的动力消耗，有局部过热的危险。一般取e=（0.08-0.12）D。

2.2.3常规螺杆设计7）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。根据常用的螺杆头的形状，分成以下几类：

2.2.3常规螺杆设计a、钝的螺杆头总有因物料在螺杆头前面停滞而分解的危险，即使稍有曲面和锥面的螺杆头通常也不足以防止这一点，对以上形式的螺杆头一般要求装分流板。b、带有较长锥面的螺杆头也难免在螺杆的端点因停滞物料被烧焦的现象。2.2.3常规螺杆设计c、斜切截锥体的螺杆头其端部有一个椭圆平面，当螺杆转动时，它能使料流搅动，物料不易因滞流而分解。d、锥部带螺纹的螺杆头能使物料借助螺纹的作用而运动，主要用于电缆行业2.2.3常规螺杆设计e、鱼雷头螺杆头与料筒之间的间隙通常小于它前面的螺槽深度。有的鱼雷头表面上开有沟槽或加工出特殊花纹。“它有良好的混合剪切作用，能增大流体的压力和消除波动现象”。常用来挤出粘度较大、导热性不良或有较为明显熔点的塑料。2.2.3常规螺杆设计8）螺纹断面形状

常见螺杆螺纹的断面形状有三种。a、一种是矩形。在螺槽根部有一个很小的圆角半径，它有最大的装填体积，而且机械加工比较容易，适用于加料段2.2.3常规螺杆设计b、另一种是锯齿形。改善了塑料的流动情况，有利于搅拌塑化，也避免了物料的滞留。适用于压缩段和均化段。c、第三种双楔形。输送物料稳定，提高塑化效果，提高产量30—50%。（R的取值，见P34）2.2.3常规螺杆设计3、螺杆材料及强度计算方法1）螺杆材料a、对材质的要求由挤出过程可知，螺杆是在高温、一定腐蚀、强烈磨损、大扭矩下工作的，因此，螺杆必须：

--耐高温，高温下不变形；

--耐磨损，寿命长；

--耐腐蚀，物料具有腐蚀性；

--高强度，可承受大扭矩，高转速；

--具有良好的切削加工性能；

--热处理后残余应力小，热变形小等。

2.2.3常规螺杆设计b、常用材料及热处理

目前我国常用的螺杆材料有45号钢、40Cr、氮化钢、38CrMOAl等。a）45号钢便宜，加工性能好，但耐磨耐腐蚀性能差。

热处理：调质HB220—270，高频淬火HRC45—48b）40Cr的性能优于45号钢，但往往要镀上一层铬，以提高其耐腐蚀耐磨损的能力。但对镀铬层要求较高，镀层太薄易于磨损，太厚则易剥落，剥落后反而加速腐蚀，目前已较少应用。

热处理：调质HB220—270，镀硬铬HRC＞552.2.3常规螺杆设计c）氮化钢、38CrMoAl综合性能比较优异，应用比较广泛。一般氮化层达0.4—0.6毫米。但这种材料抵抗氯化氢腐蚀的能力低，且价格较高。热处理：调质HB220—270，渗氮HRC＞65国外有用碳化钛涂层的方法来提高螺杆表面的耐腐蚀能力，但据报道，其耐磨损能力还不够好。近年来国外在提高螺杆的耐磨耐腐蚀能力方面采取了一系列措施。一种办法是采用高度耐磨耐腐蚀合金钢。如34CrAlNi，31CrMo12等。还有采取在螺杆表面喷涂Xaloy合金的方法。这种Xaloy合金具有高的耐磨耐蚀性能。特塑耐2.2.3常规螺杆设计2）螺杆的强度计算a、螺杆受力情况当螺杆与减速箱主轴用较长的圆柱面配合时，可以将螺杆作一端固定的悬臂梁。受力状态如图所示：a）自重G；b）克服物料阻力所需的扭矩M；c）物料压力产生的轴向力P。d）螺杆的危险断面一般在加料段螺纹根径最小处。2.2.3常规螺杆设计b、强度计算P35根据材料力学可知，对塑性材料，复合应力用第三强度理论计算，其强度条件为：

其中:σT---材料的屈服极限

n---安全系数，一般取n=32.2.3常规螺杆设计总

所谓新型螺杆，是相对于常规全螺纹三段螺杆而言的。新型螺杆在原理、结构设计上有许多特点，它们是在常规全螺纹三段螺杆的基础上发展起来的，目前已得到广泛应用。2.2.4新型螺杆设计(一）、常规全螺纹三段螺杆存在的问题1、熔融效率低、塑化混炼（染色、加填充物）不均匀1)传热途径问题由熔融理论知，固体床熔融的热源有两个:一是来自加热器的外热。一是发生在熔膜中的剪切热，后者是主要的。如果能使固体床在其消失之前始终能以最大的面积与料筒壁相接触，则可以获得最大的熔融效率。2.2.4新型螺杆设计(补充）2)固体床变窄，传热面积减少，熔融效率低,挤出量不高在常规三段螺杆中，熔融段同时有固体床和熔池同居一个螺槽中，熔池不断增宽，固体床逐渐变窄，从而减少了固体床与料筒壁的接触面积，减少了料筒壁直接传给固体床的热量，降低了熔融效率，致使挤出量不高。2.2.4新型螺杆设计3)固体床易破碎，固体碎片传热慢，剪切力小，不易熔融a.固体床易破碎

在常规三段螺杆中，当固体床宽度减少至它的初始宽度的10%时。其物理性质极不稳定，由于某种原因，固体床出现缝隙，熔体不断挤入其内，当外力超过了固体床的抗张强度时，固体床便解体，形成固体碎片。2.2.4新型螺杆设计b.固体碎片被融体所包围，不能直接获得外部热量，传热慢

固体碎片混到已熔的塑料中，为熔体所包围，形成内部是压实的固体而外部是熔体的状态。固体碎片不能直接与料筒壁接触而获得外部加热器的热量，只能从包围它们的熔体中获得热量。由于熔融聚合物传热性能很差，完全将这些碎片熔融将是很困难的，也是很慢的。2.2.4新型螺杆设计c.漂浮在熔体中的固体碎片受的剪切力很小，很难从剪切获得热量,有资料报道，自螺槽底部向上算起的螺槽深度的三分之二处，剪切速率几乎为零。且固体碎片被融体所包围，成漂浮状态，基本上没有剪切发生。2.2.4新型螺杆设计4）部分物料得不到彻底熔融，另一部分物料则过热，导致温度、塑化极不均匀。所以，综合上述因素，常规全螺纹三段螺杆使固体床不能彻底地熔融。相反，已熔的物料由于与料筒壁相接触，仍能从料筒壁和熔膜中的剪切获得热量，使温度继续升高。这样一来，就形成一部分物料得不到彻底熔融，另一部分物料则过热，导致温度、塑化极不均匀。2.2.4新型螺杆设计2、压力波动、温度波动和产量波动大的问题。一般认为，这些波动有三种形式，一种是较高频率的波动，与螺杆的回转频率一致，它是由螺杆的旋转引起的，特别容易发生在固体输送过程中；第二种是低频波动，它是由于熔融过程的不稳定性（可能是由于固体床周期性地解体）所引起的；2.2.4新型螺杆设计第三种波动频率就更低了，其周期可以是几分钟或几小时，它是由温控系统的稳定性差或环境因素的变化（如电网电压不稳定）所引起的。这些波动中以第一、二种影响最大，而这又与螺杆设计有关。常规全螺纹螺杆由于其固有的问题而不可能减少和消除这些波动，这就影响到产品的质量。2.2.4新型螺杆设计3、加工物料适应性差常规全螺纹三段螺杆往往不能很好适应一些特殊塑料的加工或进行混炼、着色等工艺过程。4、目前常采取的解决办法为了克服常规全螺纹三段螺杆存在的熔融效率低、塑化混炼（染色、加填充物）不均匀等缺点，目前在常规三段螺杆上常用的方法就是2.2.4新型螺杆设计1）加大长径比；2）提高螺杆转数；3）加大均化段的螺槽深度等。这些措施无疑取得了一定的成效，但成效有限，因为采取上述措施并没有从根本上改变常规全螺纹三段螺杆靠全螺纹的几何形状来完成挤出过程所存在的固有缺点这一状况，这就促使人们突破常规全螺纹的形式，探索创造新的螺杆结构。2.2.4新型螺杆设计（二）、几种常见的新型螺杆针对常规全螺纹三段螺杆存在的上述问题，各国对挤出过程进行了更深入的研究，在大量实验和生产实践的基础上，发展了各种新型螺杆。这些新型螺杆在不同方面、不同程度上克服了常规全螺纹三段螺杆存在的缺点，优点如下：2.2.4新型螺杆设计

提高了挤出量，改善了塑化质量，减少了产量波动，压力波动和温度波动。提高了混合的均匀性和填加物的分散性。新型螺杆越来越引起人们的重视和得到广泛的应用。到目前为止，已应用于生产的新型螺杆的形式很多，但尚无一个全面的科学的螺杆分类，下面仅就目前较为流行的分类方法，重点地介绍2种。2.2.4新型螺杆设计1、设计思路：所谓屏障型螺杆就是在螺杆的某部位设立屏障段，使未熔的固相不能通过，并促使固相熔融的一种螺杆。

2、结构原理：下面是一种常用的直槽屏障型螺杆的屏障段。1）在该段的圆柱面上等距地开了若干纵向沟槽，分为两组；2）一组是进料槽，其出口在轴线方向是封闭的；(1）屏障型螺杆2.2.4新型螺杆设计3）另一组是出料槽，其入口在轴线方向是封闭的；4）两组槽相间。将进料槽和出料槽隔开的棱面与料筒之间的间隙大小不等，一半为δ（正常螺杆与机筒的间隙），另一半为△（大于正常螺杆与机筒的间隙）。2.2.4新型螺杆设计3、熔融机理

工作时，物料由进料槽流入。只有熔融的物料和粒度小于间隙△的固相碎片才能越过（即图中划剖面线处）而进入出料槽，而那些未熔的粒度较大的固相碎片被屏障阻挡。2.2.4新型螺杆设计旋转方向环流剪切出料口入料口2.2.4新型螺杆设计1、设计思路：在螺杆的某一部位设置许多突起部分或沟槽或孔道。将螺槽内的料流分割，以改变物料的流动状况，促进熔融、增强混炼和均化的一类螺杆。销钉螺杆是它们的代表。（2）分流型螺杆2.2.4新型螺杆设计（3）组合式螺杆以上我们介绍的新型螺杆可以看出：1、屏障型、分流型螺杆多在均化段或熔融段来增设非螺纹形式的各种区段，我们称之为螺杆元件。它们可以与螺杆做成一体，也可以用连接的方法加到螺杆本体上。根据这些区段的作用的不同，将它们分别称为输送元件、压缩元件、剪切元件、均化元件等等

2.2.4新型螺杆设计1、结构组成1）组合螺杆由螺杆主体和各种不同职能的螺杆元件（如输送元件、压缩元件、混炼元件、剪切元件等）组成的。2）改变这些元件的种类、数目和组合顺序，可以得到各种特性的螺杆，以适应不同物料和不同制品的加工要求，并找出最佳工作条件2.2.4新型螺杆设计2.3挤塑机辅机作用：是将连续挤出的已获得初步形状和尺寸的制品进行定型，再通过进一步的冷却，使之由高弹性态最后转变为室温下的玻璃态，从而达到一定的表面质量，最终成为可供使用的制品或半成品。一、制管和异型材的辅机

辅机由机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、夹紧切割装置等组成。管材辅机吹膜辅机板材、片材辅机

2.3挤塑机辅机二、挤出机的辅助设备辅助设备三类：1．挤压前处理物料的设备2．处理挤出物的设备3．控制生产条件的设备三类设备不仅随制品的种类、对制品质量的要求以及自动化程度等的不同面有差别，而且每一种设备的类型也有不同的形式。（1）机头

分为直型和弯型两种。实践证明：口模形状和挤出制品的界面形状有很大关系。（2）定型装置从机头挤出的制品处于熔融状态，(温度很高)，在重力作用下容易变形，因此在机头后必须立即冷却，以使制品定型。定型装置分为外径定型和内径定型两种。1）外径定型

是国内普遍采用的方法，又分为内压定型和真空定型。

内压定型法：是在机头芯棒的肋上打孔，向管内或型材内通入压缩空气，由气体压力的作用，使管壁与定径套壁接触，定径套靠水冷却，使管初步冷却然后进入水槽内进一步冷却定型。

真空定型法：由真空定型套、冷却水槽、真空泵、电机、管道等组成。采用在制品与定型套之间抽真空，使制品与定型套接触冷却的方法。与内压法相比，此法更适合于异型材的生产，此法无内压力，制品的内压力较小，操作方便，废品率低。在生产中采用更加简单实用的校准技术的设想，促进了校准套管革命性的发展。适用于HDPE管及PP管生产中，通过校准套管的调准技术，可以平衡由不同原料及不同压力等因素造成的管壁收缩数值。同时具有如下有优势：

-可调直径范围大。适用于16mm到630mm。目前最大已可达1600mm。

-操作简便，独立高效。外径可在真空定径前得到直接的调整。

-外径调整比率大。160mm的管径，最大可调12.7mm，调整比率达8%。2）内径定型靠芯棒冷却定型的方法。冷却水通入芯棒，同时使制品与芯棒接触冷却。为适应收缩，芯棒一般制作成锥形，锥度为0.6％；与外径定型相比：内径定型的内表面光滑，外径定型的外表面光滑。（3）冷却装置

制品由定型装置出来后，并未完全冷却，还需要继续降温。冷却装置：浸浴法与喷淋法。

1）浸浴式冷却水槽

图4-190，冷却水槽长2～6m，冷却水从制品的最后一段流入，即逆流法，使制品逐渐冷却。（用于小口径管或异型材），水应埋没制品。

2）喷淋式冷却箱

图4-191，用于较大截面的制品，由几个喷淋管喷水冷却。（4）牵引装置

作用：给挤出管提供一定的牵引力，牵引速度。均匀稳定地将制品引出。

牵引装置必须满足：

a、速度无级调节；常采用直流电动机和变频调速电动机。

b、牵引力、速度保持恒定；直接影响管材的壁厚；

c、对制品的夹持力能够调节牵引速度一般比挤出速度略快1%-10%。牵引装置分履带式、滚轮式两种。a、履带式牵引装置由2～6条可调节的履带组成，均匀地分布在管材地四周。主要用于大直径和薄壁管材的牵引。b、滚轮式牵引装置由2～5对牵引滚轮组成，下轮为主动轮，上轮为从动轮。此种牵引装置轮与管子地接触面小，适合于管径较小地制品（100mm以下），但设备简便。（5）切割装置

a、自动或手动圆锯切割机由行程开关控制夹持器和电动锯片。夹持器夹住制品之后，锯座与制品同步运动，锯片开始切割，切断后夹持器松开返回原处。（适用于切200mm直径以下的管）

b、行星切割装置锯片不仅自转，而且围绕管的直径旋转，锯片可以是一个也可以是几个。适用于切大口径管。二、板材、片材辅机二、板材、片材辅机

（前面介绍的是挤管异型材辅机，下面介绍挤板辅机）挤板工艺流程如图11-45。主要设备：挤出机、机头、三辊压光机、牵引机、切割机等。（1）挤板机头扁平式机头，按机头内部结构可分为：

a、鱼尾板形机头、

b、支管式机头

c、衣架式机头

d、螺杆分配机头（a）鱼尾板机头形状象鱼尾，适合于宽幅板生产，结构简单，容易制造。（b）支管式机头特点：机头内有一个圆筒形槽，槽内可贮存一定量的物料，起到使料流稳定，压力稳定的作用。另外，其结构简单，机头体积小，操作方便，但物料在机头内停留时间长，易分解，不适于热敏性树脂。（1）机头（c）衣架式机头综合了支管式和鱼尾式机头的优点，并缩小了支管式圆形槽，使停留时间减少，采用了鱼尾式机头的扇形流槽。但结构复杂，制作难度大，造价高。（d）螺杆分配机头其特点是在支管式机头的支管内安装一根分配螺杆，分配螺杆由独立的电机驱动，使熔融物料不在支管内滞留，并保证物料在宽度方向分配均匀。特点：适应树脂品种多，构造复杂，产品易出现波浪形痕迹。（2）压光机

作用：压光、冷却和一定的牵引作用。压光辊的长度一般比挤出机机头稍宽，表面镀铬。三辊压光机距机头的距离5～10cm，愈近愈好，减少制品收缩。三辊压光机的牵引速度应比挤出机速度快10～25％，由此可消除皱纹并减少板材的挤出膨胀内应力，起到很好的压光作用。（3）牵引装置由一对钢轮组成，一主动轮、一从动轮，外包橡胶防止打滑，要求无级调速。其牵引速度应与压光机同步，考虑冷却收缩，可略小于压光机速度。（4）切割与卸料机构切割分为：a、切边——园盘切割机

b、切断——切刀卸料机构作用：将切断的板材堆集起来。下堆料式图4-204目前采用较多侧堆料式图4-205

前堆料式图4-206下堆料式卸料机原理：切断后的板材到达翻料位置后，触动行程开关，翻转电机依靠自重向两侧翻下，板材落在接料车上，并触动另一行程开关，使翻转电机反转，翻板回复原位。三、吹膜辅机三、吹膜辅机0.005~0.25mm的塑料薄膜吹塑法流诞法挤塑法压延法狭缝机头直接挤塑法上吹法平吹法下吹法来自机头的热气流不影响膜管冷却；适用于低粘度的物料以及透明度高而需急剧冷却的塑料薄膜。来自机头的热气流对膜管冷却不利；物料在机头内的90度流动，增加了流阻；不适用于熔融粘度较低的物料，常用于PE等结构简单，操作方便，但厂房利用面积大，但膜厚不易均匀。长用于择径在600毫米一下的PE/PS/PVC等三、吹膜辅机——冷却装置普通风环双面口减压风环内外双面冷却装置冷却水环内冷（风）外冷（风，水）三、吹膜辅机——牵引装置牵引架人字板：膜管由此展平、压紧成连续的双面薄膜，进一步冷却薄膜；传动机构一对牵引辊：使薄膜具有纵向强度；前者为从动辊，后者为主动辊；导向辊扩展装置：进一步冷却，防止收缩。三、吹膜辅机——卷料装置表面卷取中心卷取单辊表面卷取多辊表面卷取单工位中心卷取双工位中心卷取多工位中心卷取三、吹膜辅机——切割装置_________________________锯齿刀切割机构闸刀切割机构飞刀切割机构电热切割机构复习-—挤塑机辅机一、制管和异型材的辅机管材辅机吹膜辅机板材、片材辅机定型装置外径定型内径定型内压定型法真空定型法切割装置自动或手动园锯切割机行星切割装置冷却装置浸浴式冷却水槽喷淋式冷却箱牵