项目五-挤出理论及栓螺杆挤出机

四、挤出机的挤出理论挤出系统的重要功能是固体输送、塑化和挤出。这三个功能由螺杆的三个区段分别完成。因而挤出过程有与固体输送、塑化和挤出相关的三种机理：固体输送理论、熔融理论、熔体输送理论。研究方法：模型法。（实际可情况复杂，用模型研究，然后再加以修正即可。）研究目的：影响生产能力及制品质量的因素。从而进一步提高制品质量及生产效率。1固体输送理论①物料与螺槽和料筒壁紧密接触形成固体塞（固体床），以恒速移动；②略去螺棱与机筒间隙及物料重力、密度变化的影响；③磨擦系数恒定，压力是螺槽长度的函数；

④螺槽为等距等深的矩形螺槽。固体塞，弹性固体塞一样以恒速移动是由于物料与螺杆之间的摩擦力小于物料与机简之间的摩擦力。假设条件：达尼尔（Darnell）和莫尔（MoL）以固体摩擦力静平衡为基础，得出固体输送速率公式。四、挤出机的挤出理论1固体输送理论公式：①适当提高螺杆转数N和螺槽深度H;但不能过大。（why？）②适当降低物料与螺杆的摩擦系数fs，提高物料与机筒的摩擦系数fb：如采用锥形开槽结构料筒；在加料段料筒内壁开设纵向沟槽（提高fb）；冷却进料段防止物料提前软化；

③冷却螺杆加料段（减小fs）,增加螺杆表面光洁度（减小fs）④采用最佳螺旋升角b，使为最大提高固体输送的措施：四、挤出机的挤出理论θ2熔融理论熔融过程描述：加料段压实—受热逐渐熔融成一层熔膜—超过机筒与螺棱间隙时，被刮落于螺槽前侧形成熔体池—固体床减小—直至物料完全熔融。

1）螺槽载面为矩形。其中存在的熔膜、熔池、固体床均有明确的边界且为矩形；2）熔融－稳定状态，且发生在固体床和融膜界面处，熔融后进入螺槽前侧融体池；3）外加热由机筒径向导入，固体床和熔膜的界面处温度为物料的熔点，剪切所产生的热是在熔体膜内进行的；4）熔体为牛顿型流体。假定条件：计算出熔融区长度，但与实际值有一定差距。塔莫尔（Tadmor）研究结果：四、挤出机的挤出理论3熔体输送理论流动流动状态：①正流Qd：沿正轴向口模/机头方向流动。由旋转螺杆挤压造成。②逆流Ｑp：沿正方向相反，由机头压力引起。③横流Ｑt：环流。不影响总流量。但对熔体的混合、塑化、热交换起重要作用。④漏流Ｑc物料在螺杆与机筒之间间隙向加料口方向回流，可降低挤出量。一般情况下漏流Ｑc很小，但磨损严重时，漏流Ｑc增加急剧增加。流量方程若忽略漏流时：挤出机生产能力

Ｑ＝Ｑd-Ｑp-Ｑc四、挤出机的挤出理论4螺杆和口模特性曲线及挤出机的工作点（1）螺杆特性线螺槽深度较小的螺杆，则B小（曲线斜率小）。挤出量随压力变化而变化的幅度小，因而挤出量较稳定，但可能会引起物料的热分解。此时螺杆（特性曲线）比较硬。螺槽深度较大的螺杆，（深槽螺杆），则B大（曲线斜率大）。挤出量随压力变化而变化的幅度大，挤出不稳定，适于热敏性材料（PVC）的挤出成型。此时螺杆（特性曲线）比较软。螺杆直径越小，（浅槽螺杆）对压力的变化不敏感，挤出量稳定。四、挤出机的挤出理论4螺杆和口模特性曲线及挤出机的工作点（2）口模特性线熔体为牛顿流体时,通过机头和口模时的流动方程为：K为阻力系数（口模常数），仅与口模形状和尺寸有关。

口模特性曲线与螺杆特性曲线的交点即为挤出机的工作点。挤出机正常操作点处的生产能力，仅与螺杆转速以及螺杆、机头口模的结构尺寸有关，而与物料的粘度无关。四、挤出机的挤出理论五、双螺杆挤出机组成：

特点：1）强制输送，加料容易