螺桿擠出機1新

1、動畫演示動畫演示 1.1.定義定義：擠出成型擠出成型又稱擠塑（擠壓模塑），在擠出機又稱擠塑（擠壓模塑），在擠出機 的螺桿或柱塞的擠壓作用下，使高聚物的熔體（或的螺桿或柱塞的擠壓作用下，使高聚物的熔體（或 粘流體），通過一定形狀的口模，而成為具有恒定粘流體），通過一定形狀的口模，而成為具有恒定 截面的連續(xù)型材的一種成型方法。截面的連續(xù)型材的一種成型方法。 2.2.應用：應用： 塑料擠出成型：塑料擠出成型：管材、板材、片材、薄膜、擠出吹管材、板材、片材、薄膜、擠出吹 塑。塑。主要是熱塑性塑料的擠出，現(xiàn)也有熱固性。主要是熱塑性塑料的擠出，現(xiàn)也有熱固性。 橡膠擠出成型橡膠擠出成型：胎面、內胎、膠管：胎

2、面、內胎、膠管 合成纖維合成纖維：螺桿擠出熔融紡絲、溶液紡絲：螺桿擠出熔融紡絲、溶液紡絲 擠出成型是高聚物加工領域中生產率高、適應性擠出成型是高聚物加工領域中生產率高、適應性 強、用途廣泛、強、用途廣泛、所占比重最大的加工方法。所占比重最大的加工方法。 4-1 概概 述述 擠出還可用于塑料染色、混煉、擠出還可用于塑料染色、混煉、塑化塑化 造粒造粒、共混改性等。以擠出為基礎，配合、共混改性等。以擠出為基礎，配合 吹脹和雙軸拉伸：吹脹和雙軸拉伸：吹塑薄膜吹塑薄膜和拉幅薄膜。和拉幅薄膜。 PVCPVC管生產線管生產線 板材生產線板材生產線 熔體紡絲生產線熔體紡絲生產線 薄膜生產線薄膜生產線 工藝特點

3、：工藝特點： n連續(xù)成型，產量大，生產效率高。連續(xù)成型，產量大，生產效率高。 n制品外形簡單，是斷面形狀不變的連續(xù)型材。制品外形簡單，是斷面形狀不變的連續(xù)型材。 n制品質量均勻密實，各向異性小，尺寸準確性較制品質量均勻密實，各向異性小，尺寸準確性較 好。好。 n適應性很強：幾乎適合除適應性很強：幾乎適合除PTFE外的所有熱塑性外的所有熱塑性 塑料。塑料。 n只要改變機頭口模，就可改變制品形狀。只要改變機頭口模，就可改變制品形狀。 n可用來塑化、造粒、染色、共混改性，也可同其可用來塑化、造粒、染色、共混改性，也可同其 它方法混合成型。此外，還可為壓延成型供料它方法混合成型。此外，還可為壓延成型供

4、料。 二、擠出成型設備的組成二、擠出成型設備的組成 擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等 擠壓系統(tǒng)擠壓系統(tǒng)是擠出成型的關鍵部分，對擠出成型的是擠出成型的關鍵部分，對擠出成型的 質量和產量起重要作用。質量和產量起重要作用。 主要包括主要包括加料裝置、料筒、螺桿、機頭加料裝置、料筒、螺桿、機頭和和口?？谀５鹊?幾個部分，圖所示。幾個部分，圖所示。 n塑料通過擠壓系統(tǒng)塑化成均勻的熔體，并在這過程塑料通過擠壓系統(tǒng)塑化成均勻的熔體，并在這過程 中所建立的壓力下，被螺桿中所建立的壓力下，被螺桿連續(xù)地定壓、定量、定連續(xù)地定壓、定量、定 溫地溫地擠出機頭。擠

5、出機頭。 1、主機（擠出機）、主機（擠出機） n傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng) 給螺桿提供所需的扭矩和轉速。給螺桿提供所需的扭矩和轉速。 n加熱冷卻系統(tǒng)加熱冷卻系統(tǒng)：對料筒（或螺桿）進行加熱對料筒（或螺桿）進行加熱 和冷卻，保證成型過程在工藝要求的溫度范和冷卻，保證成型過程在工藝要求的溫度范 圍內完成。圍內完成。 n機頭、定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、機頭、定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、 切割裝置、卷取（或堆放）裝置等切割裝置、卷?。ɑ蚨逊牛┭b置等。 機頭（口模、芯架等）：機頭（口模、芯架等）：它是制品成型的主它是制品成型的主 要部件，熔融塑料通過它獲得一定的幾何要部件，熔融塑料通過它獲得一定的幾何 截面和

6、尺寸。截面和尺寸。 2、輔機、輔機 n定型裝置定型裝置：將從機頭中擠出的塑料的既定形狀穩(wěn)將從機頭中擠出的塑料的既定形狀穩(wěn) 定下來并對其進行精整，從而得到更為精確的定下來并對其進行精整，從而得到更為精確的 截面形狀、尺寸和光亮的表面。通常采用冷卻和截面形狀、尺寸和光亮的表面。通常采用冷卻和 加壓的方法達到這一目的。加壓的方法達到這一目的。 n冷卻裝置冷卻裝置：由定型裝置出來的塑料在此得到充分由定型裝置出來的塑料在此得到充分 的冷卻，獲得最終的形狀和尺寸。的冷卻，獲得最終的形狀和尺寸。 n 牽引裝置牽引裝置：其作用為均勻地牽引制品。并對制品其作用為均勻地牽引制品。并對制品 的截面尺寸進行控制，使擠

7、出過程穩(wěn)定地進行。的截面尺寸進行控制，使擠出過程穩(wěn)定地進行。 擠出成型過程可分為如下三個階段：擠出成型過程可分為如下三個階段： n1、塑化階段塑化階段 在擠出機上進行塑料的加熱和混煉，在擠出機上進行塑料的加熱和混煉， 使固態(tài)原料變?yōu)榫鶆虻恼承粤黧w。使固態(tài)原料變?yōu)榫鶆虻恼承粤黧w。 n2、成型階段成型階段 在擠出機螺桿的作用下，熔融塑料在擠出機螺桿的作用下，熔融塑料 以一定的壓力和速度連續(xù)通過裝在擠出機上的成型以一定的壓力和速度連續(xù)通過裝在擠出機上的成型 機頭，獲得一定的斷面形狀。機頭，獲得一定的斷面形狀。 n3、定形階段定形階段 通過冷卻等方法使熔融塑料已獲取通過冷卻等方法使熔融塑料已獲取 的形

8、狀固定下來，成為固態(tài)制件。的形狀固定下來，成為固態(tài)制件。 n經歷的形態(tài)：經歷的形態(tài)：玻璃態(tài)玻璃態(tài)-粘流態(tài)粘流態(tài)-高彈態(tài)高彈態(tài)-玻璃態(tài)玻璃態(tài) 3 3、控制系統(tǒng)、控制系統(tǒng) n擠出機的控制系統(tǒng)：擠出機的控制系統(tǒng)：它由各種它由各種電器、儀表電器、儀表和和執(zhí)行機執(zhí)行機 構構組成。根據(jù)自動化水平的高低，可控制擠出機的組成。根據(jù)自動化水平的高低，可控制擠出機的 主機、輔機的拖動電機、驅動油泵、油（汽）缸和主機、輔機的拖動電機、驅動油泵、油（汽）缸和 其它各種執(zhí)行機構按所需的功率、速度和軌跡運行，其它各種執(zhí)行機構按所需的功率、速度和軌跡運行， 以及檢測、控制主輔機的以及檢測、控制主輔機的溫度、壓力、流量溫度、

9、壓力、流量，最終，最終 實現(xiàn)對整個擠出機組的自動控制和對產品質量的控實現(xiàn)對整個擠出機組的自動控制和對產品質量的控 制。制。 n由以上各部分組成的擠出裝置為由以上各部分組成的擠出裝置為擠出機組擠出機組。 三、分類三、分類 n按螺桿數(shù)目分按螺桿數(shù)目分 單、雙、多單、雙、多 （前兩種用得最多）（前兩種用得最多） n 按喂料方式分按喂料方式分 冷喂、熱喂（要預熱冷喂、熱喂（要預熱50） n按螺桿安裝位置分按螺桿安裝位置分 臥式、立式臥式、立式 n按螺桿轉速分按螺桿轉速分 常規(guī)（常規(guī)（100300r/min）、高速（）、高速（300900r/min）、）、 超高速（超高速（9001500r/min） 四

10、、規(guī)格表示及技術特征四、規(guī)格表示及技術特征 n擠出機規(guī)格擠出機規(guī)格以螺桿直徑表示，在直徑前冠以漢語拼以螺桿直徑表示，在直徑前冠以漢語拼 音字母標出機型和用途。音字母標出機型和用途。 n如如XJ-150、SJ-150，表示螺桿直徑為表示螺桿直徑為150mm的擠出的擠出 機。機。 n紡絲擠出機型號根據(jù)紡制纖維的類別來編制：紡絲擠出機型號根據(jù)紡制纖維的類別來編制：VC-長長 絲紡絲機，絲紡絲機，VD-短纖維紡絲機。短纖維紡絲機。 n橡膠擠出機為橡膠擠出機為30-300，熱喂料擠出機的，熱喂料擠出機的 L/D為為45，冷喂料的，冷喂料的L/D為為1015。 n塑料行業(yè)的擠出機為塑料行業(yè)的擠出機為302

11、00，L/D在在 2030，多數(shù)在，多數(shù)在25左右。左右。 n化纖行業(yè)的擠出機為化纖行業(yè)的擠出機為65200，國內的國內的 L/D在在2028，大多，大多 24，國外，國外L/D可達可達 2833。 是擠出機的最主要部件，其結構對擠出工藝有是擠出機的最主要部件，其結構對擠出工藝有 重要影重要影 響，擠出不同高聚物有不同結構形式的響，擠出不同高聚物有不同結構形式的 螺桿螺桿。 4.2.1 螺桿的幾何結構參數(shù)螺桿的幾何結構參數(shù) 擠出成型：擠出成型： 是將物料送入加熱的機筒與旋轉著的螺桿之是將物料送入加熱的機筒與旋轉著的螺桿之 間進行固體物料的輸送、熔融壓縮、熔體均化，最間進行固體物料的輸送、熔融壓

12、縮、熔體均化，最 后定量、定速和定壓地通過機頭口模而獲得所需的后定量、定速和定壓地通過機頭口模而獲得所需的 擠出制品。擠出制品。 4-2-2 擠出成型基本原理擠出成型基本原理 1.物料經歷物料經歷三種力學狀態(tài)三種力學狀態(tài) 玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。 2.2.物料三區(qū)物料三區(qū) 根據(jù)物料運動和狀態(tài)變化分為：根據(jù)物料運動和狀態(tài)變化分為： n固體輸送區(qū)固體輸送區(qū)固體物料輸送；固體物料輸送； n熔融區(qū)熔融區(qū)物料升溫，壓實，排氣，塑化；物料升溫，壓實，排氣，塑化； n熔體輸送區(qū)熔體輸送區(qū)混合，定壓，計量輸送?；旌希▔?，計量輸送。 1.1.擠壓系統(tǒng)的主要作用擠壓系統(tǒng)的主要作用：連續(xù)、

13、穩(wěn)定輸送物料；：連續(xù)、穩(wěn)定輸送物料； 將固體物料塑化成熔融物料；使物料的溫度和將固體物料塑化成熔融物料；使物料的溫度和 組成一致。組成一致。 要使制品質量、產量穩(wěn)定，須滿足以下要使制品質量、產量穩(wěn)定，須滿足以下兩個條件：兩個條件： 1、熔體熔體的輸送速率的輸送速率=固態(tài)固態(tài)物料的熔化速率物料的熔化速率 2、沿螺桿軸向任一截面物料的質量流率、沿螺桿軸向任一截面物料的質量流率=擠出機擠出機 生產率生產率 物料是被壓實的固體塞、充滿整個螺槽；物料是被壓實的固體塞、充滿整個螺槽； 固體塞所受壓力僅為螺槽流道長度的函數(shù)；固體塞所受壓力僅為螺槽流道長度的函數(shù)； 摩擦因數(shù)摩擦因數(shù)f一定，作用于固體的摩擦力符

14、合庫倫定律一定，作用于固體的摩擦力符合庫倫定律 F=f P； 忽略固體塞密度變化，物料重力的影響；忽略固體塞密度變化，物料重力的影響； 加料螺槽截面為矩形，且槽深不變。加料螺槽截面為矩形，且槽深不變。 4.2.2 加料段的固體輸送理論加料段的固體輸送理論 圖圖 4-11 螺槽中固體輸送的理想模型和固體塞移動速螺槽中固體輸送的理想模型和固體塞移動速 度矢量圖度矢量圖 移動角移動角 固體塞輸送速率固體塞輸送速率Q與螺桿幾何尺寸的關系：與螺桿幾何尺寸的關系： Hf 螺槽深度螺槽深度 Db螺桿外徑螺桿外徑 n 螺桿轉速螺桿轉速 螺桿外徑處的螺旋角螺桿外徑處的螺旋角 物料的移動角物料的移動角 tanta

15、n tantan fbfb 2 HDnHDQ 提高固體輸送率途徑：提高固體輸送率途徑： 1.移動角移動角 影響移動角影響移動角的因素：的因素： 螺桿結構參數(shù)，螺桿結構參數(shù)，摩擦因數(shù)，摩擦因數(shù)，壓力。壓力。 移動角移動角=0：物料不向前移動，不進料；：物料不向前移動，不進料； 移動角移動角=90 ：此時物料移動速度很大，即。這：此時物料移動速度很大，即。這 是固體輸送理論的上限。一般情況是在是固體輸送理論的上限。一般情況是在0 90范圍，擠出過程要控制物料與螺桿，范圍，擠出過程要控制物料與螺桿， 機筒的摩擦力為定值，否則引起移動角變機筒的摩擦力為定值，否則引起移動角變 化，造成產率波動?；斐?/p>

16、產率波動。 2. 摩擦系數(shù)摩擦系數(shù) f 在螺桿結構參數(shù)確定，以及工藝參在螺桿結構參數(shù)確定，以及工藝參 數(shù)設定后，數(shù)設定后，移動角移動角只與摩擦因數(shù)只與摩擦因數(shù) 有關。有關。 a. 提高螺桿光潔度；涂提高螺桿光潔度；涂F4 b. 在料筒上開設縱向槽溝，提高在料筒上開設縱向槽溝，提高 物料與機筒之間的摩擦因數(shù)；物料與機筒之間的摩擦因數(shù)； c. 降低螺桿溫度，通冷卻水；降低螺桿溫度，通冷卻水； d. 根據(jù)摩擦因數(shù)與溫度的關系，根據(jù)摩擦因數(shù)與溫度的關系， 適當提高加工溫度。適當提高加工溫度。 總結：為獲得最大的固體輸送速率總結：為獲得最大的固體輸送速率 從擠出機結構來考慮：從擠出機結構來考慮： a.增

17、加螺槽深度是有利的，但會受到螺桿增加螺槽深度是有利的，但會受到螺桿 扭矩的限制。其次，降低塑料與螺桿的摩擦系數(shù)扭矩的限制。其次，降低塑料與螺桿的摩擦系數(shù) 也是有利的。再者，增大塑料與料筒的摩擦系數(shù)，也是有利的。再者，增大塑料與料筒的摩擦系數(shù)， 也可以提高固體輸送速率，但要注意會引起物料也可以提高固體輸送速率，但要注意會引起物料 停滯甚至分解，因此料筒內表面還是要盡量光潔。停滯甚至分解，因此料筒內表面還是要盡量光潔。 b.采用最佳螺旋角。采用最佳螺旋角。 從擠出工藝角度來講：從擠出工藝角度來講： 控制加料段料筒和螺桿的控制加料段料筒和螺桿的溫度溫度是關鍵，因為摩是關鍵，因為摩 擦系數(shù)是隨溫度而變

18、化的。擦系數(shù)是隨溫度而變化的。 3.2.4 均化段的熔體輸送理論 n熔體輸送理論亦稱流體動力學理論，是研究熔體輸送理論亦稱流體動力學理論，是研究 在單螺桿計量段如何保證物料的徹底塑化，在單螺桿計量段如何保證物料的徹底塑化， 并使之能定壓、定量和定溫地從機頭擠出，并使之能定壓、定量和定溫地從機頭擠出， 以獲得穩(wěn)定的產量和高質量的擠出制品。以獲得穩(wěn)定的產量和高質量的擠出制品。 假設機筒旋轉，假設機筒旋轉， 螺桿相對靜止螺桿相對靜止,機機 筒以原來螺桿相筒以原來螺桿相 反方向運動，將反方向運動，將 螺槽展開如圖螺槽展開如圖2- 21 整個過程為整個過程為 等溫等溫、層流層流，粘粘 度為常數(shù)度為常數(shù)。

19、 3.2.4. 五個基本假設五個基本假設 3.2.4. 物料在螺槽中流動的類型物料在螺槽中流動的類型 1. 正流正流：物料沿螺槽方向：物料沿螺槽方向(Z方向方向)向機頭的流動，向機頭的流動， 是由干螺桿旋轉時螺棱的推擠作用所引起的；是由干螺桿旋轉時螺棱的推擠作用所引起的； 其流動也稱其流動也稱拖曳流動拖曳流動，流量用，流量用QD表示。表示。 2. 逆流逆流：與正流方向相反。由機頭口模、過濾網等：與正流方向相反。由機頭口模、過濾網等 對料流的阻礙的反壓流動，又稱對料流的阻礙的反壓流動，又稱壓力流動壓力流動，用，用 QP表示表示。 。 3、漏流漏流：物料在螺桿和料筒的間隙沿螺桿的軸向：物料在螺桿和

20、料筒的間隙沿螺桿的軸向 反向流動，故漏流要比正流和逆流小很多。反向流動，故漏流要比正流和逆流小很多。QL 4、橫流、橫流：對總的擠出生產率影響不大，幾乎可忽：對總的擠出生產率影響不大，幾乎可忽 略；但對熔體的混合、塑化、熱交換起重要作略；但對熔體的混合、塑化、熱交換起重要作 用用 擠出機總生產能力：擠出機總生產能力：Q = QD QP QL。 即為即為正流、逆流、漏流正流、逆流、漏流體積流量的代數(shù)和。體積流量的代數(shù)和。 3.2.4.3 生產率公式生產率公式 正流、逆流和漏流流量計算式分別如下：正流、逆流和漏流流量計算式分別如下： 式中式中 P均化段兩端的壓力降均化段兩端的壓力降 L3 均化段長

21、度均化段長度 1 螺槽中物料的粘度螺槽中物料的粘度 2 螺桿與機筒間物料的粘度螺桿與機筒間物料的粘度 2 cossin 3 22 hnD Qd 31 23 3 12 sin L phD Qp 32 322 10 tan L p e D QL 螺桿均化段生產率公式：螺桿均化段生產率公式： 式中：式中：1和和2分別是螺槽中和螺桿和機筒間隙分別是螺槽中和螺桿和機筒間隙 中物料的粘度中物料的粘度 p機頭壓力機頭壓力 Q = QD QP QL 正流流正流流量量 漏流流量漏流流量 逆流流量逆流流量 3.2.4.4 螺桿特性曲線螺桿特性曲線 生產率公式可寫成生產率公式可寫成 A、B、C僅與螺桿的結構參數(shù)僅與

22、螺桿的結構參數(shù)有關，對于給有關，對于給 定的螺桿為常數(shù)。定的螺桿為常數(shù)。 溫度溫度和和螺桿轉速螺桿轉速恒定不變時，恒定不變時， 1和和2可看作可看作 常數(shù)，式（常數(shù)，式（2-62）為直線方程，如對同一螺桿不）為直線方程，如對同一螺桿不 同的同的n作作Q-p圖，可作出圖圖，可作出圖2-27的的螺桿特性曲線。螺桿特性曲線。 不同轉速不同轉速(N)的螺桿特性曲線：的螺桿特性曲線： 可以證明，物料通過口模的流量可以證明，物料通過口模的流量Q與口模的壓與口模的壓 力降力降P有如下關系：有如下關系： 式中：式中： K口模形狀系數(shù)或阻力系數(shù)，其值與口模形狀系數(shù)或阻力系數(shù)，其值與 口模形狀、尺寸大小有關?？谀?/p>

23、形狀、尺寸大小有關。 3 3機頭處物料的粘度機頭處物料的粘度,穩(wěn)定狀態(tài)下，可穩(wěn)定狀態(tài)下，可 近似看成常數(shù)。近似看成常數(shù)。 2. 口模特性曲線口模特性曲線 （2-66） 擠出機的工作點：擠出機的工作點： 將螺桿特性曲線與口模特性曲線在同一坐標將螺桿特性曲線與口模特性曲線在同一坐標 上畫出，兩直線交點為擠出機工作點。上畫出，兩直線交點為擠出機工作點。 反映出擠出物的質量反映出擠出物的質量 和操作條件的關系。和操作條件的關系。 Qu：質量線；：質量線； W: 經濟擠出量下限；經濟擠出量下限； Tmax；Tmin：最大允許溫：最大允許溫 度，最小可能的熔體溫度，最小可能的熔體溫 度度 實際擠出過程的擠

24、出機工作圖：實際擠出過程的擠出機工作圖： 擠出理論小結：擠出理論小結： n提高擠出機加料段的固體輸送能力是提高擠出機螺提高擠出機加料段的固體輸送能力是提高擠出機螺 桿生產能力的先決條件；桿生產能力的先決條件； n螺桿的熔融塑化能力則是提高螺桿生產能力和保證螺桿的熔融塑化能力則是提高螺桿生產能力和保證 制品質量的關鍵；制品質量的關鍵； n擠出機螺桿的三個區(qū)段的生產能力必須均衡，才能擠出機螺桿的三個區(qū)段的生產能力必須均衡，才能 使螺桿達到最佳的工作效能。使螺桿達到最佳的工作效能。 現(xiàn)代螺桿擠出機的生產能力之所以能獲得飛速現(xiàn)代螺桿擠出機的生產能力之所以能獲得飛速 的提高一個重要原因是充分采用有效的改

25、進措施，的提高一個重要原因是充分采用有效的改進措施， 強化固體輸送能力、提高熔融能力，并在此前提下，強化固體輸送能力、提高熔融能力，并在此前提下， 保證螺桿能有更多的均化能力。保證螺桿能有更多的均化能力。 n螺桿和料筒螺桿和料筒組成了擠出機的組成了擠出機的擠壓系統(tǒng)擠壓系統(tǒng)。為說。為說 明擠壓系統(tǒng)的重要性，人們通常稱之為明擠壓系統(tǒng)的重要性，人們通常稱之為擠出擠出 機的心臟機的心臟。 n一臺擠出機的生產率、塑化質量、填加物的一臺擠出機的生產率、塑化質量、填加物的 分散性、熔體溫度、動力消耗等，主要決定分散性、熔體溫度、動力消耗等，主要決定 于螺桿的性能于螺桿的性能。 4.2.2 單螺桿擠出機擠壓系

26、統(tǒng)單螺桿擠出機擠壓系統(tǒng) （一）常規(guī)螺桿（一）常規(guī)螺桿 n一、評價螺桿的標準及設計時應考慮的因素一、評價螺桿的標準及設計時應考慮的因素 n1、評價螺桿質量的標準有：、評價螺桿質量的標準有： n塑化質量塑化質量 一根螺桿必須能生產出合乎質量要一根螺桿必須能生產出合乎質量要 求的制品。即制品：求的制品。即制品： nA A、具有合乎要求的各種性能。、具有合乎要求的各種性能。具有合乎規(guī)定的物具有合乎規(guī)定的物 理、化學、力學、電學性能；理、化學、力學、電學性能； nB B、具有合乎要求的表觀質量。、具有合乎要求的表觀質量。如能達到用戶對氣如能達到用戶對氣 泡、晶點、染色分散均勻性的要求等。泡、晶點、染色分

27、散均勻性的要求等。 nC C、具有合乎要求的螺桿的塑化質量、具有合乎要求的螺桿的塑化質量： 1 1）螺桿所擠出的熔體溫度是否均勻，軸向溫度波動、）螺桿所擠出的熔體溫度是否均勻，軸向溫度波動、 徑向溫差多大。徑向溫差多大。 2 2）是否有得以成型的最低的熔體溫度。）是否有得以成型的最低的熔體溫度。 3 3）擠出的熔體是否有壓力波動。）擠出的熔體是否有壓力波動。 4）染色和其它填加劑的分散是否均勻等。）染色和其它填加劑的分散是否均勻等。 低溫擠出是目前的一個發(fā)展趨勢，它能改低溫擠出是目前的一個發(fā)展趨勢，它能改 善擠出制品的質量（如降低內應力等），防善擠出制品的質量（如降低內應力等），防 止熱敏性物

28、料過熱分解，降低能量消耗，減止熱敏性物料過熱分解，降低能量消耗，減 少主輔機冷卻系統(tǒng)的負擔，提高生產率。少主輔機冷卻系統(tǒng)的負擔，提高生產率。 產量產量 具有較高的塑化能力和擠出流率。具有較高的塑化能力和擠出流率。 一根好的螺桿，應當具有較高的塑化能力一根好的螺桿，應當具有較高的塑化能力。 （生產能力）（生產能力） 單耗單耗 每擠出每擠出1kg物料所消耗的能量（物料所消耗的能量（N/Q）。）。一根一根 好的螺桿，在保證塑化質量的前提下，單耗應盡可好的螺桿，在保證塑化質量的前提下，單耗應盡可 能低能低。單耗越低的螺桿生產成本越低單耗越低的螺桿生產成本越低。 適應性適應性是指螺桿對是指螺桿對加工不同

29、塑料加工不同塑料、匹配不同機頭匹配不同機頭和和 不同制品不同制品的適應能力的適應能力。一根好的螺桿，其適應性和一根好的螺桿，其適應性和 高的塑化效率都應兼?zhèn)涓叩乃芑识紤鎮(zhèn)洹?容易加工容易加工 好的螺桿應易于加工制造，價格低。好的螺桿應易于加工制造，價格低。 3、設計螺桿時，應綜合考慮如下因素：、設計螺桿時，應綜合考慮如下因素： 物料特性及其加入時的幾何形狀、尺寸和溫度。物料特性及其加入時的幾何形狀、尺寸和溫度。 n橡膠擠出機螺桿與塑料擠出機螺桿差別很大橡膠擠出機螺桿與塑料擠出機螺桿差別很大：如螺：如螺 桿長徑比、螺槽深度、螺桿結構（塑料擠出機螺桿桿長徑比、螺槽深度、螺桿結構（塑料擠出機螺

30、桿 帶有混煉元件、剪切元件）等帶有混煉元件、剪切元件）等 n同是橡膠擠出機螺桿也不同同是橡膠擠出機螺桿也不同：冷喂料擠出機與熱喂：冷喂料擠出機與熱喂 料擠出機螺桿不同。料擠出機螺桿不同。 不同的塑料擠出機，螺桿也不相同。不同的塑料擠出機，螺桿也不相同。 同一種塑料，粉狀和粒狀的加工性能也不同，預熱同一種塑料，粉狀和粒狀的加工性能也不同，預熱 和不預熱對加工性能也有影響。和不預熱對加工性能也有影響。 口模的幾何形狀和機頭阻力特性?？谀５膸缀涡螤詈蜋C頭阻力特性。 口模特性線要與螺桿特性線很好的匹配，才能獲口模特性線要與螺桿特性線很好的匹配，才能獲 得滿意的擠出效果。如均化段螺槽較淺的螺桿，得滿意的

31、擠出效果。如均化段螺槽較淺的螺桿， 宜配用高阻力機頭；反之亦然。宜配用高阻力機頭；反之亦然。 機筒的結構形式和加熱冷卻情況。機筒的結構形式和加熱冷卻情況。 如在加料段料筒壁上加工出錐度和縱向溝槽并進行強如在加料段料筒壁上加工出錐度和縱向溝槽并進行強 力冷卻，會大大提高固體輸送效率。力冷卻，會大大提高固體輸送效率。 螺桿轉速螺桿轉速 轉速大，剪切速率高，物料熔融速率大。轉速大，剪切速率高，物料熔融速率大。 螺桿設計時必須考慮螺桿轉數(shù)這個因素螺桿設計時必須考慮螺桿轉數(shù)這個因素。 擠出機的用途擠出機的用途 是用來加工制品，或是混料、造粒是用來加工制品，或是混料、造粒 或喂料?；蛭沽?。不同用途的擠出機

32、的螺桿在設計上是有很不同用途的擠出機的螺桿在設計上是有很 大不同的大不同的。 n常規(guī)全螺紋三段螺桿的設計包括常規(guī)全螺紋三段螺桿的設計包括： 螺桿結構型式的確定；螺桿結構型式的確定； 螺桿基本參數(shù)的確定；螺桿基本參數(shù)的確定； 螺桿頭部結構和螺紋斷面形狀螺桿頭部結構和螺紋斷面形狀。 等距變深螺桿等距變深螺桿 等深變距螺桿等深變距螺桿 變距變深螺桿變距變深螺桿 等距漸變螺桿：無定形等距漸變螺桿：無定形 等距突變螺桿：結晶等距突變螺桿：結晶 制造容易，成本低，制造容易，成本低， 有利進料，應用廣泛有利進料，應用廣泛 用于橡膠加工用于橡膠加工 理想化，少用理想化，少用 螺桿螺桿 形式形式 1、螺桿的結構

33、形式、螺桿的結構形式 n漸變型螺桿是指由加料段較深螺槽向均化漸變型螺桿是指由加料段較深螺槽向均化段較段較 淺螺槽的過渡，是在一個較長的螺桿軸向距離內淺螺槽的過渡，是在一個較長的螺桿軸向距離內 完成的。完成的。特點如下：特點如下： n1 1）漸變螺桿大多）漸變螺桿大多用于無定形塑料的加工用于無定形塑料的加工。如聚氯。如聚氯 乙烯乙烯 n2 2）它對大多數(shù)物料能夠提供較好的熱傳導，傳熱）它對大多數(shù)物料能夠提供較好的熱傳導，傳熱 均勻，效果好。均勻，效果好。適用于熱敏性塑料適用于熱敏性塑料， n3 3）對物料的剪切作用較小，且可控制，其）對物料的剪切作用較小，且可控制，其混煉特混煉特 性不高性不高，

34、也可用于結晶性塑料。，也可用于結晶性塑料。 n突變型螺桿突變型螺桿指由加料段較深螺槽向均化段較指由加料段較深螺槽向均化段較 淺螺槽的過渡是在較短的螺桿軸向距離內完成淺螺槽的過渡是在較短的螺桿軸向距離內完成 的的。特點如下：特點如下： n1 1）突變螺桿由于）突變螺桿由于具有較短的壓縮段具有較短的壓縮段，有的甚至只，有的甚至只 有（有（1212）D D。 n2 2）對物料能產生巨大的剪切對物料能產生巨大的剪切，故適用于粘度低、，故適用于粘度低、 具有突變熔點的塑料，如尼龍、聚烯烴等；具有突變熔點的塑料，如尼龍、聚烯烴等； n3 3）對于高粘度的塑料容易引起局部過熱，故）對于高粘度的塑料容易引起局

35、部過熱，故不適不適 于聚氯乙烯等熱敏性塑料于聚氯乙烯等熱敏性塑料。 2、螺桿基本參數(shù)的確定、螺桿基本參數(shù)的確定 1、 螺桿的幾何結構參數(shù)螺桿的幾何結構參數(shù)（見（見圖圖7-3） 螺桿直徑螺桿直徑D 螺桿的長徑比螺桿的長徑比L/D 螺桿的壓縮比螺桿的壓縮比A 螺桿分段及分段參數(shù)的確定螺桿分段及分段參數(shù)的確定 螺槽深度螺槽深度h 螺旋角螺旋角 螺桿棱部寬度螺桿棱部寬度 螺桿與料筒的間隙螺桿與料筒的間隙 螺桿頭部結構和螺紋斷面形狀螺桿頭部結構和螺紋斷面形狀 螺桿直徑螺桿直徑D n通常在通常在30300mm之間，最常見的是之間，最常見的是 60150mm。擠出機規(guī)格以螺桿直徑大小表示。擠出機規(guī)格以螺桿直

36、徑大小表示。 n螺桿直徑的大小一般根據(jù)所螺桿直徑的大小一般根據(jù)所加工制品的斷面加工制品的斷面 尺寸尺寸、加工塑料的種類加工塑料的種類和和所要求的生產率所要求的生產率 （QD2）來確定來確定。 螺桿的長徑比螺桿的長徑比L/D n螺桿工作部分的有效長度螺桿工作部分的有效長度L與直徑與直徑D之比之比。 n比值大，螺桿長度增加，物料在料筒中停留時間更比值大，螺桿長度增加，物料在料筒中停留時間更 長，可改善物料溫度分布，混合更均勻；并可減少長，可改善物料溫度分布，混合更均勻；并可減少 擠出時的逆流和漏流，提高螺桿轉速，從而提高生擠出時的逆流和漏流，提高螺桿轉速，從而提高生 產能力，見圖。產能力，見圖。

37、n一定意義上也表示螺桿的塑化能力和塑化質一定意義上也表示螺桿的塑化能力和塑化質 量量。 n加大加大L/D后，螺桿和料筒的加工及裝配要求更高、更后，螺桿和料筒的加工及裝配要求更高、更 困難，制造成本也相應提高困難，制造成本也相應提高；同時螺桿刮磨料筒的；同時螺桿刮磨料筒的 機率增加，使擠出機壽命縮短；熱敏性物料易分解，機率增加，使擠出機壽命縮短；熱敏性物料易分解， 功率消耗增大。故不能無限加大長徑比。功率消耗增大。故不能無限加大長徑比。 n如直徑如直徑45的螺桿，加工的螺桿，加工HDPE，當螺桿轉速達到當螺桿轉速達到 80r/min時，達到強度限的長徑比為時，達到強度限的長徑比為37.5；當轉速

38、為；當轉速為 100r/min時，達到強度限的長徑比為時，達到強度限的長徑比為32；當加工；當加工 LDPE或或PP時時, 達到強度限的長徑比達到強度限的長徑比30。 n螺桿的壓縮比螺桿的壓縮比A n幾何壓縮比幾何壓縮比：加料段第一個螺槽容積與均化段最后加料段第一個螺槽容積與均化段最后 一個螺槽容積之比。一個螺槽容積之比。 n物理壓縮比物理壓縮比：物料加工之前的松密度與均化段熔體物料加工之前的松密度與均化段熔體 密度之比。密度之比。 n作用：壓縮物料，排除氣體，建立起必要的熔體壓作用：壓縮物料，排除氣體，建立起必要的熔體壓 力，保證物料到達螺桿末端時有足夠的致密度力，保證物料到達螺桿末端時有足

39、夠的致密度。 nA越大，物料受到擠壓作用越大，排除物料中所含越大，物料受到擠壓作用越大，排除物料中所含 空氣的能力就大。但空氣的能力就大。但A太大，螺桿本身的機械強度太大，螺桿本身的機械強度 下降。下降。A一般在一般在25之間。之間。 n設計原則：設計原則：應使幾何壓縮比大于物理壓縮比應使幾何壓縮比大于物理壓縮比。 表表4-7是加工各種常用塑料所采用的螺桿壓縮比。是加工各種常用塑料所采用的螺桿壓縮比。 n橡膠壓出機螺桿的壓縮比橡膠壓出機螺桿的壓縮比A較小，熱喂料為較小，熱喂料為 1.31.4，冷喂料為，冷喂料為1.61.8；濾膠機為；濾膠機為1，是，是 等距等深螺桿。等距等深螺桿。 n壓縮比的

40、獲得主要采用壓縮比的獲得主要采用等距變深螺槽等距變深螺槽、等深等深 變距螺槽變距螺槽和和變深變距螺槽變深變距螺槽等方法。其中等方法。其中等距等距 變深螺槽變深螺槽易于進行機械加工，故多采用。易于進行機械加工，故多采用。 螺桿分段及分段參數(shù)的確定螺桿分段及分段參數(shù)的確定 n加料段（加料段（L1） 其作用是將料斗送來的物料輸其作用是將料斗送來的物料輸 送到壓縮段和均化段。送到壓縮段和均化段。 n其任務是壓實物料并將料溫提高到熔融溫度。其任務是壓實物料并將料溫提高到熔融溫度。 n加料段的核心問題是固體輸送能力。加料段的核心問題是固體輸送能力。 na.加大加料段的加大加料段的螺槽深度螺槽深度h h1

41、1，可提高輸送量，可提高輸送量 Q QS S。 nb.b.在料筒加料段處在料筒加料段處開開縱向溝槽和加工出錐縱向溝槽和加工出錐 度度來實現(xiàn)提高輸送量來實現(xiàn)提高輸送量Q QS S。 nc.c.增加加料段的長度增加加料段的長度會使產量提高。會使產量提高。 nd.d.加料段的長度與加料段的長度與壓力的建立、熔融區(qū)的壓力的建立、熔融區(qū)的 熔融狀況和波動有關熔融狀況和波動有關。 ne. 加料段長度，應根據(jù)物料類型來確定：加料段長度，應根據(jù)物料類型來確定： 對不定形塑料，對不定形塑料， L1?。ㄈ。?10）D；對結晶對結晶 型塑料，型塑料， L1為螺桿全長的為螺桿全長的60%65%。 nf.螺旋角螺旋角也

42、是一個影響輸送能力的因素，由也是一個影響輸送能力的因素，由 固體輸送理論得知，固體輸送理論得知，b越大；越大； Q QS S越大。但越大。但 通常取通常取D=S，即即b=1740。 ng.g.螺桿表面摩擦系數(shù)越?。ɑ蛄贤驳哪Σ谅輻U表面摩擦系數(shù)越?。ɑ蛄贤驳哪Σ?系數(shù)越大），系數(shù)越大），Q QS S越大。越大。 n壓縮段（壓縮段（ L2）：）：其作用是對加料段送來的其作用是對加料段送來的 物料起擠壓和剪切作用，使物料繼續(xù)受熱，物料起擠壓和剪切作用，使物料繼續(xù)受熱， 由固體逐漸轉變?yōu)槿垠w；趕走物料中的空氣由固體逐漸轉變?yōu)槿垠w；趕走物料中的空氣 及其他揮發(fā)成分，增大物料的密度；建立熔及其他揮發(fā)成分，

43、增大物料的密度；建立熔 體壓力體壓力 。 n 目前仍以經驗方法來確定目前仍以經驗方法來確定L2：對結晶型塑：對結晶型塑 料?。先。?5）D；對非結晶型塑料取螺桿全對非結晶型塑料取螺桿全 長的長的55%65%。 n計量段計量段 L3 ：作用是將來自壓縮段的熔體進作用是將來自壓縮段的熔體進 一步均化；并定壓、定溫和定量地將其擠入一步均化；并定壓、定溫和定量地將其擠入 機頭中去。機頭中去。 n均化段的螺槽深度和長度是兩個重要參量。均化段的螺槽深度和長度是兩個重要參量。 n實踐表明，加長計量段長度實踐表明，加長計量段長度L3，會使壓力峰會使壓力峰 值移到計量段末，其結果使產量和壓力波動值移到計量段末

44、，其結果使產量和壓力波動 都大大減小。都大大減小。 n均化段長度對擠出率的影響。均化段長度對擠出率的影響。 物料類型物料類型螺桿類型螺桿類型進料段進料段壓縮段壓縮段計量段計量段 非結晶型塑料非結晶型塑料長區(qū)漸變長區(qū)漸變102555652025 高結晶塑料高結晶塑料(如尼龍）如尼龍） 突變突變606512個螺距個螺距 2025 Tm范圍寬（范圍寬（PVC）全長漸變全長漸變無無約約100無無 低結晶塑料低結晶塑料短區(qū)漸變短區(qū)漸變304525352545 螺桿各段長度隨擠出物料性質而異。下表是普螺桿各段長度隨擠出物料性質而異。下表是普 通螺桿三段長度分配（占總長的通螺桿三段長度分配（占總長的% %）

45、。）。 螺槽深度螺槽深度h n螺槽深度影響塑料的塑化及擠螺槽深度影響塑料的塑化及擠 出效率出效率，h小時，小時， 對塑料可產對塑料可產 生較高的剪切速率，有利于傳生較高的剪切速率，有利于傳 熱和塑化，但擠出生產率降低。熱和塑化，但擠出生產率降低。 n熱敏性塑料（熱敏性塑料（PVC）宜用深宜用深 槽螺桿槽螺桿 n熔體粘度低和熱穩(wěn)定性較高的熔體粘度低和熱穩(wěn)定性較高的 塑料（如塑料（如PA等）宜用淺槽螺等）宜用淺槽螺 桿。桿。 n沿螺桿軸向各段的螺槽深度通常是不等的沿螺桿軸向各段的螺槽深度通常是不等的 加料段的螺槽深度加料段的螺槽深度h1是定值，是在確定了是定值，是在確定了 計量段的螺槽深計量段的螺

46、槽深h3后，再結合物料的壓縮比來后，再結合物料的壓縮比來 確定確定。一般一般h10.1D。 n壓縮段的螺槽深壓縮段的螺槽深h2是個變化值；是個變化值； n計量段螺槽深度計量段螺槽深度h3 1，應使該段的均化能力與壓縮段的熔融能力相應使該段的均化能力與壓縮段的熔融能力相 匹配，以控制擠出量；匹配，以控制擠出量； 2，與機頭相匹配。，與機頭相匹配。 nh3過大，使該段熔體輸送能力過大，壓縮段未熔融過大，使該段熔體輸送能力過大，壓縮段未熔融 的物料會進入該段，得不到進一步均勻塑化而擠入的物料會進入該段，得不到進一步均勻塑化而擠入 機頭，影響制品質量。機頭，影響制品質量。 nh3太淺，會導致產量降低。

47、太淺，會導致產量降低。且熔體會受到過大的剪且熔體會受到過大的剪 切，熔體的溫度會變得過高，非但不能獲得低溫擠切，熔體的溫度會變得過高，非但不能獲得低溫擠 出，甚至會引起過熱分解。出，甚至會引起過熱分解。 nh3是定值是定值，目前仍以經驗方法來確定目前仍以經驗方法來確定h3 ： 對塑料加工對塑料加工h3=（0.020.06）D； n對能承受高剪切速率的塑料，對能承受高剪切速率的塑料， h3可取小值可取小值; 對不能承受高剪切速率的塑料，對不能承受高剪切速率的塑料， h3應應取大取大 值。值。 n對橡膠加工對橡膠加工h3=（0.180.25）D。 螺紋升角螺紋升角b b n螺紋與螺桿橫截面之間的夾

48、角。螺紋與螺桿橫截面之間的夾角。b b增大，擠出機生增大，擠出機生 產能力提高，但螺桿對塑料的擠壓剪切作用減少。產能力提高，但螺桿對塑料的擠壓剪切作用減少。 nA A）b b =30 =30 左右適于粉料，左右適于粉料， nB B）b b =l7 =l7左右適于圓柱料，左右適于圓柱料， nC C）b b =15=15左右適于方塊料。左右適于方塊料。 n出于機械加工的方便，一般取出于機械加工的方便，一般取D=S （螺距），螺距）， b b =17 =170 04040 。 。 螺紋棱部寬度螺紋棱部寬度 ne太小，漏流增加，導致產量降低，對低粘太小，漏流增加，導致產量降低，對低粘 度熔體更是如此。

49、度熔體更是如此。 n e太大會增加螺棱上的動力消耗，有局部過太大會增加螺棱上的動力消耗，有局部過 熱的危險。熱的危險。 n取取e=(0.080.12)D，在螺桿根部取大值。在螺桿根部取大值。 螺桿與料筒的間隙螺桿與料筒的間隙 n是一個螺桿與料筒相互關系的參量。是一個螺桿與料筒相互關系的參量。 n間隙間隙選擇所考慮的因素：選擇所考慮的因素： nA A）被加工物料的性質被加工物料的性質。（如熱敏性與非熱敏型物（如熱敏性與非熱敏型物 料）料） nB B）機頭阻力情況機頭阻力情況。阻力越大間隙越小。阻力越大間隙越小。 nC C）螺桿料筒的材質及其熱處理情況）螺桿料筒的材質及其熱處理情況。 nD D）機

50、械加工條件）機械加工條件 nE E）螺桿直徑的大小來選取。）螺桿直徑的大小來選取。 n螺桿直徑越大，螺桿直徑越大，的絕對值應選得越大，螺桿直的絕對值應選得越大，螺桿直 徑越小，徑越小，的絕對值應選得越小。的絕對值應選得越小。 n 選取選取 n我國已由擠出機系列的直徑間隙值，可根我國已由擠出機系列的直徑間隙值，可根 據(jù)情況選取。據(jù)情況選取。 n（0.0030.005）D 直徑大者取小值，直徑大者取小值， 小者取大值。小者取大值。 n當塑料熔體從螺旋槽進入機頭流道時，其料流形式當塑料熔體從螺旋槽進入機頭流道時，其料流形式 急劇改變，由急劇改變，由螺旋帶狀的流動變成直線流動螺旋帶狀的流動變成直線流動

51、。 n其料流形式發(fā)生急劇變化。為得到較好的擠出質量，其料流形式發(fā)生急劇變化。為得到較好的擠出質量， 要求熔料盡可能平穩(wěn)地從螺桿進入機頭口模，避免要求熔料盡可能平穩(wěn)地從螺桿進入機頭口模，避免 滯流，局部受熱時間過長而產生熱分解。滯流，局部受熱時間過長而產生熱分解。 n這與螺桿頭部形狀、螺桿末端螺紋的形狀以及機頭這與螺桿頭部形狀、螺桿末端螺紋的形狀以及機頭 體中流道的設計和分流板的設計等有密切關系。體中流道的設計和分流板的設計等有密切關系。 n表表2-11是目前國內外常見的塑料、橡膠螺桿頭部形是目前國內外常見的塑料、橡膠螺桿頭部形 式。式。 3、螺桿頭部結構和螺紋斷面形狀、螺桿頭部結構和螺紋斷面形

52、狀 1 1）鈍的螺桿頭）鈍的螺桿頭 n總有因物料在螺桿頭前面總有因物料在螺桿頭前面停滯而分解的危險停滯而分解的危險，即，即 使稍有曲面和錐面的螺桿頭通常也不足以防止這使稍有曲面和錐面的螺桿頭通常也不足以防止這 一點，對以上形式的螺桿頭一般一點，對以上形式的螺桿頭一般要求裝分流板要求裝分流板。 2 2）帶有較長錐面的螺桿頭）帶有較長錐面的螺桿頭 n也難免在螺桿的端點因停滯物料被燒焦的現(xiàn)象。也難免在螺桿的端點因停滯物料被燒焦的現(xiàn)象。 3 3）斜切截錐體的螺桿頭）斜切截錐體的螺桿頭 n其端部有一個橢圓平面，當螺桿轉動時，它能使其端部有一個橢圓平面，當螺桿轉動時，它能使 料流攪動，料流攪動，物料不易因

53、滯流而分解物料不易因滯流而分解。 4 4）錐部帶螺紋的螺桿頭）錐部帶螺紋的螺桿頭 n能使物料借助螺紋的作用而運動，主要用于能使物料借助螺紋的作用而運動，主要用于 電纜行業(yè)。電纜行業(yè)。 5 5）魚雷頭螺桿頭）魚雷頭螺桿頭 n與料筒之間的間隙通常小于它前面的螺槽深與料筒之間的間隙通常小于它前面的螺槽深 度。有的魚雷頭表面上開有溝槽或加工出特度。有的魚雷頭表面上開有溝槽或加工出特 殊花紋。殊花紋。“它有良好的混合剪切作用，能增它有良好的混合剪切作用，能增 大流體的壓力和消除波動現(xiàn)象大流體的壓力和消除波動現(xiàn)象”，常用來擠常用來擠 出粘度較大、導熱性不良或有較為明顯熔點出粘度較大、導熱性不良或有較為明顯

54、熔點 的塑料。的塑料。 （二）新型螺桿（二）新型螺桿 n常規(guī)全螺紋在三段螺桿中存在的問題常規(guī)全螺紋在三段螺桿中存在的問題 n幾種常見的新型螺桿幾種常見的新型螺桿 一、常規(guī)全螺紋在三段螺桿中存在的問題一、常規(guī)全螺紋在三段螺桿中存在的問題 1 1、熔融效率低、塑化混煉（染色、加填充物）不均勻、熔融效率低、塑化混煉（染色、加填充物）不均勻 1 1）傳熱途徑）傳熱途徑 n由熔融理論知，固體床熔融的熱源有兩個由熔融理論知，固體床熔融的熱源有兩個: : n一是來自加熱器的一是來自加熱器的外熱外熱。 n一是發(fā)生在熔膜中的一是發(fā)生在熔膜中的剪切熱剪切熱， n后者是主要的。后者是主要的。如果能使固體床在其消失之

55、前始終如果能使固體床在其消失之前始終 能以最大的面積與料筒壁相接觸，則可獲得最大的能以最大的面積與料筒壁相接觸，則可獲得最大的 熔融效率熔融效率。 n在常規(guī)三段螺桿中，熔融段同時有固體床和熔池在常規(guī)三段螺桿中，熔融段同時有固體床和熔池 同在一個螺槽中，熔池不斷增寬，固體床逐漸變同在一個螺槽中，熔池不斷增寬，固體床逐漸變 窄，從而減少了固體床與料筒壁的接觸面積，減窄，從而減少了固體床與料筒壁的接觸面積，減 少了料筒壁直接傳給固體床的熱量，降低了熔融少了料筒壁直接傳給固體床的熱量，降低了熔融 效率，致使擠出量不高。效率，致使擠出量不高。 2) 固體床變窄，傳熱面積減少，熔融效率低固體床變窄，傳熱面

56、積減少，熔融效率低, 擠出擠出 量不高量不高 3) 3) 固體床易破碎，固體碎片傳熱慢，剪切力小，不固體床易破碎，固體碎片傳熱慢，剪切力小，不 易熔融易熔融 a. 固體床易破碎固體床易破碎 在常規(guī)三段螺桿中，當在常規(guī)三段螺桿中，當固體床寬度固體床寬度 減少至它的初始寬度的減少至它的初始寬度的10%時。其物理性質極不穩(wěn)時。其物理性質極不穩(wěn) 定定，熔體易擠入固體床縫隙，當外力（由于工作條熔體易擠入固體床縫隙，當外力（由于工作條 件變化及聚合物物理狀態(tài)改變而形成的張力）超過件變化及聚合物物理狀態(tài)改變而形成的張力）超過 了固體床的抗張強度時，固體床便解體，形成固體了固體床的抗張強度時，固體床便解體，形

57、成固體 碎片。碎片。 nb. 固體碎片被融體所包圍，不能直接獲得外部熱量，固體碎片被融體所包圍，不能直接獲得外部熱量， 傳熱慢傳熱慢 固體碎片混到已熔的塑料中，為熔體所包圍，不能固體碎片混到已熔的塑料中，為熔體所包圍，不能 直接與料筒壁接觸而獲得外部加熱器的熱量，只能直接與料筒壁接觸而獲得外部加熱器的熱量，只能 從包圍它們的熔體中獲得熱量。由于熔融聚合物傳從包圍它們的熔體中獲得熱量。由于熔融聚合物傳 熱性能很差，完全將這些碎片熔融將是很困難的，熱性能很差，完全將這些碎片熔融將是很困難的， 也是很慢的。也是很慢的。 nc.漂浮在熔體中的固體碎片受的剪切力很小，很難漂浮在熔體中的固體碎片受的剪切力

58、很小，很難 從剪切獲得熱量從剪切獲得熱量 固體碎片被融體所包圍，成漂浮狀態(tài)，基本上沒有固體碎片被融體所包圍，成漂浮狀態(tài)，基本上沒有 剪切發(fā)生。剪切發(fā)生。 4）部分物料得不到徹底熔融，另一部分物料則過熱，）部分物料得不到徹底熔融，另一部分物料則過熱， 導致溫度、塑化極不均勻。導致溫度、塑化極不均勻。 n由于上述因素，使固體床不能徹底地熔融。相反，由于上述因素，使固體床不能徹底地熔融。相反， 已熔的物料由于與料筒壁相接觸，仍能從料筒壁和已熔的物料由于與料筒壁相接觸，仍能從料筒壁和 熔膜中的剪切獲得熱量，使溫度繼續(xù)升高。這樣一熔膜中的剪切獲得熱量，使溫度繼續(xù)升高。這樣一 來，就形成一部分物料得不到徹

59、底熔融，另一部分來，就形成一部分物料得不到徹底熔融，另一部分 物料則過熱，導致溫度、塑化極不均勻。物料則過熱，導致溫度、塑化極不均勻。 2 2、壓力波動、溫度波動和產量波動大、壓力波動、溫度波動和產量波動大 n一般認為，波動主要有二種形式：一般認為，波動主要有二種形式： n一是較高頻率的波動，與螺桿的回轉頻率一致，它一是較高頻率的波動，與螺桿的回轉頻率一致，它 是由螺桿的旋轉引起的，特別容易發(fā)生在固體輸送是由螺桿的旋轉引起的，特別容易發(fā)生在固體輸送 過程中；過程中； n二是低頻波動，它是由于熔融過程的不穩(wěn)定性（可二是低頻波動，它是由于熔融過程的不穩(wěn)定性（可 能是由于固體床周期性地解體）所引起的

60、。能是由于固體床周期性地解體）所引起的。 3 3、加工物料適應性差、加工物料適應性差 n常規(guī)全螺紋三段螺桿往往不能很好適應一些特殊塑常規(guī)全螺紋三段螺桿往往不能很好適應一些特殊塑 料的加工或進行混煉、著色等工藝過程。料的加工或進行混煉、著色等工藝過程。 提高螺桿轉速，減少螺槽深度，增加擠壓剪切作用，提高螺桿轉速，減少螺槽深度，增加擠壓剪切作用， 保證物料塑化均勻，而產量不致下降。該法對不能保證物料塑化均勻，而產量不致下降。該法對不能 承受高剪切的物料是不可取的。承受高剪切的物料是不可取的。 提高料筒溫度促使固體碎片熔融提高料筒溫度促使固體碎片熔融，但對熱敏性物料，但對熱敏性物料 也不可取。且制品