10_雙螺桿擠出機(jī)

1、4.3 雙螺桿擠出機(jī)雙螺桿擠出機(jī) 4.3.1 概述概述 4.3.2 雙螺桿擠出過(guò)程參量雙螺桿擠出過(guò)程參量 4.3.3 雙螺桿擠出機(jī)主要參數(shù)雙螺桿擠出機(jī)主要參數(shù) 4.4.4 雙螺桿擠出機(jī)主要零部件雙螺桿擠出機(jī)主要零部件 4.3.1 4.3.1 概述概述 1 1單螺桿擠出機(jī)的局限性單螺桿擠出機(jī)的局限性 u加料性能差加料性能差 u排氣效果差排氣效果差 u物料停留時(shí)間長(zhǎng)物料停留時(shí)間長(zhǎng) 2 2 雙螺桿擠出機(jī)的優(yōu)點(diǎn)雙螺桿擠出機(jī)的優(yōu)點(diǎn) u容易加入帶狀料、粉料及玻璃纖維等物料容易加入帶狀料、粉料及玻璃纖維等物料 u物料停留時(shí)間短物料停留時(shí)間短 u塑化、混合效果佳塑化、混合效果佳 u排氣、自潔性能優(yōu)良排氣、自潔

2、性能優(yōu)良 u比功率低比功率低 u螺桿特性硬螺桿特性硬 4.3.1 4.3.1 概述概述 3 3基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) u擠壓系統(tǒng) 雙螺桿 機(jī)筒 u傳動(dòng)系統(tǒng) u加熱冷卻系統(tǒng) u控制系統(tǒng) u加料裝置 u機(jī)座 是在一個(gè)是在一個(gè)“”字形機(jī)筒字形機(jī)筒 內(nèi)，由兩根互相嚙合的螺內(nèi)，由兩根互相嚙合的螺 桿組成。螺桿可以是整體桿組成。螺桿可以是整體 或組裝，同向旋轉(zhuǎn)或異向或組裝，同向旋轉(zhuǎn)或異向 旋轉(zhuǎn)，平行或錐形的旋轉(zhuǎn)，平行或錐形的 2021年6月12日星期六 u物料在單螺桿擠出機(jī)中的輸送是依靠物料與機(jī)物料在單螺桿擠出機(jī)中的輸送是依靠物料與機(jī) 筒的摩擦力筒的摩擦力 u而雙螺桿擠出機(jī)則為而雙螺桿擠出機(jī)則為“正向輸送正向輸

3、送”，有強(qiáng)制將，有強(qiáng)制將 物料向前輸送的作用，另外，雙螺桿擠出機(jī)在物料向前輸送的作用，另外，雙螺桿擠出機(jī)在 兩根螺桿的嚙合處還對(duì)物料產(chǎn)生剪切作用兩根螺桿的嚙合處還對(duì)物料產(chǎn)生剪切作用 2021年6月12日星期六 4 4 類型類型 按相對(duì)位置按相對(duì)位置 按旋轉(zhuǎn)方向按旋轉(zhuǎn)方向 同向旋轉(zhuǎn)同向旋轉(zhuǎn) 向內(nèi)異向旋轉(zhuǎn)向內(nèi)異向旋轉(zhuǎn) 向外異向旋轉(zhuǎn)向外異向旋轉(zhuǎn) 平行雙螺桿平行雙螺桿 錐形雙螺桿錐形雙螺桿 按螺桿軸線是否平行按螺桿軸線是否平行 嚙合型嚙合型 非嚙合型非嚙合型 完全嚙合型完全嚙合型 部分嚙合型部分嚙合型 5 5 工作原理工作原理 u雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)盡管與單螺桿擠出機(jī)很相似雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)盡管與單螺桿

4、擠出機(jī)很相似 ，但是其工作原理與單螺桿擠出機(jī)很不相同。，但是其工作原理與單螺桿擠出機(jī)很不相同。 u在這一過(guò)程中，物料的運(yùn)動(dòng)情況因螺桿的嚙合方在這一過(guò)程中，物料的運(yùn)動(dòng)情況因螺桿的嚙合方 式、旋轉(zhuǎn)方向的不同而不同。式、旋轉(zhuǎn)方向的不同而不同。 嚙合型同向雙螺桿擠出機(jī)嚙合型同向雙螺桿擠出機(jī) 5 5 工作原理工作原理 u物料自料斗經(jīng)定量裝料器加入物料自料斗經(jīng)定量裝料器加入 機(jī)筒后，按照旋轉(zhuǎn)機(jī)筒后，按照旋轉(zhuǎn) 方向，可從方向，可從 一根螺桿的螺槽經(jīng)嚙合區(qū)的間隙流一根螺桿的螺槽經(jīng)嚙合區(qū)的間隙流 入另一根螺桿的螺槽，入另一根螺桿的螺槽， 。 u在嚙合處，螺紋和螺槽的速度相反，物料相對(duì)速在嚙合處，螺紋和螺槽的速度

5、相反，物料相對(duì)速 度很大，承受很大的剪切，有利于混合，度很大，承受很大的剪切，有利于混合， u由于嚙合處兩根螺桿的速度方向相反，因此能在由于嚙合處兩根螺桿的速度方向相反，因此能在 上下嚙合區(qū)形成平衡的壓力，上下嚙合區(qū)形成平衡的壓力， 嚙合型同向雙螺桿擠出機(jī)嚙合型同向雙螺桿擠出機(jī) 5 5 工作原理工作原理 u由于兩根螺桿相互嚙合，對(duì)物由于兩根螺桿相互嚙合，對(duì)物 料輸送有強(qiáng)制的料輸送有強(qiáng)制的 推力，故推力，故 u螺桿嚙合處對(duì)物料的剪切過(guò)程螺桿嚙合處對(duì)物料的剪切過(guò)程 使物料的表層不使物料的表層不 斷的更新，斷的更新，。 嚙合型同向雙螺桿擠出機(jī)嚙合型同向雙螺桿擠出機(jī) 5 5 工作原理工作原理 u由于兩

6、根螺桿的旋轉(zhuǎn)方由于兩根螺桿的旋轉(zhuǎn)方 向不向不 同，一根螺桿中物料螺旋前進(jìn)同，一根螺桿中物料螺旋前進(jìn) 的道路被另一根螺桿堵死，故的道路被另一根螺桿堵死，故 。 嚙合型異向雙螺桿擠出機(jī)嚙合型異向雙螺桿擠出機(jī) u在嚙合處，一根螺桿的螺紋插入另一根螺桿的螺槽在嚙合處，一根螺桿的螺紋插入另一根螺桿的螺槽 中，使中，使。 u螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，隨著嚙合部分的軸向移動(dòng)，小室也沿螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，隨著嚙合部分的軸向移動(dòng)，小室也沿 著軸向前移，螺桿每轉(zhuǎn)一圈，小室就前移一個(gè)導(dǎo)程著軸向前移，螺桿每轉(zhuǎn)一圈，小室就前移一個(gè)導(dǎo)程 的距離，故的距離，故 。 5 5 工作原理工作原理 u少量物料被拉入兩螺桿之間的少量物料被拉入兩螺桿之間的

7、 徑向間隙，受到徑向間隙，受到 螺棱和螺槽間螺棱和螺槽間 的研磨和滾壓作用，此作用與的研磨和滾壓作用，此作用與 壓壓 延機(jī)上物料的滾壓作用相似延機(jī)上物料的滾壓作用相似 ，稱為，稱為“” 嚙合型異向雙螺桿擠出機(jī)嚙合型異向雙螺桿擠出機(jī) u由于壓延效應(yīng)，使機(jī)筒壁和軸承受力不均勻而局由于壓延效應(yīng)，使機(jī)筒壁和軸承受力不均勻而局 部受壓磨損，故部受壓磨損，故 5 5 工作原理工作原理 由于兩螺桿不嚙合由于兩螺桿不嚙合 ，它們之間的徑向間隙很大，它們之間的徑向間隙很大， 所以存在較大的軸向漏流。所以存在較大的軸向漏流。 非嚙合型雙螺桿擠出機(jī)非嚙合型雙螺桿擠出機(jī) 由于兩螺桿的螺棱的相對(duì)位置是錯(cuò)開由于兩螺桿的螺

8、棱的相對(duì)位置是錯(cuò)開 的，即一根螺桿的推力面的物料壓力大于另一根螺的，即一根螺桿的推力面的物料壓力大于另一根螺 桿拖曳面的物料壓力，從而產(chǎn)生了桿拖曳面的物料壓力，從而產(chǎn)生了 5 5 工作原理工作原理 同時(shí)隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)同時(shí)隨著螺桿的旋轉(zhuǎn) ，在兩螺桿的間隙處物料不斷受，在兩螺桿的間隙處物料不斷受 到攪動(dòng)并被不斷帶走而更新（不到攪動(dòng)并被不斷帶走而更新（不 論兩螺桿的轉(zhuǎn)向如何），產(chǎn)生論兩螺桿的轉(zhuǎn)向如何），產(chǎn)生 非嚙合型雙螺桿擠出機(jī)非嚙合型雙螺桿擠出機(jī) 特別是在異向旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，物料在特別是在異向旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，物料在A處處 受到阻礙，產(chǎn)生了受到阻礙，產(chǎn)生了 5 5 工作原理工作原理 嚙合型錐形異向雙螺桿擠出

9、機(jī)嚙合型錐形異向雙螺桿擠出機(jī) u計(jì)量段末的螺桿橫斷面積減小，因此在同等的機(jī)頭壓力下，它計(jì)量段末的螺桿橫斷面積減小，因此在同等的機(jī)頭壓力下，它 具有較小的軸向壓力，具有較小的軸向壓力，。 u兩個(gè)螺桿的軸線尾部分開，有利于安裝較大的承載軸承，故兩個(gè)螺桿的軸線尾部分開，有利于安裝較大的承載軸承，故 。 u加料段直徑大，螺桿強(qiáng)度高，物料受熱面積大，加料段直徑大，螺桿強(qiáng)度高，物料受熱面積大，。 而在計(jì)量段螺桿直徑小，受熱較小，而在計(jì)量段螺桿直徑小，受熱較小，。 u由于錐形雙螺桿比平行雙螺桿有上述優(yōu)點(diǎn)，由于錐形雙螺桿比平行雙螺桿有上述優(yōu)點(diǎn)， 描寫雙螺桿擠出這一過(guò)程的參量 有和。 4.3.2 4.3.2 雙

10、螺桿擠出過(guò)程參變量雙螺桿擠出過(guò)程參變量 溫度是擠出過(guò)程得以進(jìn)行的重要條 件之一。如前所述，物料從加入料斗 到最后成型為制品是經(jīng)歷了一個(gè)復(fù)雜 的溫度過(guò)程的。 1 1、溫度、溫度 溫度是雙螺桿擠出過(guò)程得以進(jìn)行的重要條件之溫度是雙螺桿擠出過(guò)程得以進(jìn)行的重要條件之 一。物料由固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，需要熱量。擠出過(guò)一。物料由固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，需要熱量。擠出過(guò) 程熱量的來(lái)源有兩個(gè)：程熱量的來(lái)源有兩個(gè)： a.機(jī)筒外部加熱器通過(guò)機(jī)筒傳給物料的熱量。 b.物料與物料之間、物料與螺桿、物料與機(jī)筒之間 的摩擦熱和物料受剪切而生成的熱量。 1 1、溫度、溫度 為保證物料順利加入，必須保持固體的摩為保證物料順利加入，必須保持固

11、體的摩 擦性質(zhì)，故此段機(jī)筒不但不要加熱，還需要冷卻。擦性質(zhì)，故此段機(jī)筒不但不要加熱，還需要冷卻。 在加料口下游，機(jī)筒溫度則需升高，以便將物料加在加料口下游，機(jī)筒溫度則需升高，以便將物料加 熱，促使其熔融。熱，促使其熔融。 機(jī)筒溫度要機(jī)筒溫度要保持低溫保持低溫，使物料保持較高的，使物料保持較高的 粘度，這粘度，這有利于混合，防止物料過(guò)熱分散，實(shí)現(xiàn)低有利于混合，防止物料過(guò)熱分散，實(shí)現(xiàn)低 溫?cái)D出溫?cái)D出。 與雙螺桿擠出機(jī)的與雙螺桿擠出機(jī)的 類型、螺桿構(gòu)型及擠出物料特性和對(duì)最終擠出物性類型、螺桿構(gòu)型及擠出物料特性和對(duì)最終擠出物性 能要求有關(guān)，由雙螺桿擠出機(jī)的加熱冷卻系統(tǒng)和溫能要求有關(guān)，由雙螺桿擠出機(jī)的加

12、熱冷卻系統(tǒng)和溫 控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？叵到y(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 1 1、溫度、溫度 在熔體輸送中螺桿建壓的同時(shí)，會(huì)引起熔體的溫在熔體輸送中螺桿建壓的同時(shí)，會(huì)引起熔體的溫 升：升： mp C P T 1 1、溫度、溫度 uP壓差壓差 uT溫升溫升 u 熔體密度熔體密度 uCp 比熱容比熱容 um效率效率 ，則由上式可計(jì)算出，若%105 . 0C 1 mp u這意味著壓力升高這意味著壓力升高1 MPa，溫度上升，溫度上升5 。這種建壓引起的溫升有害無(wú)。這種建壓引起的溫升有害無(wú) 益，即浪費(fèi)能量，又易引起物料分解，也無(wú)益于混合。益，即浪費(fèi)能量，又易引起物料分解，也無(wú)益于混合。 u必須對(duì)螺桿建壓區(qū)的構(gòu)型進(jìn)行優(yōu)化，減少螺桿

13、背壓區(qū)的長(zhǎng)度，使能量輸必須對(duì)螺桿建壓區(qū)的構(gòu)型進(jìn)行優(yōu)化，減少螺桿背壓區(qū)的長(zhǎng)度，使能量輸 入和溫升達(dá)到最小值。入和溫升達(dá)到最小值。 2 2、充滿度、充滿度 u由于采用計(jì)量加料，再加上主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)數(shù)可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，以及 雙螺桿螺桿構(gòu)型對(duì)物料的接受和輸送的特點(diǎn)，因而沿螺桿軸 線方向各螺桿區(qū)段的螺槽并不是都被物料充滿，有的區(qū)段的 螺桿元件處于非充滿狀態(tài)（）。 物料填充螺槽的面積A與螺槽的總面積 A之比。 充滿度一般小于1；取決于螺桿構(gòu) 型， 充滿度可能等于或小于1； 充滿度可能等于或小于1； 充滿度必須小于1。 充滿度等于1。 u為了使物料通過(guò)反螺紋段和反向捏合塊，其上游 用于建壓的正向螺紋元件中必定有一段螺

14、槽的充 滿度等于1。 部分充滿的螺槽部分充滿的螺槽 A A 可表明物料與螺桿和機(jī)筒的接觸情可表明物料與螺桿和機(jī)筒的接觸情 況，因而表明由機(jī)筒吸收熱量的情況；況，因而表明由機(jī)筒吸收熱量的情況； 它意味著物料受剪切的強(qiáng)弱；它意味著物料受剪切的強(qiáng)弱； 它表明物料自由表面積的大小，排氣效它表明物料自由表面積的大小，排氣效 果的好壞，冒不冒料；果的好壞，冒不冒料； 它表明螺桿內(nèi)是否建立起壓力。它表明螺桿內(nèi)是否建立起壓力。 通過(guò)調(diào)節(jié)充滿度，可以調(diào)節(jié)擠出過(guò)程，達(dá)到預(yù)期通過(guò)調(diào)節(jié)充滿度，可以調(diào)節(jié)擠出過(guò)程，達(dá)到預(yù)期 的目的。的目的。 2 2、充滿度、充滿度 3 3、壓力、壓力 壓力的建立：壓力的建立：只有充滿度等

15、于1的區(qū)段，才有可能建 立起壓力。 壓力的分布：壓力的分布：沿螺桿軸線方向就有一個(gè)壓力分布問(wèn) 題。用壓力梯度（即沿螺桿軸線方向單位長(zhǎng)度上的壓 力變化）表示。 影響壓力的因數(shù)：影響壓力的因數(shù)：不同螺桿元件其建立壓力的能力 是不同的。口模形式和尺寸也影響壓力分布。 嚙合同向雙螺桿沿螺桿軸線方向的壓力分布嚙合同向雙螺桿沿螺桿軸線方向的壓力分布 3 3、壓力、壓力 4 4、能耗、能耗 u為了使加入的物料熔融呈，必須供給熱能熱能；為使物料 壓實(shí)，充滿螺槽并通過(guò)阻力元件，物料必須在螺桿軸線某些 位置建立起壓力，即必須供給壓力能壓力能；為了使各組分進(jìn)行分 布混合和分散混合，必須提供剪切機(jī)械能剪切機(jī)械能。 和

16、是由加熱器的電能和驅(qū)動(dòng)螺桿的 轉(zhuǎn)化而來(lái)。這些能量的一部分為熔融物料、成型制品所利 用。其余部分作為熱損失而損失掉。 u雙螺桿擠出過(guò)程中機(jī)械能和加熱器提供的熱能不但與 有關(guān)，還與和不同的有關(guān)。 擠出過(guò)程能力沿?cái)D壓系統(tǒng)的變化示意擠出過(guò)程能力沿?cái)D壓系統(tǒng)的變化示意 4 4、能耗、能耗 電機(jī)、加熱器提供的能量與螺桿直徑的關(guān)系電機(jī)、加熱器提供的能量與螺桿直徑的關(guān)系 4 4、能耗、能耗 和是由加熱器的電能和 驅(qū)動(dòng)螺桿的轉(zhuǎn)化而來(lái)。這些能量的一部 分為熔融物料、成型制品所利用。其余部分作 為熱損失而損失掉。 4 4、能耗、能耗 表示一臺(tái)擠出機(jī)能量轉(zhuǎn)化和利用的好壞。表示一臺(tái)擠出機(jī)能量轉(zhuǎn)化和利用的好壞。 比功耗分毛

17、比功耗和凈比功耗。凈比功耗是擠出過(guò)程中物料 承受的總變形和應(yīng)力的度量，它可以用平均剪切應(yīng)力和平均剪 切應(yīng)變的乘積表示： e S u 最低比功耗是在最高擠出量和最低螺桿轉(zhuǎn)數(shù)下得到最低比功耗是在最高擠出量和最低螺桿轉(zhuǎn)數(shù)下得到 的，是擠出物料所需的最少能量。的，是擠出物料所需的最少能量。 4 4、能耗、能耗 4.3.3 4.3.3 雙螺桿擠出機(jī)的主要參數(shù)雙螺桿擠出機(jī)的主要參數(shù) 嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)是當(dāng)前用于塑料 改性的主要混合設(shè)備之一。它的螺桿轉(zhuǎn)數(shù) 目前已高達(dá)12001500 rpm，長(zhǎng)徑比L/D 可達(dá)3648或更長(zhǎng)，其螺桿和機(jī)筒都是組 合式，通過(guò)對(duì)螺桿元件、機(jī)筒元件進(jìn)行科 學(xué)的組合，可以獲得范圍廣

18、的剪切速率和 剪應(yīng)力，能進(jìn)行分布混合和分散混合，可 對(duì)聚合物進(jìn)行共混、填充、增強(qiáng)改性和反 應(yīng)擠出。 1 1 螺桿公稱直徑螺桿公稱直徑D D：指螺桿外徑，單位mm。 對(duì)于錐形雙螺桿而言，D是一個(gè)變值，一般同時(shí) 表示小端直徑d。 表示機(jī)器的加工能力。 2 2 螺桿長(zhǎng)徑比螺桿長(zhǎng)徑比 u螺桿有效長(zhǎng)度與直徑之比即L/DL/D 。 u主要取決于完成物料熔融塑化所需的擠出過(guò)程 和停留時(shí)間、各種功能段的長(zhǎng)度及數(shù)量等因素 。 u一般整體式雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比在718之 間。對(duì)于組合式雙螺桿擠出機(jī)，長(zhǎng)徑比是可變 的。 u目前，隨著螺桿轉(zhuǎn)速的高速化，擠出系統(tǒng)的長(zhǎng) 度（或螺桿長(zhǎng)徑比）總體呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。 3 3 螺桿

19、的轉(zhuǎn)向：螺桿的轉(zhuǎn)向：螺桿的轉(zhuǎn)向由同向和異向 之分。一般同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)多用 于混料，異向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)多用于 擠出成型制品。 4 4 螺桿的轉(zhuǎn)速范圍：螺桿的轉(zhuǎn)速范圍：螺桿的最低轉(zhuǎn)速和 最高轉(zhuǎn)速間的范圍。 5 5 驅(qū)動(dòng)功率：驅(qū)動(dòng)功率：指驅(qū)動(dòng)螺桿的電動(dòng)機(jī)功率， 單位kW。 6 6 加熱功率：加熱功率：指雙螺桿擠出機(jī)機(jī)筒上各段 加熱功率的總和，單位kW。 7 7 雙螺桿中心距公稱尺寸：雙螺桿中心距公稱尺寸：指平行布置 的兩螺桿的中心距。單位mm。 8 8 實(shí)際比功率：實(shí)際比功率：表征每小時(shí)內(nèi)平均加工 1kg物料所需電動(dòng)機(jī)實(shí)際使用功率的指標(biāo)。 單位kW/（kg/h）。 9 9 比流量：比流量

20、：指螺桿每轉(zhuǎn)的生產(chǎn)能力，表征 擠出機(jī)的生產(chǎn)效率，單位（kg/h）/（r/min ）。 10 10 產(chǎn)量：產(chǎn)量：指每小時(shí)的擠出量，單位kg/h。 4.4.4 4.4.4 雙螺桿擠出機(jī)主要零部件雙螺桿擠出機(jī)主要零部件 4.4.4 4.4.4 雙螺桿擠出機(jī)主要零部件雙螺桿擠出機(jī)主要零部件 1 1 螺桿螺桿 整體式螺桿整體式螺桿 組合式螺桿組合式螺桿 （1）整體式螺桿）整體式螺桿 u由整根材料加工制作，在一根螺桿上加工由整根材料加工制作，在一根螺桿上加工 出各種基本結(jié)構(gòu)單元（輸送單元和混煉單出各種基本結(jié)構(gòu)單元（輸送單元和混煉單 元）。元）。 u加工難度大。加工難度大。 u為了獲得適當(dāng)?shù)膲嚎s比為了獲得適

21、當(dāng)?shù)膲嚎s比 變螺距變螺距 變螺棱寬度變螺棱寬度 依靠錐形變化依靠錐形變化 （2）組合式螺桿）組合式螺桿 u是由多個(gè)單獨(dú)的螺桿元件沿軸向連接組成是由多個(gè)單獨(dú)的螺桿元件沿軸向連接組成 的組合體。的組合體。 u元件具有互換性，可根據(jù)工藝需要進(jìn)行組元件具有互換性，可根據(jù)工藝需要進(jìn)行組 合。合。 u加工難度小于整體式螺桿。加工難度小于整體式螺桿。 u主要組合單元：主要組合單元： u輸送元件、剪切元件、壓縮元件、混合元輸送元件、剪切元件、壓縮元件、混合元 件以及捏合元件。件以及捏合元件。 u用于輸送物料，給物料一定的推力使物料能夠克用于輸送物料，給物料一定的推力使物料能夠克 服在流道中的阻力。服在流道中的

22、阻力。 ：間隙小，兩螺桿在輸送過(guò)程中形成了間隙小，兩螺桿在輸送過(guò)程中形成了 幾乎密閉的幾乎密閉的“C”型空間，使物料很難進(jìn)行相互間型空間，使物料很難進(jìn)行相互間 的混合，對(duì)物料進(jìn)行強(qiáng)制輸送，可以在很短的長(zhǎng)的混合，對(duì)物料進(jìn)行強(qiáng)制輸送，可以在很短的長(zhǎng) 度內(nèi)建立起較高的壓力度內(nèi)建立起較高的壓力。 （2）組合式螺桿）組合式螺桿 輸送元件輸送元件 捏合間隙大，中心距捏合間隙大，中心距H大于兩螺桿半大于兩螺桿半 徑之和（徑之和（R+r）以形成較大徑向間隙，可增大嚙合）以形成較大徑向間隙，可增大嚙合 螺紋的軸向間隙。促進(jìn)螺紋的軸向間隙。促進(jìn)“C”型空間內(nèi)物料的相互混型空間內(nèi)物料的相互混 合并輸送物料。合并輸送

23、物料。 u由于存在漏流和倒流，對(duì)物料的強(qiáng)制輸送能力差。由于存在漏流和倒流，對(duì)物料的強(qiáng)制輸送能力差。 （2）組合式螺桿）組合式螺桿 輸送元件輸送元件 u包括剪切元件、混合元件、捏合元件等包括剪切元件、混合元件、捏合元件等 u物料在雙螺桿中的混煉過(guò)程是剪切與混合的結(jié)合。物料在雙螺桿中的混煉過(guò)程是剪切與混合的結(jié)合。 由剪切盤或剪切螺紋組成，主要用于對(duì)由剪切盤或剪切螺紋組成，主要用于對(duì) 物料進(jìn)行剪切。物料進(jìn)行剪切。 （2）組合式螺桿）組合式螺桿 混煉元件混煉元件 齒形混合盤由帶齒的兩組盤組成，是齒形混合盤由帶齒的兩組盤組成，是 混合元件的一種。還有銷釘段、反螺紋段等元件混合元件的一種。還有銷釘段、反螺

24、紋段等元件 。主要起攪亂物料流的作用，使物料均化。主要起攪亂物料流的作用，使物料均化。 銷釘型銷釘型 反螺紋型反螺紋型 （2）組合式螺桿）組合式螺桿 混煉元件混煉元件 主要就是捏合塊，是由截面相同但安裝主要就是捏合塊，是由截面相同但安裝 時(shí)錯(cuò)開一定角度的一組塊所組成。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)錯(cuò)開一定角度的一組塊所組成。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng) ，物料被擠入捏合塊與機(jī)筒內(nèi)壁之間的空腔且隨著，物料被擠入捏合塊與機(jī)筒內(nèi)壁之間的空腔且隨著 兩捏合塊的嚙合，空腔由大變小，再由小變大，物兩捏合塊的嚙合，空腔由大變小，再由小變大，物 料受到反復(fù)的剪切、膨脹、擠壓，從而加速和改善料受到反復(fù)的剪切、膨脹、擠壓，從而加速和改善 了

25、物料的塑化過(guò)程，提高了塑化質(zhì)量了物料的塑化過(guò)程，提高了塑化質(zhì)量。 （2）組合式螺桿）組合式螺桿 混煉元件混煉元件 螺桿組合設(shè)計(jì)螺桿組合設(shè)計(jì) 在組合設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)正確的了解各種螺桿元件的基本工作機(jī) 理、功能，與物料加工工藝相結(jié)合，進(jìn)行螺桿組合的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)螺桿組合螺桿組合的基本原則： u 保證在正常操作轉(zhuǎn)速和溫度下物料的塑化和排氣 u 進(jìn)料口一般采用中等螺距的螺紋元件 u 壓縮段一般采用小螺距元件 u 混煉段采用嚙合快等剪切型元件、螺紋元件等適當(dāng)組合 u 排氣口處采用大螺距螺紋元件。 （3 3） 螺紋頭數(shù)螺紋頭數(shù) 多用于捏合型同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)，主要多用于捏合型同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)，主要 用于加

26、工用于加工PVC， 由于螺槽較深，剪切強(qiáng)度相對(duì)小些，并有較好由于螺槽較深，剪切強(qiáng)度相對(duì)小些，并有較好 的加料性能，適合于混料和加工難于加入的物料的加料性能，適合于混料和加工難于加入的物料 （如粉料）。（如粉料）。 螺槽較淺，對(duì)物料的剪切強(qiáng)度比雙頭螺紋大，螺槽較淺，對(duì)物料的剪切強(qiáng)度比雙頭螺紋大， 主要用于需要高剪切的物料。主要用于需要高剪切的物料。 2 2 機(jī)筒機(jī)筒 同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒大多同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒大多 采用分段積木式結(jié)構(gòu)，每段長(zhǎng)度為（采用分段積木式結(jié)構(gòu)，每段長(zhǎng)度為（34）D，其，其 中有加料口段（根據(jù)加料方式可設(shè)多段）和排氣口中有加料口段（根據(jù)加料方式可設(shè)多段）和排氣口

27、 段，有的有測(cè)量熔體溫度或壓力的孔段。段，有的有測(cè)量熔體溫度或壓力的孔段。 u對(duì)于介質(zhì)冷卻的機(jī)筒，各段還設(shè)有介質(zhì)通道，以及對(duì)于介質(zhì)冷卻的機(jī)筒，各段還設(shè)有介質(zhì)通道，以及 固定加熱器用的螺孔。固定加熱器用的螺孔。 u與組合式螺桿配合可根據(jù)物料和工藝要求靈活組合與組合式螺桿配合可根據(jù)物料和工藝要求靈活組合 。 流程工藝和配置流程工藝和配置 1 1聚合物聚合物 2 2 填充物填充物 3 3 添加劑添加劑 4 4 預(yù)混器預(yù)混器 5 5 雙螺桿側(cè)加料雙螺桿側(cè)加料 6 6 液體計(jì)量加料液體計(jì)量加料 7 7 雙螺桿擠出機(jī)雙螺桿擠出機(jī) 8 8 真空泵真空泵 10 10 切粒系統(tǒng)切粒系統(tǒng) PVCPVC雙螺桿組合擠

28、出工藝流程雙螺桿組合擠出工藝流程 通常，一臺(tái)成功的雙螺桿擠出機(jī)選擇通常，一臺(tái)成功的雙螺桿擠出機(jī)選擇 首先在于確定理想的筒體組合和配置，首先在于確定理想的筒體組合和配置， 它關(guān)系到擠出機(jī)的工藝、螺桿的長(zhǎng)徑比它關(guān)系到擠出機(jī)的工藝、螺桿的長(zhǎng)徑比 、物料的停留時(shí)間、混煉塑化程度，螺、物料的停留時(shí)間、混煉塑化程度，螺 桿組合，筒體的組合和配置是雙螺桿擠桿組合，筒體的組合和配置是雙螺桿擠 出機(jī)工程技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要內(nèi)容。出機(jī)工程技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要內(nèi)容。 配混擠出配混擠出 脫水干燥脫水干燥 典型的擠出機(jī)主機(jī)配置結(jié)構(gòu)典型的擠出機(jī)主機(jī)配置結(jié)構(gòu) 與筒體排列相密切的因素有：加料位置，與筒體排列相密切的因素有：加料位

29、置， 排氣或脫揮口的數(shù)量及位置，物料的擠出過(guò)程。排氣或脫揮口的數(shù)量及位置，物料的擠出過(guò)程。 通常，主加料口設(shè)定在第一節(jié)筒體，中間物料通常，主加料口設(shè)定在第一節(jié)筒體，中間物料 （如粉狀物）通常是在上游物料處于半塑化狀（如粉狀物）通常是在上游物料處于半塑化狀 態(tài)下加入，液體狀添加劑則根據(jù)添加劑的穩(wěn)定態(tài)下加入，液體狀添加劑則根據(jù)添加劑的穩(wěn)定 性及分布分散要求具體確定加入位置。排氣筒性及分布分散要求具體確定加入位置。排氣筒 體的設(shè)置與中間粉體的加入位置、物料的塑化體的設(shè)置與中間粉體的加入位置、物料的塑化 程度、低分子產(chǎn)物的多少、螺桿組合結(jié)構(gòu)等因程度、低分子產(chǎn)物的多少、螺桿組合結(jié)構(gòu)等因 素有關(guān)。素有關(guān)。

30、 錐形雙螺桿的機(jī)筒錐形雙螺桿的機(jī)筒 多采用整體式，其結(jié)構(gòu)與單多采用整體式，其結(jié)構(gòu)與單 螺桿擠出機(jī)類似，內(nèi)孔為螺桿擠出機(jī)類似，內(nèi)孔為 “”形，機(jī)筒與機(jī)頭連接處形，機(jī)筒與機(jī)頭連接處 有由有由“”形過(guò)渡到圓形的連形過(guò)渡到圓形的連 接段。接段。 2 2 機(jī)筒機(jī)筒 3 3 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置 u在滿足螺桿中心距的條件下，傳遞額定扭矩。在滿足螺桿中心距的條件下，傳遞額定扭矩。 u兩根螺桿傳動(dòng)軸應(yīng)承受同樣的扭矩負(fù)載。兩根螺桿傳動(dòng)軸應(yīng)承受同樣的扭矩負(fù)載。 u應(yīng)消除螺桿的徑向力，防止螺桿彎曲。應(yīng)消除螺桿的徑向力，防止螺桿彎曲。 把齒輪傳動(dòng)分成兩部分，即減速部分與把齒輪傳動(dòng)分成兩部分，即減速部分與 扭矩分配部分。扭

31、矩分配部分。 使用內(nèi)齒輪，把減速與扭矩分配裝置放使用內(nèi)齒輪，把減速與扭矩分配裝置放 在同一齒輪箱內(nèi)。在同一齒輪箱內(nèi)。 多電機(jī)多主動(dòng)軸傳動(dòng)形式。多電機(jī)多主動(dòng)軸傳動(dòng)形式。 u靜壓軸承靜壓軸承 u動(dòng)環(huán)、定環(huán)、圓盤動(dòng)環(huán)、定環(huán)、圓盤 u圓盤上開有徑向斜槽圓盤上開有徑向斜槽 u充入高壓油充入高壓油 3 3 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置 4 4 計(jì)量加料裝置計(jì)量加料裝置 5 5 排氣裝置排氣裝置 u雙螺桿擠出機(jī)都設(shè)有排氣雙螺桿擠出機(jī)都設(shè)有排氣 裝置，以排出擠出過(guò)程中裝置，以排出擠出過(guò)程中 物料的水分、濕氣、夾帶物料的水分、濕氣、夾帶 的空氣以及殘留單體和低的空氣以及殘留單體和低 分子揮發(fā)物。分子揮發(fā)物。 u專用于脫水和

32、排出揮發(fā)物專用于脫水和排出揮發(fā)物 時(shí)，機(jī)筒要開設(shè)幾個(gè)排氣時(shí)，機(jī)筒要開設(shè)幾個(gè)排氣 口?？凇?6 6 加熱冷卻系統(tǒng)加熱冷卻系統(tǒng) 由擠出過(guò)程知，溫度是擠出過(guò)程得以由擠出過(guò)程知，溫度是擠出過(guò)程得以 進(jìn)行的必要條件之一，擠出機(jī)的加熱冷卻進(jìn)行的必要條件之一，擠出機(jī)的加熱冷卻 系統(tǒng)就是為保證這一必要條件而設(shè)置的。系統(tǒng)就是為保證這一必要條件而設(shè)置的。 塑料在擠出過(guò)程中得到的塑料在擠出過(guò)程中得到的熱量來(lái)源熱量來(lái)源: : 料筒外部供熱料筒外部供熱依靠安裝在料筒外部的加熱器供給熱依靠安裝在料筒外部的加熱器供給熱 量。量。 內(nèi)部供熱內(nèi)部供熱是由物料與料筒內(nèi)壁、物料與螺桿以及物是由物料與料筒內(nèi)壁、物料與螺桿以及物 料之

33、間相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦剪切熱供給。由電動(dòng)機(jī)傳料之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦剪切熱供給。由電動(dòng)機(jī)傳 輸給螺桿的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái)。輸給螺桿的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái)。 u這兩部分熱量所占比例與螺桿、料筒的結(jié)構(gòu)形式、這兩部分熱量所占比例與螺桿、料筒的結(jié)構(gòu)形式、 工藝條件、物料的性質(zhì)等有關(guān)，也與擠出過(guò)程的階工藝條件、物料的性質(zhì)等有關(guān)，也與擠出過(guò)程的階 段（如啟動(dòng)階段，穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段）有關(guān)。段（如啟動(dòng)階段，穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段）有關(guān)。 6 6 加熱冷卻系統(tǒng)加熱冷卻系統(tǒng) u在加料段在加料段為保證物料順利加入，必須保持固體的摩擦性為保證物料順利加入，必須保持固體的摩擦性 質(zhì)，故此段機(jī)筒不但不要加熱，還需要冷卻質(zhì)，故此段機(jī)筒不但不要加

34、熱，還需要冷卻。 u熔融段熔融段在加料口下游，機(jī)筒溫度則需升高，以便將物料在加料口下游，機(jī)筒溫度則需升高，以便將物料 加熱，促使其熔融。加熱，促使其熔融。 當(dāng)物料熔融后，機(jī)筒溫度要保持低溫，使物料保持較高當(dāng)物料熔融后，機(jī)筒溫度要保持低溫，使物料保持較高 的粘度，這有利于混合，防止物料過(guò)熱分散，實(shí)現(xiàn)低溫?cái)D的粘度，這有利于混合，防止物料過(guò)熱分散，實(shí)現(xiàn)低溫?cái)D 出。在正常工作時(shí)往往需冷卻器進(jìn)行冷卻。出。在正常工作時(shí)往往需冷卻器進(jìn)行冷卻。 u沿螺桿軸線方向機(jī)筒的溫度設(shè)定，與雙螺桿擠出機(jī)的類型沿螺桿軸線方向機(jī)筒的溫度設(shè)定，與雙螺桿擠出機(jī)的類型 、螺桿構(gòu)型及擠出物料特性和對(duì)最終擠出物性能要求有關(guān)、螺桿構(gòu)型及

35、擠出物料特性和對(duì)最終擠出物性能要求有關(guān) ，由雙螺桿擠出機(jī)的加熱冷卻系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。，由雙螺桿擠出機(jī)的加熱冷卻系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 6 6 加熱冷卻系統(tǒng)加熱冷卻系統(tǒng) 擠出機(jī)的加熱方法擠出機(jī)的加熱方法 原理是先將液體（水、油、聯(lián)原理是先將液體（水、油、聯(lián) 苯等）加熱，再由它們加熱料筒或螺桿。苯等）加熱，再由它們加熱料筒或螺桿。 目前擠出機(jī)上應(yīng)用得最多的是電目前擠出機(jī)上應(yīng)用得最多的是電 加熱，它又分為電阻加熱和電感加熱。加熱，它又分為電阻加熱和電感加熱。 6 6 加熱冷卻系統(tǒng)加熱冷卻系統(tǒng) 擠出機(jī)的冷卻擠出機(jī)的冷卻 u擠出機(jī)設(shè)置冷卻系統(tǒng)（和加熱系統(tǒng)一起）是為了擠出機(jī)設(shè)置冷卻系統(tǒng)（和加熱系統(tǒng)一起

36、）是為了 保證塑料在工藝要求的溫度條件下完成擠出成型保證塑料在工藝要求的溫度條件下完成擠出成型 過(guò)程。擠出過(guò)程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生螺桿回轉(zhuǎn)生成的摩過(guò)程。擠出過(guò)程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生螺桿回轉(zhuǎn)生成的摩 擦剪切熱比物料所需要的熱量多的現(xiàn)象，這會(huì)導(dǎo)擦剪切熱比物料所需要的熱量多的現(xiàn)象，這會(huì)導(dǎo) 致料筒內(nèi)物料溫度過(guò)高，如不及時(shí)排出過(guò)多的熱致料筒內(nèi)物料溫度過(guò)高，如不及時(shí)排出過(guò)多的熱 量，會(huì)引起物料（特別是熱敏性塑料）分解，有量，會(huì)引起物料（特別是熱敏性塑料）分解，有 時(shí)也會(huì)使成型難以進(jìn)行。為此。必須對(duì)料筒和螺時(shí)也會(huì)使成型難以進(jìn)行。為此。必須對(duì)料筒和螺 桿進(jìn)行冷卻。桿進(jìn)行冷卻。 6 6 加熱冷卻系統(tǒng)加熱冷卻系統(tǒng) 料筒的冷卻：料筒的冷卻：現(xiàn)代擠出機(jī)的料筒都設(shè)有冷卻 系統(tǒng)。料筒的冷卻方法有風(fēng)冷和水冷風(fēng)冷和水冷。 風(fēng)冷比較柔和、 均勻、干凈，在國(guó)內(nèi)外生 產(chǎn)的擠出機(jī)上應(yīng)用較多。 但風(fēng)機(jī)占的空間體積大， 如果風(fēng)機(jī)質(zhì)量不好易有 聲響。一般認(rèn)為用于中小 型擠出機(jī)較為合適。 6 6 加熱冷卻系統(tǒng)加熱冷卻系統(tǒng) 與風(fēng)冷相比，水冷的冷卻速度快，體積小與風(fēng)冷相比，水冷的冷卻速度快，體積小 ，成本低，但易造成急冷，從而擾亂塑料的穩(wěn)定，成本低，但易造成急冷，從而擾亂塑料的穩(wěn)定 流動(dòng)。如果密封不好，會(huì)有跑、冒、滴、漏現(xiàn)象流動(dòng)。如果密封不好，會(huì)有跑、