項(xiàng)目五-擠出理論及栓螺桿擠出機(jī)

四、擠出機(jī)的擠出理論擠出系統(tǒng)的重要功能是固體輸送、塑化和擠出。這三個(gè)功能由螺桿的三個(gè)區(qū)段分別完成。因而擠出過(guò)程有與固體輸送、塑化和擠出相關(guān)的三種機(jī)理：固體輸送理論、熔融理論、熔體輸送理論。研究方法：模型法。（實(shí)際可情況復(fù)雜，用模型研究，然后再加以修正即可。）研究目的：影響生產(chǎn)能力及制品質(zhì)量的因素。從而進(jìn)一步提高制品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。1固體輸送理論①物料與螺槽和料筒壁緊密接觸形成固體塞（固體床），以恒速移動(dòng)；②略去螺棱與機(jī)筒間隙及物料重力、密度變化的影響；③磨擦系數(shù)恒定，壓力是螺槽長(zhǎng)度的函數(shù)；

④螺槽為等距等深的矩形螺槽。固體塞，彈性固體塞一樣以恒速移動(dòng)是由于物料與螺桿之間的摩擦力小于物料與機(jī)簡(jiǎn)之間的摩擦力。假設(shè)條件：達(dá)尼爾（Darnell）和莫爾（MoL）以固體摩擦力靜平衡為基礎(chǔ)，得出固體輸送速率公式。四、擠出機(jī)的擠出理論1固體輸送理論公式：①適當(dāng)提高螺桿轉(zhuǎn)數(shù)N和螺槽深度H;但不能過(guò)大。（why？）②適當(dāng)降低物料與螺桿的摩擦系數(shù)fs，提高物料與機(jī)筒的摩擦系數(shù)fb：如采用錐形開(kāi)槽結(jié)構(gòu)料筒；在加料段料筒內(nèi)壁開(kāi)設(shè)縱向溝槽（提高fb）；冷卻進(jìn)料段防止物料提前軟化；

③冷卻螺桿加料段（減小fs）,增加螺桿表面光潔度（減小fs）④采用最佳螺旋升角b，使為最大提高固體輸送的措施：四、擠出機(jī)的擠出理論θ2熔融理論熔融過(guò)程描述：加料段壓實(shí)—受熱逐漸熔融成一層熔膜—超過(guò)機(jī)筒與螺棱間隙時(shí)，被刮落于螺槽前側(cè)形成熔體池—固體床減小—直至物料完全熔融。

1）螺槽載面為矩形。其中存在的熔膜、熔池、固體床均有明確的邊界且為矩形；2）熔融－穩(wěn)定狀態(tài)，且發(fā)生在固體床和融膜界面處，熔融后進(jìn)入螺槽前側(cè)融體池；3）外加熱由機(jī)筒徑向?qū)?，固體床和熔膜的界面處溫度為物料的熔點(diǎn)，剪切所產(chǎn)生的熱是在熔體膜內(nèi)進(jìn)行的；4）熔體為牛頓型流體。假定條件：計(jì)算出熔融區(qū)長(zhǎng)度，但與實(shí)際值有一定差距。塔莫爾（Tadmor）研究結(jié)果：四、擠出機(jī)的擠出理論3熔體輸送理論流動(dòng)流動(dòng)狀態(tài)：①正流Qd：沿正軸向口模/機(jī)頭方向流動(dòng)。由旋轉(zhuǎn)螺桿擠壓造成。②逆流Ｑp：沿正方向相反，由機(jī)頭壓力引起。③橫流Ｑt：環(huán)流。不影響總流量。但對(duì)熔體的混合、塑化、熱交換起重要作用。④漏流Ｑc物料在螺桿與機(jī)筒之間間隙向加料口方向回流，可降低擠出量。一般情況下漏流Ｑc很小，但磨損嚴(yán)重時(shí)，漏流Ｑc增加急劇增加。流量方程若忽略漏流時(shí)：擠出機(jī)生產(chǎn)能力

Ｑ＝Ｑd-Ｑp-Ｑc四、擠出機(jī)的擠出理論4螺桿和口模特性曲線及擠出機(jī)的工作點(diǎn)（1）螺桿特性線螺槽深度較小的螺桿，則B?。ㄇ€斜率?。D出量隨壓力變化而變化的幅度小，因而擠出量較穩(wěn)定，但可能會(huì)引起物料的熱分解。此時(shí)螺桿（特性曲線）比較硬。螺槽深度較大的螺桿，（深槽螺桿），則B大（曲線斜率大）。擠出量隨壓力變化而變化的幅度大，擠出不穩(wěn)定，適于熱敏性材料（PVC）的擠出成型。此時(shí)螺桿（特性曲線）比較軟。螺桿直徑越小，（淺槽螺桿）對(duì)壓力的變化不敏感，擠出量穩(wěn)定。四、擠出機(jī)的擠出理論4螺桿和口模特性曲線及擠出機(jī)的工作點(diǎn)（2）口模特性線熔體為牛頓流體時(shí),通過(guò)機(jī)頭和口模時(shí)的流動(dòng)方程為：K為阻力系數(shù)（口模常數(shù)），僅與口模形狀和尺寸有關(guān)。

口模特性曲線與螺桿特性曲線的交點(diǎn)即為擠出機(jī)的工作點(diǎn)。擠出機(jī)正常操作點(diǎn)處的生產(chǎn)能力，僅與螺桿轉(zhuǎn)速以及螺桿、機(jī)頭口模的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，而與物料的粘度無(wú)關(guān)。四、擠出機(jī)的擠出理論五、雙螺桿擠出機(jī)組成：

特點(diǎn)：1）強(qiáng)制輸送，加料容易