材料成形设备 第2版 教学课件 作者 王卫卫 课件第4章塑料挤出机.ppt

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1、第四章塑料挤出机本章内容包括：第一节挤出成型工作原理及挤出机组组成第二节挤出成型理论简介第三节挤出机结构与参数选用第四节挤出机辅机第五节其它类型挤出机挤出成型是塑料加工的重要成型方法之一大部分热塑性塑料都可以用挤出成型的方法加工生产截面不变的连续产品，理论上可以无限长管、棒、板、薄膜、单丝、电线、异型材、中空制品等还可进行塑料的造粒、为吹塑备料等第一节挤出成型工作原理及挤出机组组成一、挤出成型生产工艺及挤出机组组成（一）挤出成型生产工艺过程（二）挤出机组冷却定型卷取（切断）挤出机（主机）辅机控制系统挤出机组

2、牵引1、挤出机（主机）挤压系统传动系统加热冷却系统挤出机主机2、辅机机头（口模）定型装置冷却装置牵引装置卷取装置切割装置3、控制系统由电器、仪表和执行机构组成。可控制主机和辅机的拖动电机、驱动油泵、液压缸等机构的动作。并检测主机和辅机的温度、压力等参数，最终实现对整个挤出机组的控制和对产品质量的控制。二、挤出机的分类与型号表示1、国产塑料挤出机分类按螺杆数：单螺杆与多螺杆按是否排气：排气式与非排气式按有无螺杆：螺杆式与无螺杆式按螺杆位置：卧式与立式2、型号表示：SJ-65/20A塑料（S）挤出机（J），螺杆

3、直径65mm，螺杆长径比20，第一次改进（A）3、挤出机的主要技术参数螺杆直径D（mm）螺杆的长径比L/D螺杆的转速范围（nmin~nmax）主螺杆的驱动电动机功率P（kW）挤出机成产能力Q料筒的加热功率E（kW）机器的中心高度H机器的外形尺寸第二节挤出理论简介1、挤出理论用于描述物料在螺杆和口模中运动、变化规律的基本理论。2、工作过程与螺杆的职能分区固体输送、熔融、均化3、挤出理论的三种过程固体输送理论：描述加料区（固体输送区）内物料的固体输送过程熔融理论：描述过渡区（熔融区）的高弹态物料的变化过

4、程熔体输送理论：描述挤出区（均化区）的粘流态熔体的输送过程一、固体输送理论1、理论依据①固-固摩擦静力平衡②假设：物料为密度固定的固体塞子、塞子与所有面接触且摩擦系数恒定、摩擦系数无关密度而与温度有关、螺槽为等深矩形并忽略杆筒间隙、料筒相对螺杆转动。2、公式其中，Qs为固体输送率；n为转速；h1为螺槽深；W为螺槽平均宽度；Db为螺杆外径；e为螺棱法向宽度；θ为固体输送角；ψ为螺旋升角。固体输送理论的结论1、Qs与n、h1成正比，与螺杆直径接近平方成正比；2、Qs随固体输送角的增大而增大。3、输送率与摩

5、擦系数有关。欲达高输送率，需螺杆光滑、筒壁轴向系数小而周向系数大；4、输送区尽早建立较大压力有利于稳定输出；动力主要消耗在料筒摩擦上；物料的性质和形状影响输送率、压力的建立和温升。应用：纵向锥度并开槽、强力冷却二、熔融理论1、理论依据①冷却实验②假设：过程稳定、固相为均匀连续体、熔融体温度范围窄故与固相分界明确、螺槽截面为矩形、固体塞子厚度无限且密度不变、速度不变。2、公式熔融区长度为：熔融理论的结论对熔融区长度的影响：1、物料性能比热容↓、导热系数↑、密度↑、熔融潜热↓、熔融温度↓，则使ZT变小。

6、2、工艺条件挤出量G：增则使熔融的发生和结束均推迟，ZT加长，末端温度波幅增大，质量变坏。3、螺杆几何参数螺槽渐变度、螺棱料筒间隙应用：背压控制、渐变螺槽、间隙控制三、熔体输送理论1、理论依据①如何保证塑料在均化段完全塑化，并使其定压、定量和定温地从机头挤出，以获得稳定的产量和高质量的产品。②假设：等温牛顿流体、粘度密度不变、层流、不可压缩、等螺距、矩形等深槽并忽略曲率、因槽宽大故速度沿螺槽不变、螺筒转动。2、熔体的流动正流、逆流、横流、漏流3、流量公式Q=Qz-Qp-QL熔体输送理论的流量分析

7、1、螺杆转速n、直径D2、均化段长度L3、螺棱宽度e3、螺棱螺筒间隙δ03、均化段螺槽深度h3h3增1倍，则Qz增1倍，而Qp增7倍，有一个最优点。4、出口处压力p2一定的逆流和漏流有利于均化与混合。5、分析的应用：螺杆工作时，压力从均化段开始处往后逐渐升高；螺杆出口处的压力为p，为最高压力处。螺杆出口接机头，即口模。机头中的压力分布：螺杆的出口或机头的入口处最高，往后逐渐降低，至机头出口降至零。四、挤出机综合工作点口模熔融段均化段p1p2p出料两部分分别讨论…流量公式化成：忽略均化段入口处压力，则Δp可用

8、机头压力p代替，即可写成：1、螺杆特性线2、口模特性线机头的物料流率显然与机头压力成正比，即机头口模的流动方程为：口模特性线如OD1、OD2、OD3。其斜率k与口模的结构、滤网设置等有关。实际工作状态是螺杆特性线和口模特性线共同决定的。3、综合工作点1）实际工作图不再是直线2）考虑更多因素的实际工作图n1、n2：不同转速n2>n1k1：有压力调节，k2：则无压力调节Qu：观察制品均化度确定的质量线Tmax、T