《挤出成型设备》PPT课件

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1、第一章挤出成型设备第三节常规螺杆设计常规螺杆设计1.3常规螺杆设计螺杆和料筒组成了挤出机的挤压系统。为说明挤压系统的重要性，人们通常称之为挤出机的心脏。塑料(橡胶)正是在这一部分由玻璃态转变为粘流态，然后通过口模、辅机而被做成各种制品的。如果就螺杆和料筒相比，螺杆更显得居于关键地位。这是因为一台挤出机的生产率、塑化质量、填加物的分散性、熔体温度、动力消耗等，主要决定于螺杆的性能。因此，将花两节较详细地介绍有关螺杆设计的诸问题，本节介绍常规螺杆，下节介绍新型螺杆。常规螺杆设计85橡胶螺杆常规螺杆设计60销钉螺杆常规螺杆设计120销钉螺杆常规螺杆设计250大螺杆常

2、规螺杆设计压片机双锥螺杆常规螺杆设计锥双压片常规螺杆设计锥形双螺杆常规螺杆设计锥形双螺杆35-90常规螺杆设计1、评价螺杆的标准如何评价螺杆的好坏呢？由前面对挤出过程的分析可以看出，至少应当从以下几个方面评价螺杆：1）塑化质量一根螺杆首先必须能生产出合乎质量要求的制品。所谓合乎质量要求是指所生产的制品应当合乎以下几个方面的要求:a、具有合乎要求的各种性能。包括规定的物理、化学、力学、电学性能；b、具有合乎要求的表观质量。如能达到用户对气泡、晶点、染色分散均匀性的要求等。常规螺杆设计c、具有合乎要求的螺杆的塑化质量：螺杆所挤出的熔体温度是否均匀，轴向波动、径向温

3、差多大。是否有得以成型的最低的熔体温度。挤出的熔体是否有压力波动。染色和其它填加剂的分散是否均匀等。应当指出，低温挤出是目前的一个发展趋势，它能改善挤出制品的质量（如降低内应力等），防止热敏性物料过热分解，降低能量消耗，减少主辅机冷却系统的负担，提高生产率。常规螺杆设计2）产量所谓产量是指在保证塑化质量前提下，通过给定机头的产量或挤出量。产量一般用公斤/小时或公斤／转来表示。一根好的螺杆，应当具有较高的塑化能力。（生产能力）3）适应性所谓螺杆的适应性是指螺杆对加工不同塑料、匹配不同机头和不同制品的适应能力。一般说来，适应性越强，往往伴随着塑化效率的降低。因此我

4、们总希望一根好的螺杆，其适应性和高的塑化效率都应兼备。常规螺杆设计4）单耗所谓单耗，是指每挤出一公斤塑料（橡胶）所消耗的能量，一般用N用表示。其中N为功率（千瓦），Q为产量（公斤/小时）。一根好的螺杆，在保证塑化质量的前提下，单耗应尽可能低。5）制造的难易一根好的螺杆还必须易于加工制造，成本低。以上几条标准必须综合起来考虑，只强调一方面是片面的。当然，也允许针对不同要求，重点保证某条标准的达到。常规螺杆设计2、设计螺杆考虑的因素要设计一根合乎以上标准的性能优异的螺杆并非一件轻而易举的事。在进行螺杆设计时，要综合考虑以下诸因素：1)物料的特性及其加入时的几何形状

5、、尺寸和温度状况。不同物料的物理特性（如挤出温度范围、粘度、稳定性和流变性能）相差很大，因而加工性能也很不相同。橡胶挤出机螺杆与塑料挤出机螺杆差别很大：如螺杆长径比、螺槽深度、螺杆结构（塑料挤出机螺杆带有混炼元件、剪切元件）等常规螺杆设计同是橡胶挤出机螺杆也不同：冷喂料挤出机与热喂料挤出机螺杆就不同。同是塑料挤出机螺杆也不相同：例如聚氯乙烯和聚烯烃就有很大差别。前者为无定形塑料，粘度大，对温度比较敏感，无明显熔点。后者为结晶性塑料粘度较低，有明显的熔点。就是同是聚氯乙烯，但由于生产厂家不同，或批号不同，其性能也有差异。进而言之，同是一种物料，粉状和粒状的加工性

6、能也不尽一样，预热和不预热对加工性能也有影响。因此，要采取不同的螺杆设计来适应不同的物料。常规螺杆设计2）口模的几何形状和机头阻力特性。由挤出机的工作图可知，口模特性线要与螺杆特性线很好地匹配，才能获得满意的挤出效果。如：a、高阻力机头，一般要配以均化段螺槽深度较浅的螺杆，b、低阻力机头，需与均化段螺槽较深的螺杆相配。c、对排气挤出机，机头阻力的大小和螺杆性能的匹配显得更重要，弄得不好，挤出机甚至不能工作。常规螺杆设计3)料筒的结构形式和加热冷却情况。由固体输送理论知，在加料段料筒壁上加工出锥度和纵向沟槽并进行强力冷却，会大大提高固体输送效率。若采用这种结构形

7、式的料筒，设计螺杆时必须在熔融段和均化段采取相应措施，使熔融速率、均化能力与加料段的输送能力相一致。4)螺杆转数。由于物料的熔融速率很大程度上取决于剪切速率，而剪切速率与螺杆转数有关，故进行螺杆设计时必须考虑螺杆转数这个因素。常规螺杆设计5)挤出机的用途。设计螺杆时必须弄清楚挤出机是用作加工制品．还是用作混料、造粒或喂料。因为不同用途的挤出机的螺杆在设计上是有很大不同的。在对评价螺杆的标准有了统一的看法和对螺杆设计必须考虑的因素有了一个全面的了解之后，方能进行螺杆的具体设计。常规螺杆设计3、常规全螺纹三段螺杆的设计所谓常规全螺纹三段螺杆，是指出现最早、应用最广

8、、整根螺杆由三段组成，其挤出过程完全依