材料成形设备塑料-PPT课件.ppt

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1、EquipmentsofmaterialformingPart2材料成形设备（二）塑料挤出机挤出是塑料成型生产的重要方法之一挤出产品占塑料总产量的50%左右挤出机产品占塑料机械总量的30%左右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、中控制品等还可进行塑料的造粒、为吹塑备料等挤出过程挤出生产过程及设备组成设备组成：主机，包括挤出系统、传动系统、加热冷却系统辅机，包括机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割卷取装置等控制系统，包括电器与液压系统挤出机主机挤出机分类与型号表示分类按螺杆数：单螺杆与多螺杆按是否排气：排气式与非排气

2、式按有无螺杆：螺杆式与无螺杆式按螺杆位置：卧式与立式型号表示：SJ-65/20A塑料（S）挤出机（J），螺杆直径65mm，螺杆长径比20，第一次改进（A）挤出机的主要技术参数螺杆直径（mm）螺杆长径比挤出能力螺杆的转速范围主螺杆驱动电机功率料筒加热功率挤出机挤出过程固体输送理论（一）基本假设由Darnell和Mol建立基本假设螺槽中的物料像固体塞子一样移动，且密度不变塞子与所有面都接触螺槽为等深矩形，并忽略螺棱与料筒间隙料筒相对螺杆转动，螺杆不动固体输送理论（二）受力分析图中：Vb——料筒运动线速度，Vb=πDnVp——料塞沿螺纹方向的速度Vbp——料塞相对料

3、筒的速度差，Vbp=Vb-Vp可求得：固体输送理论（三）固体输送率由上式可求得：可见：Qs与D2成正比，与n和h1成正比Qs与θ关系密切，θ=0，Qs=0θ=90°，Qs=Qsmaxθ叫输送角，0<θ<90°固体输送理论（四）主要结论要获得大的输送率需要光滑的螺杆表面和轴向摩擦力很小而且切向摩擦力很大的料筒内表面固体输送区的功率消耗主要消耗在料筒上，主要由物料和料筒间的打滑引起在固体输送区及早建立压力有利于挤出，即：早压实、不松散，有利于物料沿螺槽运动物料的性质、几何形状、对Qs、压力、料温有直接影响典型应用：在料筒加料段内壁开纵向沟槽（带锥度）、进行强力冷却

4、熔融理论（一）基本状况研究时间不长，仍处于发展期目的：指导螺杆熔融区的设计预测挤出机的最佳工作条件理论基础：由Madock和Street所作的大量试验后期由Tadmor和Klein建立起熔融理论熔融理论（二）实验观察实验原理：将着色物料与本色物料混合挤出，稳定后快速停车并骤冷料筒和螺杆，抽出螺杆后，将不同螺距处塑料沿垂直螺棱的方向切片观察观察结果：到第七螺距，出现熔膜到第九螺距，出现熔池到第二十螺距，全部熔融熔融理论（三）实验解释物料压成固体床——与料筒接触处升温——形成熔膜——到一定厚度被螺棱刮下——形成熔池——与熔池接触的粒子熔融——熔池扩大——完全熔融熔

5、融模型从开始熔融到固体床消失的总长度就是熔融区熔融理论（四）计算公式其中：A=(h1-h3)/2熔融理论（五）主要结论物料性能、工艺条件、螺杆几何参数都有影响。具体表现在：比热容小、导热系数大、密度高、熔融潜热和熔融温度低的塑料熔融较快挤出量的增加使熔融变慢，产品品质变差。故生产中：n增加时，同时增加背压，控制G的增加提高Tb和Ts有利于加速熔融增大渐变度、减小间隙，有助于加速熔融熔体输送理论（一）基本假设基本假设：进入均化段的物料已全部熔融螺槽为矩形等深螺槽，且螺距不变螺杆不转，料筒反转流动方式：正流逆流横流漏流熔体输送理论（二）计算公式均化段的生产率（即挤

6、出机的生产率）为：Q=Qz–Qp–Ql由流体力学可以导出：熔体输送理论（三）主要结论提高D、n、L3、e3，减小δ，可提高生产率出口压力高、熔体粘度小、逆流和漏流增大均化段螺槽深度的影响，分两种情况：出口压力高时，因为逆流较大，降低h3有利于提高生产率出口压力低时，逆流影响较小，提高h3有利于提高生产率生产应用：品质要求高时，一般p2大，最好用浅螺槽螺杆；一般品质时，可减小多孔板和过滤网的阻力，以提高生产率挤出机综合工作点（一）螺杆特性线公式Q=Qz–Qp–Ql可改写为：对给定螺杆，α、β、γ为常数挤出稳定后，温度、n、μ均不变说明：挤出量Q与机头压力p为直线

7、关系转速n增加，曲线平行向上平移均化段螺槽深度和螺纹升角增大，会使Q下降加快，即曲线变陡挤出机综合工作点（二）口模特性线由流体力学，可知：一般给定口模，k即为常数随着温度提高，粘度μ会下降，导致曲线变陡挤出机综合工作点（三）综合工作点螺杆特性线与口模特性线的交点表明：给定螺杆和口模、转速一定时挤出机头的压力和流率（生产率）改变工作条件时挤出机可产生的变化意义：生产前由该图确定工作区域、选定最佳操作条件，在保证质量前提下获得较高的产量螺杆的结构与参数等深式与等距式渐变式与突变式主要参数：螺杆直径长径比螺杆的分段头部结构材料与制造工作条件：高温、高压、磨损、腐蚀、

8、大扭矩加工要求：高精度、低粗糙度、高表