材料成型设备课件.ppt

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1、第四章塑料挤出机§4－1概述1.挤出成型的特点（1）应用范围广：大部分热塑性塑料和部分热固性塑料均可用挤出法进行加工。可加工管材、板材、棒材、薄膜、电缆、异型截面型材等。在塑料制件成型加工中，挤出成型占一半以上。（2）生产过程连续：可根据需要生产出任意长度的制件。（3）生产效率高：挤出机年平均生产能力为注塑机的三倍。2.挤出机工作原理及组成图5－1。工作过程：塑料从料斗进入挤出机，在螺杆的转动作用下将其向前输送。塑料在向前移动的过程中，受到料筒的加热、螺杆的剪切和压缩作用，发生熔化，并实现由玻璃态向粘流态的变化。粘流态塑料通过具有一定形状的口模，成为截面与口模形状相仿的连续体，

2、然后冷却定型为玻璃态，得到所需制件。（1）主机a.挤出系统：主要由螺杆和料筒组成，是挤出机的关键部件。b.传动系统：螺杆的驱动机构，由各种大小齿轮、传动轴、电机组成。c.加热冷却系统：对料筒和螺杆进行加热和冷却，以保证成型过程在工艺要求的范围内进行。（2）辅机a.机头（口模）：制件的成型部件，熔融塑料通过它获得形状和尺寸。b.定型装置：使从机头中挤出的塑料，既定的形状得以稳定。c.冷却装置：冷却定型后的塑料，获得最终的形状和尺寸。d.牵引装置：均匀地牵引制件，并对制件的截面尺寸进行控制。e.切割装置：将连续挤出的制件切成一定的长度和宽度。f.卷起装置：将软制件（薄膜、软管、单丝

3、）卷绕成卷。（3）控制系统控制机组的电机、液压系统和其它执行机构，使其转速和功率满足工艺要求；检测、控制主辅机的温度、压力、流量和制件质量，实现整个机组的自动控制。3.挤出机分类根据挤出机螺杆数目的多少，分为：单螺杆挤出机；双螺杆挤出机；多螺杆挤出机；无螺杆挤出机（柱塞式挤出机）；双螺杆挤出机柱塞式挤出机4.单螺杆挤出机的技术参数（1）螺杆直径：指螺杆的外径，Db，mm；（2）螺杆长、径比：L/Db，L为螺杆工作部分的长度，即有螺纹部分的长度；（3）螺杆转速范围：nmin~nmax，r/min；（4）驱动电机功率：P，kW；（5）料筒加热段数：B；（6）料筒加热功率：PE；（7

4、）挤出机生产率（产量）：Q，kg/h；（8）挤出机型号：例：SJ－30/20S为塑料；J为挤出机；30为螺杆直径；20为长径比。§4－2挤出机结构1.螺杆挤出机的生产率、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。（1）螺杆的分段螺杆常分为三段，以适应塑料的三种物理状态（玻璃态、高弹态和粘流态）。a.加热段：由加热区和固体输送区组成。螺杆的转动，将充满螺槽的松散固体或粉末粒子向前输送，并压实。主要参数：螺旋升角Φ：一般取17～20°，即对应于螺距S与螺杆直径Db相等，此时，Φ＝17.7°。螺槽深度h1：h1越大，输送能力越大，但螺杆强度降低。h1的大小

5、，根据均化段螺槽深度和螺杆的几何压缩比来计算。加料段长度L1：由经验公式确定对非结晶型塑料：L1＝（0.1~0.25）L；对结晶型塑料：L1＝（0.6~0.65）L。b.压缩段（熔融段）压实、熔融物料。并使固体料粒间的空气压回家加料口排出。主要参数：压缩比ε：一般指几何压缩比。螺杆加料段第一个螺槽容积和均化段最后一个螺槽容积之比。等距不等深螺杆：反过来，也可根据ε决定螺槽深度。渐变度：螺槽深度的变化规律。压缩段长度：对非结晶型塑料：L2＝（0.5~0.6）L；对结晶型塑料：L2＝（3~5）Db。c.均化段将在压缩段已熔融的物料定量、定压、定温地挤到机头中去。h3=(0.025~

6、0.06)Db；L3=(0.2~0.25)Lh3越大，输送能力越大，可能有未熔融的固态碎片挤入机头；反之，h3越小，输入能力低，会降低产量。L3越长，均化时间越长，压力、温度、产量的波动小，但压缩段和均化段在螺杆全长中占的比例过小，不利于物料熔融。（2）螺杆长径比的确定一般确定在20～30范围内。太大，机器本身长度增加，螺杆易产生变形；太小，则塑料塑化不充分。（3）普通螺杆结构普通螺杆又称为常规全螺纹三段螺杆，从加料段到均化段为全螺纹。分为三种形式：a.等距变深螺杆：渐变型，突变型渐变型：从第一个至最后一个螺槽，其深度逐渐变浅；突变型：压缩段很短，加料段和均化段螺槽深度不变，在

7、压缩段螺槽深度突然变浅。b.等深变距螺杆螺槽深度不变，从第一个至最后一个螺槽，其螺距逐渐从宽变窄。螺杆强度高，有利于增加转速，提高产量，但螺杆加工较困难，采用较少。c.变深变距螺杆螺纹深度和升角从头至尾逐渐变化，升程从宽到窄，深度由深变浅。其机械加工较困难，较少采用。（4）螺杆头部结构在螺杆头部，物料的运动由螺旋流动变为直线运动。要求物料平稳地进入机头，避免滞料而产生过热分解现象。图5－11为螺杆头部结构示意图。在图中：a、b：应用最广泛；c、d：多用于挤出流动性好的塑料；e：多用于挤出流动