1、第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備 5.1 5.1 概述概述 5.2 5.2 擠出機的工作過程及控制參數擠出機的工作過程及控制參數 5.3 5.3 擠出機的主要零部件擠出機的主要零部件 5.4 5.4 擠出機的其它零部件擠出機的其它零部件 5.5 5.5 擠出機的控制擠出機的控制 5.6 5.6 擠出成型輔機擠出成型輔機 5.7 5.7 雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.1 5.1 概述概述 擠出成型擠出成型：生產具有相同截面形狀而長度任意的塑料制品：生產具有相同截面形狀而長度任意的塑料制品（如管

2、、棒、板及各種異型材等）的成型加工方法；擠出（如管、棒、板及各種異型材等）的成型加工方法；擠出成型制品的產量居首位。成型制品的產量居首位。5.1.1 5.1.1 塑料擠出成型特點和應用塑料擠出成型特點和應用 特點特點：擠出生產過程是連續的；擠出生產過程是連續的；生產效率高，應用范圍廣；生產效率高，應用范圍廣；投資少，見效快。投資少，見效快。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.1.2 5.1.2 塑料擠出成型過程和擠出成型設備的組成塑料擠出成型過程和擠出成型設備的組成 擠出成型過程擠出成型過程：塑料（粒狀或粉狀）塑料（粒狀或粉狀）=加熱熔融加熱熔融=擠出模具擠出模具=擠出型擠出型坯

3、坯=冷卻定型冷卻定型=擠出制品擠出制品 擠出主機的組成擠出主機的組成：擠出系統擠出系統傳動系統傳動系統加熱冷卻系統加熱冷卻系統機身等機身等第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.1.2 5.1.2 塑料擠出成型過程和擠出成型設備的組成塑料擠出成型過程和擠出成型設備的組成 擠出輔機的組成擠出輔機的組成：機頭機頭定型裝置定型裝置冷卻裝置冷卻裝置牽引裝置牽引裝置切割裝置切割裝置卷取裝置等卷取裝置等第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.1.3 5.1.3 擠出機的分類擠出機的分類 按擠出螺桿數量分類按擠出螺桿數量分類 無螺桿擠出機（如柱塞無螺桿擠出機（如柱塞式擠出機）式擠出機）單

4、螺桿擠出機鍛造液壓單螺桿擠出機鍛造液壓機機雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機多螺桿擠出機多螺桿擠出機 按螺桿的空間位置分類按螺桿的空間位置分類臥式擠出機臥式擠出機立式擠出機立式擠出機 按螺桿轉速分類按螺桿轉速分類普通擠出機普通擠出機高速擠出機高速擠出機超高速擠出機超高速擠出機 按擠出系統可否排氣按擠出系統可否排氣分類分類排氣式擠出機排氣式擠出機非排氣式擠出機非排氣式擠出機 按設備裝配結構分類按設備裝配結構分類整體式擠出機整體式擠出機組合式擠出機組合式擠出機 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.1.4 5.1.4 單螺桿擠出機的技術參數及型號單螺桿擠出機的技術參數及型號 單螺桿擠出機的技術參

5、數單螺桿擠出機的技術參數螺桿直徑螺桿直徑Db（系列：系列：2020、3030、4545、6565、9090、120120、150150、165165、200200、250250、300300等）等） 螺桿的長徑比螺桿的長徑比L/Db螺桿的轉速范圍螺桿的轉速范圍主螺桿的電機功率主螺桿的電機功率機器的生產能力機器的生產能力名義比功率名義比功率螺桿的主參數螺桿的主參數（分段、槽深、壓縮比、螺距、螺紋升角、螺紋線（分段、槽深、壓縮比、螺距、螺紋升角、螺紋線數、螺棱寬度、螺槽寬度等）數、螺棱寬度、螺槽寬度等）加熱段數等加熱段數等第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.1.4 5.1.4 單螺桿

6、擠出機的技術參數及型號單螺桿擠出機的技術參數及型號 塑料擠出機的型號塑料擠出機的型號例例：主機主機SJ-150SJ-150 表示螺桿直徑表示螺桿直徑150mm150mm，長徑比為，長徑比為2020：1 1的塑料的塑料擠出機。擠出機。輔機輔機SJ-FM1700SJ-FM1700表示上表示上吹法、牽引輥筒工作長度為吹法、牽引輥筒工作長度為1700 1700 mmmm的塑料吹塑薄膜輔機，其中的塑料吹塑薄膜輔機，其中FMFM為輔機代號。為輔機代號。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.2 5.2 擠出機的工作過程及控制參數擠出機的工作過程及控制參數5.2.1 5.2.1 擠出機的工作過程擠

7、出機的工作過程第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.2.2 5.2.2 擠出成型過程的控制參數擠出成型過程的控制參數 擠出成型過程的參數擠出成型過程的參數：溫度、壓力、擠出速率（或稱擠出：溫度、壓力、擠出速率（或稱擠出量、產量）和能量（或稱功率）。量、產量）和能量（或稱功率）。1.1.溫度溫度塑料（粒料或粉料）從塑料（粒料或粉料）從玻璃態玻璃態= 粘粘流態流態，再由，再由粘流態粘流態= 玻璃態玻璃態( (制品制品) )要經歷一個復雜的要經歷一個復雜的溫度變化過程溫度變化過程。物料物料的溫度輪廓曲線、的溫度輪廓曲線、料筒料筒的溫度的溫度輪廓曲線和輪廓曲線和螺桿螺桿的溫度輪廓曲線是的溫

8、度輪廓曲線是不同的。不同的。溫度相對于時間是一個變化的值，溫度相對于時間是一個變化的值，且變化有一定的周期性且變化有一定的周期性( (稱為物料流稱為物料流動方向的動方向的溫度波動溫度波動) )。垂直于物料流動方向的截面內各點垂直于物料流動方向的截面內各點之間也有溫差（稱為之間也有溫差（稱為徑向溫差徑向溫差）。）。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.2.2 5.2.2 擠出成型過程的控制參數擠出成型過程的控制參數2.2.壓力壓力壓力建立壓力建立：螺槽深度的改變，分流：螺槽深度的改變，分流板、過濾網和機頭等產生的阻力。板、過濾網和機頭等產生的阻力。壓力影響因素壓力影響因素：塑料材料、

9、機頭、：塑料材料、機頭、分流板、過濾網的變化、加熱冷卻分流板、過濾網的變化、加熱冷卻系統的穩定性、螺桿轉速的變化等，系統的穩定性、螺桿轉速的變化等，其中螺桿和料筒的結構影響最大。其中螺桿和料筒的結構影響最大。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.2.2 5.2.2 擠出成型過程的控制參數擠出成型過程的控制參數3.3.擠出速率擠出速率擠出速率擠出速率：表征設備生產率的高低。：表征設備生產率的高低。影響因素影響因素：機頭類型、螺桿與料筒結構、螺桿轉速、加熱冷卻系統：機頭類型、螺桿與料筒結構、螺桿轉速、加熱冷卻系統和物料的性質等。和物料的性質等。擠出速率也有擠出速率也有波動波動，它與螺桿

10、轉速、螺桿結構、溫控系統的性能、，它與螺桿轉速、螺桿結構、溫控系統的性能、加料情況等有關。加料情況等有關。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.3 5.3 擠出機的主要零部件擠出機的主要零部件5.3.1 5.3.1 螺桿螺桿 擠出機的生產能力、塑化質量、熔體溫度、動力消耗等，擠出機的生產能力、塑化質量、熔體溫度、動力消耗等，主要取決于螺桿性能。主要取決于螺桿性能。1.1.評價螺桿性能的標準和設計螺桿應考慮的因素評價螺桿性能的標準和設計螺桿應考慮的因素 螺桿性能評價標準螺桿性能評價標準：塑化質量塑化質量產量產量名義比功率單耗名義比功率單耗適應性適應性制造的難易制造的難易第五章第五章

11、塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.3 5.3 擠出機的主要零部件擠出機的主要零部件5.3.1 5.3.1 螺桿螺桿1.1.評價螺桿性能的標準和設計螺桿應考慮的因素評價螺桿性能的標準和設計螺桿應考慮的因素 螺桿設計中應螺桿設計中應考慮的因素：考慮的因素：物料特性及擠出時原料的幾何形狀、尺寸、溫度狀況物料特性及擠出時原料的幾何形狀、尺寸、溫度狀況機頭的結構形狀和阻力特性機頭的結構形狀和阻力特性料筒的結構形式和加熱冷卻情況料筒的結構形式和加熱冷卻情況螺桿轉速螺桿轉速擠出機的用途擠出機的用途第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.3.1 5.3.1 螺桿螺桿2.2.常規全螺紋三段式螺桿設計

12、常規全螺紋三段式螺桿設計全螺紋三段式螺桿：全螺紋三段式螺桿：加料段加料段、壓縮段壓縮段、均化段均化段三段螺紋組成三段螺紋組成 螺桿設計螺桿設計：螺桿類型、直徑和長徑比、螺桿分段及各段參數、螺桿：螺桿類型、直徑和長徑比、螺桿分段及各段參數、螺桿與料筒間隙的確定等。與料筒間隙的確定等。（1 1）螺桿類型的確定）螺桿類型的確定分類：分類：漸變型漸變型和和突變型突變型漸變型漸變型：多用于非結晶型塑料的：多用于非結晶型塑料的加工，對物料剪切作用較小，混加工，對物料剪切作用較小，混煉特性不高，適用于熱敏性塑料煉特性不高，適用于熱敏性塑料及部分結晶性塑料。及部分結晶性塑料。突變型突變型：壓縮段較短，對物料有

13、：壓縮段較短，對物料有強烈剪切作用，適用于熔點突變、強烈剪切作用，適用于熔點突變、粘度低的塑料，如粘度低的塑料，如PAPA、PPPP、PEPE等，等，對高粘度料易局部過熱，不適于對高粘度料易局部過熱，不適于PVCPVC等熱敏性塑料的加工。等熱敏性塑料的加工。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備2.2.常規全螺紋三段式螺桿設計常規全螺紋三段式螺桿設計（2 2）螺桿直徑的確定）螺桿直徑的確定螺桿直徑能表征擠出機螺桿直徑能表征擠出機擠出能力擠出能力的大小。的大小。螺桿螺桿直徑大小直徑大小的確定：一般根據所加工制品的斷面尺寸、加工塑料的確定：一般根據所加工制品的斷面尺寸、加工塑料的種類、所

14、需的擠出量來確定。的種類、所需的擠出量來確定。（3 3）螺桿長徑比的確定）螺桿長徑比的確定長徑比大長徑比大：螺桿長度增加，塑化質量高；提高螺桿轉速可提高擠出：螺桿長度增加，塑化質量高；提高螺桿轉速可提高擠出量，擠出機適用性加強，擴大加工范圍。但螺桿、料筒的加工和裝量，擠出機適用性加強，擴大加工范圍。但螺桿、料筒的加工和裝配較困難，成本增高。螺桿太長易變形、磨損，影響擠出機壽命。配較困難，成本增高。螺桿太長易變形、磨損，影響擠出機壽命。 常用的常用的長徑比范圍長徑比范圍在在20203030之內。之內。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備2.2.常規全螺紋三段式螺桿設計常規全螺紋三段式螺

15、桿設計（4 4）螺桿的分段及各段參數的確定）螺桿的分段及各段參數的確定 加料段加料段：核心是輸送能力問題。：核心是輸送能力問題。 螺紋升角螺紋升角：從物料最大輸送能力出發，：從物料最大輸送能力出發，=30=30為最佳；實際為了為最佳；實際為了便于加工，一般取螺紋升程（螺距）便于加工，一般取螺紋升程（螺距）S等于螺桿直徑等于螺桿直徑Db，此時螺紋升，此時螺紋升角角=17=174242。螺槽深度螺槽深度h1：要考慮螺桿機械強度和物料的物理壓縮比大小。：要考慮螺桿機械強度和物料的物理壓縮比大小。加料段長度加料段長度L1：根據經驗選取：根據經驗選取 對非結晶型塑料：對非結晶型塑料：L1=（0.10.2

16、5）L 對結晶型塑料：對結晶型塑料：L1=（0.30.65）L 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備2.2.常規全螺紋三段式螺桿設計常規全螺紋三段式螺桿設計（4 4）螺桿的分段及各段參數的確定）螺桿的分段及各段參數的確定 壓縮段壓縮段：進一步壓實和熔融物料。：進一步壓實和熔融物料。壓縮段壓縮段螺桿參數螺桿參數：螺桿根徑變化的：螺桿根徑變化的漸變度（漸變度（A）和和壓縮比（壓縮比（）。漸變度漸變度起著加速熔融的作用，應當使漸變度與固體床的熔融速率相起著加速熔融的作用，應當使漸變度與固體床的熔融速率相適應。適應。壓縮比壓縮比的作用與漸變度相同，將物料壓縮，排除氣體，建立必要的的作用與漸變

17、度相同，將物料壓縮，排除氣體，建立必要的壓力，使物料加速熔融。設計時幾何壓縮比應壓力，使物料加速熔融。設計時幾何壓縮比應大于大于物料的物理壓縮物料的物理壓縮比（參見表比（參見表5-55-5）。）。壓縮段長度壓縮段長度L2：以經驗法確定，它與塑料的性質有關。：以經驗法確定，它與塑料的性質有關。 對于對于非結晶型非結晶型塑料：塑料：L2=（0.50.6）L 對于對于結晶型結晶型塑料：塑料：L2=（35）Db 231LhhA3311)()(hhDhhDbb第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備2.2.常規全螺紋三段式螺桿設計常規全螺紋三段式螺桿設計（4 4）螺桿的分段及各段參數的確定）螺桿的

18、分段及各段參數的確定 均化段均化段：將已熔融的塑料定壓、定量、定溫地擠入機頭。：將已熔融的塑料定壓、定量、定溫地擠入機頭。 螺槽深度螺槽深度h3：按經驗法取：按經驗法取h3=（0.0250.06）Db ；對于螺桿直徑較小；對于螺桿直徑較小者，加工粘度低，熱穩定性較好的塑料，或機頭壓力大者，取小值；者，加工粘度低，熱穩定性較好的塑料，或機頭壓力大者，取小值；反之取大值。反之取大值。 均化段長度均化段長度L3：按經驗法取：按經驗法取L3 =（0.20.25）L；對于熱敏性塑料，對于熱敏性塑料，如如PVCPVC，L3取短些。對于高速擠出，取短些。對于高速擠出，L/ Db要取大些，相應要取大些，相應L

19、3取大些，取大些，以適應其定量定壓擠出和進一步均化作用的要求。以適應其定量定壓擠出和進一步均化作用的要求。 （5 5）螺桿與料筒間隙）螺桿與料筒間隙0的確定（參見表的確定（參見表5-65-6） 對不同的物料，應選擇不同的對不同的物料，應選擇不同的0值。值。熱敏性料熱敏性料（PVCPVC） 0應選得大一些；對于應選得大一些；對于低粘度非熱敏性低粘度非熱敏性塑料，塑料，0應當盡量小，以增加剪切作用，減少漏流。應當盡量小，以增加剪切作用，減少漏流。0太小時太小時，螺桿磨損加劇，也不利于正常工作。，螺桿磨損加劇，也不利于正常工作。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備2.2.常規全螺紋三段式螺

20、桿設計常規全螺紋三段式螺桿設計（6 6）螺桿其它參數的確定）螺桿其它參數的確定 螺桿螺桿螺紋線數螺紋線數：單線、雙線或多線：單線、雙線或多線多線螺紋螺桿多線螺紋螺桿：塑化質量較好，多用于擠出軟管和薄膜，但易造成：塑化質量較好，多用于擠出軟管和薄膜，但易造成熔體壓力波動，一般擠出機多采用單線螺紋的螺桿。熔體壓力波動，一般擠出機多采用單線螺紋的螺桿。 螺紋螺紋棱部寬度棱部寬度e：通常取：通常取e=（0.080.12）Db。e e太小：漏流增加導致產量降低；太小：漏流增加導致產量降低；e e太大：增加螺棱上的動力消耗，并且有局部過熱的危險。太大：增加螺棱上的動力消耗，并且有局部過熱的危險。 第五章第

21、五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備2.2.常規全螺紋三段式螺桿設計常規全螺紋三段式螺桿設計（7 7）螺桿頭部結構和螺紋斷面形狀）螺桿頭部結構和螺紋斷面形狀為提高擠出質量，保證料流平穩，避免物料局部過熱分解等，對螺為提高擠出質量，保證料流平穩，避免物料局部過熱分解等，對螺桿頭部形狀應有正確的設計。桿頭部形狀應有正確的設計。螺桿螺紋螺桿螺紋斷面形狀斷面形狀：矩形和鋸齒形兩種。矩形和鋸齒形兩種。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備3.3.螺桿材料螺桿材料 選材原則選材原則：螺桿必須選耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高強：螺桿必須選耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高強度的優質鋼材制造，而且所選材料還應

22、具有切削性能好，度的優質鋼材制造，而且所選材料還應具有切削性能好，熱處理殘余應力小，熱變形小等特點。熱處理殘余應力小，熱變形小等特點。 常用材料常用材料：4545、40Cr40Cr、滲氮鋼、滲氮鋼38CrMoAl38CrMoAl，以及其它合金，以及其它合金結構鋼，如結構鋼，如42CrMo42CrMo等。等。 或是在常用材料的螺紋上加（噴涂、堆焊）或是在常用材料的螺紋上加（噴涂、堆焊）耐磨合金耐磨合金，也可采用鍍硬鉻等技術處理。也可采用鍍硬鉻等技術處理。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備4.4.新型螺桿新型螺桿（1 1）常規全螺紋三段式螺桿的）常規全螺紋三段式螺桿的不足不足加料段加

23、料段固體輸送能力低。固體輸送能力低。壓縮段壓縮段螺槽里同時有固體床和熔池存在，熔融效率低；還存在螺槽里同時有固體床和熔池存在，熔融效率低；還存在較大的壓力、擠出速率和溫度的波動。較大的壓力、擠出速率和溫度的波動。均化段均化段仍負有熔融固體物料的作用，對填充料和著色料的混合仍負有熔融固體物料的作用，對填充料和著色料的混合作用小。作用小。（2 2）常見新型螺桿）常見新型螺桿 分離型螺桿分離型螺桿原理原理：用副螺紋將已熔融物料和固體床盡早分離，促進未熔物料更：用副螺紋將已熔融物料和固體床盡早分離，促進未熔物料更快熔融，使已熔物料減少剪切，從而實現較低溫下的擠出，在保證快熔融，使已熔物料減少剪切，從而

24、實現較低溫下的擠出，在保證塑化質量的前提下提高擠出量。塑化質量的前提下提高擠出量。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備4.4.新型螺桿新型螺桿分離型螺桿結構：分離型螺桿結構：與常規螺桿不同，在加料段末端與常規螺桿不同，在加料段末端設置一條副螺紋設置一條副螺紋，其大徑比主螺，其大徑比主螺紋小紋小2 2G G，副螺紋始端與主螺紋相，副螺紋始端與主螺紋相交，升程和主螺紋不同。交，升程和主螺紋不同。特性特性：擠出物均勻；生產能力高、：擠出物均勻；生產能力高、功率消耗低；排氣性能好；擠出功率消耗低；排氣性能好；擠出速率和溫度波動均較小，塑化質速率和溫度波動均較小，塑化質量好。量好。第五章第五章

25、 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備4.4.新型螺桿新型螺桿 屏障型螺桿屏障型螺桿結構結構：在螺桿的某處：在螺桿的某處設立屏障段設立屏障段，使未熔固體顆粒不能通過，并促，使未熔固體顆粒不能通過，并促使固體料熔融的一種新型螺桿。使固體料熔融的一種新型螺桿。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備4.4.新型螺桿新型螺桿 分流型螺桿分流型螺桿結構結構：在常規螺桿的某一段上在常規螺桿的某一段上設置分流元件設置分流元件（如：銷釘、溝槽或孔道等），將料流反復（如：銷釘、溝槽或孔道等），將料流反復分割，以改變流動狀態，促進熔融，增強混分割，以改變流動狀態，促進熔融，增強混煉和均化效果的一種新型螺桿。

26、煉和均化效果的一種新型螺桿。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備4.4.新型螺桿新型螺桿 組合螺桿組合螺桿結構結構：將各種功能元件將各種功能元件（輸送、壓縮、剪切、混煉、均化元件等）（輸送、壓縮、剪切、混煉、均化元件等）做成積木式的結構做成積木式的結構，可以根據不同工藝要求，可以根據不同工藝要求組合成完整的螺桿。組合成完整的螺桿。 新型螺桿設計和選擇的新型螺桿設計和選擇的注意事項注意事項必須弄清各種新型螺桿的工作原理以及必須弄清各種新型螺桿的工作原理以及適用場合適用場合。選擇理想的混煉元件和剪切元件的選擇理想的混煉元件和剪切元件的位置位置。螺桿的熔融能力必須和計量（均化）能力及輸送

27、能力相螺桿的熔融能力必須和計量（均化）能力及輸送能力相匹配匹配。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.3.2 5.3.2 料筒料筒1.1.料筒的結構形式料筒的結構形式整體式料筒整體式料筒：易保證較高的制造精度和：易保證較高的制造精度和裝配精度。裝配精度。分段（組合）式料筒分段（組合）式料筒：便于適應不同長：便于適應不同長徑比的螺桿；主要缺點是分段太多時難徑比的螺桿；主要缺點是分段太多時難以保證各段的對中。以保證各段的對中。雙金屬料筒雙金屬料筒：襯套式料筒和澆鑄式料筒：襯套式料筒和澆鑄式料筒第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備1.1.料筒的結構形式料筒的結構形式 料筒的新型

28、結構料筒的新型結構在靠近加料段的內表面在靠近加料段的內表面軸向開槽軸向開槽，或加，或加工成錐度并開槽，以提高固體輸送率。工成錐度并開槽，以提高固體輸送率。在加料口附近的加料段在加料口附近的加料段設置冷卻裝置設置冷卻裝置，使物料溫度保持在軟化點或熔點以下，使物料溫度保持在軟化點或熔點以下，以保持物料的固體摩擦性質。以保持物料的固體摩擦性質。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備2.2.加料口的結構與開設位置加料口的結構與開設位置 加料口結構必須與物料的形狀加料口結構必須與物料的形狀相適應相適應，以便物料高效地加入，以便物料高效地加入料筒而不產生架橋中斷現象。料筒而不產生架橋中斷現象。圖圖

29、a a用于帶狀料用于帶狀料，不宜用于粒，不宜用于粒料或粉料；料或粉料；圖圖b b、d d、f f為常用的加料口為常用的加料口；圖圖b b的右側壁有一傾斜角度，的右側壁有一傾斜角度，圖圖d d、f f的左側壁為垂直面，的左側壁為垂直面，并向中心線偏移并向中心線偏移1/41/4內徑；內徑；圖圖c c、e e結構在結構在簡易擠出機簡易擠出機上上用得較多。用得較多。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備3.3.料筒與機頭的連接形式料筒與機頭的連接形式第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.4 5.4 擠出機的其它零部件擠出機的其它零部件5.4.1 5.4.1 傳動系統傳動系統1.1.

30、擠出機的工作特性擠出機的工作特性它指螺桿的轉速與驅動功率之間的關它指螺桿的轉速與驅動功率之間的關系。系。ABAB和和BCBC段段直流電動機傳動系統的直流電動機傳動系統的特性線；特性線；各曲線各曲線加工不同物料的加工不同物料的P P- -n n關系關系曲線曲線；ABAB段段：P P與與n n成線性關系，直線的斜率就表示螺桿的扭矩成線性關系，直線的斜率就表示螺桿的扭矩Mt。調速時。調速時隨著轉速的提高，隨著轉速的提高，Mt保持不變，稱這種調速為保持不變，稱這種調速為恒扭矩調速恒扭矩調速。BCBC段段：水平（近似）線，表示調速時隨著轉速：水平（近似）線，表示調速時隨著轉速n n的提高，電動機的驅的提

31、高，電動機的驅動功率動功率P P保持不變，將其稱為保持不變，將其稱為恒功率調速恒功率調速。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備2.2.擠出機驅動功率和轉速范圍的確定擠出機驅動功率和轉速范圍的確定 擠出機驅動功率的確定擠出機驅動功率的確定實際采用經驗公式估算：實際采用經驗公式估算：P=KD b 2n 對對Db90 mm的擠出機，一般的擠出機，一般K0.00354；對；對Db90 mm的擠出機，的擠出機，K0.008。用類比法或根據我國標準中推薦的數據確定驅動功率。用類比法或根據我國標準中推薦的數據確定驅動功率。 擠出機螺桿轉速范圍及其確定擠出機螺桿轉速范圍及其確定轉速要求轉速要求：一是

32、能：一是能無級調速無級調速，二是應有一定的，二是應有一定的調速范圍調速范圍。調速范圍多數為調速范圍多數為1 1：6 6，通用性較大和小型擠出機可取，通用性較大和小型擠出機可取1 1：1010，專用擠，專用擠出機的轉速范圍可取小些。出機的轉速范圍可取小些。國內螺桿的線速度為：國內螺桿的線速度為：HPVCHPVC管、板、絲：管、板、絲：V=36m/min；SPVCSPVC管、板、管、板、絲：絲：V=69m/min；薄膜：；薄膜：V=1618m/min。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備3.3.傳動系統的組成傳動系統的組成 傳動系統：一般由原動機、調速裝置和減速裝置所組成傳動系統：一般由

33、原動機、調速裝置和減速裝置所組成（參見表（參見表5-8 5-8 ）。）。5.4.2 5.4.2 加熱與冷卻裝置加熱與冷卻裝置1.1.加熱裝置加熱裝置料筒的料筒的加熱方法加熱方法：通常有液體加：通常有液體加熱、蒸汽加熱和電加熱三種，其熱、蒸汽加熱和電加熱三種，其中以電加熱用得最多。中以電加熱用得最多。電加熱又可分為電加熱又可分為電阻加熱電阻加熱和和感應感應加熱加熱。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.4.2 5.4.2 加熱與冷卻裝置加熱與冷卻裝置1.1.加熱裝置加熱裝置電阻加熱器料筒的徑向上會有電阻加熱器料筒的徑向上會有較大的較大的溫度梯度溫度梯度，且傳熱時間，且傳熱時間也較長。

34、也較長。感應加熱感應加熱第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.4.2 5.4.2 加熱與冷卻裝置加熱與冷卻裝置2.2.冷卻裝置冷卻裝置（1 1）料筒的冷卻）料筒的冷卻 水冷卻速度快，水冷卻速度快，冷卻效率高冷卻效率高 易造成急冷，水管結垢和銹蝕會降易造成急冷，水管結垢和銹蝕會降低冷卻效果，甚至堵塞、損壞等。低冷卻效果，甚至堵塞、損壞等。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.4.2 5.4.2 加熱與冷卻裝置加熱與冷卻裝置（2 2）料斗座的冷卻）料斗座的冷卻 目的目的：避免引起物料在加料口形成：避免引起物料在加料口形成“架橋架橋”現象，造成現象，造成螺桿的固體輸送率降低

35、；防止料筒側的熱量向推力軸承螺桿的固體輸送率降低；防止料筒側的熱量向推力軸承和減速箱傳遞。和減速箱傳遞。 冷卻方式冷卻方式：一般采用水冷卻。：一般采用水冷卻。 （3 3）螺桿冷卻）螺桿冷卻 目的目的：防止塑料在均化：防止塑料在均化段過熱分解；提高加料段過熱分解；提高加料段物料的輸送段物料的輸送 冷卻方式冷卻方式：螺桿芯部冷：螺桿芯部冷卻通道要一直延伸至均卻通道要一直延伸至均化段。化段。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.4.3 5.4.3 加料裝置加料裝置 組成組成：分料斗和上料裝置兩部分。：分料斗和上料裝置兩部分。 料斗料斗：有帶烘干和不帶烘干裝置的兩種：有帶烘干和不帶烘干裝置

36、的兩種 上料裝置上料裝置：方便將物料輸送到料斗，及時補充物料。圖：方便將物料輸送到料斗，及時補充物料。圖5-345-34適用于適用于輸送顆粒輸送顆粒物料，物料，不適于輸送粉料不適于輸送粉料。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.4.3 5.4.3 加料裝置加料裝置 圖圖5-355-35適用于適用于輸送粉料輸送粉料、粒料粒料和和塊料塊料，具有結構簡單、輕巧、效率高、上料可具有結構簡單、輕巧、效率高、上料可靠等優點。靠等優點。 加料方式加料方式：分重力加料和強制加料兩種。：分重力加料和強制加料兩種。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.4.4 5.4.4 分流板與過濾網

37、分流板與過濾網 分流板和過濾網的分流板和過濾網的作用作用：使料流由螺旋運動變為直線運動；使料流由螺旋運動變為直線運動；阻止未熔物料和雜質進入機頭；阻止未熔物料和雜質進入機頭；增加料流壓力，使制品更加密實；增加料流壓力，使制品更加密實；分流板對過濾網還起支承作用。分流板對過濾網還起支承作用。 平板式分流板平板式分流板結構簡單、制造方便；結構簡單、制造方便；孔眼分布原則孔眼分布原則：使流過分流板的物料流速均勻。：使流過分流板的物料流速均勻。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.4.4 5.4.4 分流板與過濾網分流板與過濾網 過濾網和分流板的調換過濾網和分流板的調換：采用停機后手工更換

38、采用停機后手工更換影響生產。影響生產。不停機的更換系統不停機的更換系統可提高生產率和保證制品質量。可提高生產率和保證制品質量。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.5 5.5 擠出機的控制擠出機的控制5.5.1 5.5.1 溫度的測量與控制溫度的測量與控制1.1.溫度的測量溫度的測量 溫度測量元件溫度測量元件：常用熱電偶。：常用熱電偶。熱電偶安裝熱電偶安裝：機頭和料筒各溫度控制段：機頭和料筒各溫度控制段的中部，使物料或料筒直接接觸測溫元的中部，使物料或料筒直接接觸測溫元件。件。熱電偶的輸出端與溫控儀表相連接。熱電偶的輸出端與溫控儀表相連接。 溫控儀表溫控儀表：有可動線圈式示溫儀、

39、電位：有可動線圈式示溫儀、電位差式自動平衡示溫儀、數字式溫控儀等。差式自動平衡示溫儀、數字式溫控儀等。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.5.1 5.5.1 溫度的測量與控制溫度的測量與控制2.2.溫度的控制溫度的控制 溫度控制方法溫度控制方法：手動控制手動控制位式調節（即開關控制）位式調節（即開關控制）控制精度控制精度55以內以內第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.5.1 5.5.1 溫度的測量與控制溫度的測量與控制2.2.溫度的控制溫度的控制 溫度控制方法溫度控制方法：時間比例控制時間比例控制比例積分微分（比例積分微分（PIDPID）控制）控制控制精度控制精度

40、11以內以內第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.5.2 5.5.2 物料壓力的測量與控制物料壓力的測量與控制1.1.物料壓力的測量物料壓力的測量 圖圖5-44a5-44a：測壓計（壓力傳感：測壓計（壓力傳感器）感受壓力的部位與熔體器）感受壓力的部位與熔體直接接觸。直接接觸。 圖圖5-44b5-44b：電測式測壓計結構：電測式測壓計結構第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.5.2 5.5.2 物料壓力的測量與控制物料壓力的測量與控制2 2壓力的控制壓力的控制壓力可通過改變物料輸送的過流截面面積（改變流道阻力）進行調節。壓力可通過改變物料輸送的過流截面面積（改變流道阻力）

41、進行調節。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.5.3 5.5.3 轉速的控制轉速的控制 螺桿轉速的穩定性直接影響擠出量，若螺桿轉速波動，螺桿轉速的穩定性直接影響擠出量，若螺桿轉速波動，則直接引起擠出量的波動。則直接引起擠出量的波動。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.5.4 5.5.4 過載保護和其它安全防護過載保護和其它安全防護 過載保護有電氣保護裝置和機械保過載保護有電氣保護裝置和機械保護裝置兩種方式護裝置兩種方式 電氣保護電氣保護設置過電流繼電器；設置過電流繼電器； 機械保護機械保護剪切銷（或安全鍵）剪切銷（或安全鍵） 。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料

42、擠出成型設備5.6 5.6 擠出成型輔機擠出成型輔機分類分類： 擠管輔機（包括硬管和軟管）擠管輔機（包括硬管和軟管）擠板輔機擠板輔機擠膜輔機擠膜輔機吹塑薄膜輔機吹塑薄膜輔機中空吹塑制品輔機中空吹塑制品輔機涂層輔機涂層輔機電纜電線包覆輔機電纜電線包覆輔機拉絲輔機拉絲輔機薄膜雙軸拉深輔機薄膜雙軸拉深輔機造粒輔機等造粒輔機等 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.6.1 5.6.1 吹塑薄膜輔機吹塑薄膜輔機 吹塑薄膜（片）厚度：吹塑薄膜（片）厚度：0.010.010.3mm0.3mm；最大寬度可達；最大寬度可達20m20m 吹膜塑料種類：吹膜塑料種類：PVCPVC、PEPE、PPPP、P

43、APA等。等。 上吹法上吹法（圖（圖5-495-49）：）：可生產厚度范圍大可生產厚度范圍大和寬幅的薄膜和寬幅的薄膜 下吹法下吹法（圖（圖5-505-50）：）：用于低粘度塑料或用于低粘度塑料或透明度高而需急劇透明度高而需急劇冷卻的聚丙烯、聚冷卻的聚丙烯、聚酰胺、聚偏二氯乙酰胺、聚偏二氯乙烯的薄膜吹塑烯的薄膜吹塑第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.6.1 5.6.1 吹塑薄膜輔機吹塑薄膜輔機 平吹法平吹法（圖（圖5-515-51）：膜管上下部分冷卻不均勻，且因自）：膜管上下部分冷卻不均勻，且因自重下垂，導致厚度不易均勻。重下垂，導致厚度不易均勻。通常用于幅寬在通常用于幅寬在600

44、mm600mm以下的吹塑薄膜生產。以下的吹塑薄膜生產。 吹塑輔機組成吹塑輔機組成：機頭（口模）、吹脹和冷卻定型裝置、：機頭（口模）、吹脹和冷卻定型裝置、牽引裝置、卷取裝置、切割裝置等。牽引裝置、卷取裝置、切割裝置等。 1.1.機頭機頭 種類種類：芯棒式機頭、螺旋機頭、十字形機頭、旋轉式機：芯棒式機頭、螺旋機頭、十字形機頭、旋轉式機頭和復合膜機頭等頭和復合膜機頭等 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.6.1 5.6.1 吹塑薄膜輔機吹塑薄膜輔機2.2.吹脹和牽引裝置吹脹和牽引裝置 吹脹比吹脹比：指吹脹膜管直徑與機頭口模直徑之比，用：指吹脹膜管直徑與機頭口模直徑之比，用表示表示 吹脹

45、比吹脹比實際是薄膜橫向牽伸倍數，通常控制在實際是薄膜橫向牽伸倍數，通常控制在2.52.53 3。 KPDD 牽伸比牽伸比：牽引速度和機頭口模處物料的擠出速度之比，用：牽引速度和機頭口模處物料的擠出速度之比，用表示表示QD 通常牽伸比取通常牽伸比取4 46 6，太大薄膜易拉斷，且厚度控制較困難。，太大薄膜易拉斷，且厚度控制較困難。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備2.2.吹脹和牽引裝置吹脹和牽引裝置 牽伸比、吹脹比、口模環隙的直徑、薄膜厚度和寬度之間牽伸比、吹脹比、口模環隙的直徑、薄膜厚度和寬度之間的關系：的關系：WDK2W薄膜折徑（薄膜折徑（mmmm），即管狀薄膜折疊后的寬度），

46、即管狀薄膜折疊后的寬度)/(tt薄膜的厚度（薄膜的厚度（mmmm）口模縫隙（口模縫隙（mmmm）第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備3.3.冷卻定型裝置冷卻定型裝置 種類種類：按冷卻部位分：外冷和內冷按冷卻部位分：外冷和內冷按冷卻介質分：空氣冷卻和水冷。按冷卻介質分：空氣冷卻和水冷。強力冷卻：對膜管內、外表面同時進行雙面冷卻。強力冷卻：對膜管內、外表面同時進行雙面冷卻。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備3.3.冷卻定型裝置冷卻定型裝置 雙風口減壓風環雙風口減壓風環4.4.人字板人字板 作用：作用：使膜管穩定地導入牽引輥；使膜管穩定地導入牽引輥；將膜管折疊成平面狀，并改變

47、膜管的折疊位置；將膜管折疊成平面狀，并改變膜管的折疊位置；進一步冷卻薄膜。進一步冷卻薄膜。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.5.牽引裝置牽引裝置 組成組成：1 1個橡膠輥個橡膠輥+1+1個鍍鉻鋼輥，鍍鉻輥為主動輥，與驅動裝置相連，個鍍鉻鋼輥，鍍鉻輥為主動輥，與驅動裝置相連，可實現無級變速。可實現無級變速。 對牽引速度的調整可控制薄膜的厚度對牽引速度的調整可控制薄膜的厚度t t。 6.6.卷取和切割裝置卷取和切割裝置卷取裝置必須能在卷取裝置必須能在1010：1 1的速度范圍內以恒定張力下卷取薄膜。的速度范圍內以恒定張力下卷取薄膜。手動切割手動切割：人工用剪刀將薄膜切斷：人工用剪刀

48、將薄膜切斷自動切割自動切割：有電熱切割法、飛刀切割法等：有電熱切割法、飛刀切割法等第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備.6.2 .6.2 擠管輔機擠管輔機 塑料管材有軟管和硬管之分，直徑從幾毫米到塑料管材有軟管和硬管之分，直徑從幾毫米到500mm500mm。 常用塑料種類：常用塑料種類：PVCPVC、PEPE、PPPP、ABSABS、PAPA、聚四氟乙烯等。、聚四氟乙烯等。 第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備.6.2 .6.2 擠管輔機擠管輔機1.1.定型裝置定型裝置定徑方法定徑方法：外徑定徑法和內徑定徑法，其中外徑定徑法常用內壓定：外徑定徑法和內徑定徑法，其中外徑定徑法

49、常用內壓定徑法和真空定徑法。徑法和真空定徑法。內壓定徑法內壓定徑法（圖（圖5-585-58）：管內氣壓一般為）：管內氣壓一般為2828280kPa280kPa； 真空定徑法真空定徑法（圖（圖5-595-59）：抽真空孔徑約為）：抽真空孔徑約為0.50.50.7mm0.7mm，真空度一般控，真空度一般控制在制在300300500mmHg500mmHg柱。柱。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備2.2.冷卻裝置冷卻裝置 分類分類：水槽冷卻和噴淋水箱冷卻兩種。：水槽冷卻和噴淋水箱冷卻兩種。 水槽冷卻水槽冷卻：一般分一般分2 24 4段，長約段，長約2 23m3m；冷卻水從最后一段水槽通入，

50、水流方向與管子運動方向相反；冷卻水從最后一段水槽通入，水流方向與管子運動方向相反；水槽冷卻易因管材的浮力作用使管材產生彎曲變形。水槽冷卻易因管材的浮力作用使管材產生彎曲變形。 噴淋冷卻噴淋冷卻：噴淋水管有噴淋水管有36根，均布在管材周圍，靠近定徑套一端噴水孔較密；根，均布在管材周圍，靠近定徑套一端噴水孔較密；噴霧冷卻箱：采用噴霧頭來代替噴淋水頭，通過壓縮空氣形成霧狀水噴霧冷卻箱：采用噴霧頭來代替噴淋水頭，通過壓縮空氣形成霧狀水粒粒接觸管材表面而受熱蒸發，冷卻效率大為提高。接觸管材表面而受熱蒸發，冷卻效率大為提高。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備3.3.牽引裝置牽引裝置 作用作用：

51、為管材提供一定的牽引力和牽引速度，并通過調節牽引速度來：為管材提供一定的牽引力和牽引速度，并通過調節牽引速度來調節管材的壁厚。調節管材的壁厚。 牽引速度牽引速度必須能在一定范圍內必須能在一定范圍內無級調速無級調速，它的速比一般為，它的速比一般為1 1：1010； 牽引力牽引力也必須可調，以防止薄壁管材受力變形；也必須可調，以防止薄壁管材受力變形； 牽引裝置牽引裝置一般有橡膠帶式、滾輪式、履帶式等。一般有橡膠帶式、滾輪式、履帶式等。4.4.其它裝置其它裝置切割裝置切割裝置卷取裝置卷取裝置第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.6.3 5.6.3 擠板（片）輔機擠板（片）輔機 塑料板（片

52、）材可用擠出法、壓制法、壓延法生產。塑料板（片）材可用擠出法、壓制法、壓延法生產。 擠出板材有：擠出板材有：PVCPVC、PSPS、ABSABS、PCPC、PAPA、PEPE、PPPP等板材。等板材。 板（片）材寬度一般為板（片）材寬度一般為1 11.5m1.5m，最大寬度可達，最大寬度可達3 34m4m。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.7 5.7 雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機5.7.1 5.7.1 概述概述1 1單螺桿擠出機缺點單螺桿擠出機缺點 輸送作用弱，加料性能受到限制；粉料、玻璃纖維、無輸送作用弱，加料性能受到限制；粉料、玻璃纖維、無機填料等難以加工。機填料等難以加工。 排氣式擠出機物料在排氣區的表面更新作用較小，排氣排氣式擠出機物料在排氣區的表面更新作用較小，排氣效果差。效果差。 物料在料筒中停留時間長，且各處停留時間不同。物料在料筒中停留時間長，且各處停留時間不同。 對聚合物著色、熱固性塑料的粉料、涂料的混合等工藝對聚合物著色、熱固性塑料的粉料、涂料的混合等工藝過程，單螺桿擠出機達不到要求。過程，單螺桿擠出機達不到要求。第五章第五章 塑料擠出成型設備塑料擠出成型設備5.7.1 5.7.1 概述概述2 2雙螺桿擠出機特點雙螺桿擠出機特點 加料容易加料容易 物料在雙螺桿擠壓系統中停留的時間短物料在雙螺桿擠壓系統中停留的時間短