第五章__挤出成型解析

① 如旋转螺丝，而螺帽上无压力，则 螺帽跟着螺丝ห้องสมุดไป่ตู้动而不前移。
② 若在螺帽上加一定压力，再旋转螺 丝，则螺帽就会随螺丝旋转而前移。
成型时，塑料与螺杆的摩擦力应小于塑 料与料筒的摩擦力，也即螺杆的光洁度应 大于料筒的光洁度。否则，塑料只能抱着 螺杆空转打滑不能前移。
固体塞摩擦模型
受力分析
由上图知：Fb= PAbfb，Fs= PAsfs ，Fbz=AbfbPcosφ。
※ 对机头结构的要求：
Ⅰ. 口模定型部分应有适当长度。 A. 使物料处于稳定流动; B.减小熔体弹性和出口膨胀； C. L长，产量提高; D.太长，笨重，阻力大，Q降低。 Ⅱ.机头中过渡部分应光滑，呈流线型。 原因：防止物料的停滞和分解。
Ⅲ. 应设置调节装置，改善周边的流率分布。（厚度均匀）
5.2.2 挤出机的辅助设备
挤出成型的特点:
① 连续化,效率高,质量稳定 ② 应用范围广
③ 设备简单,投资少,见效快 ④ 生产环境卫生,劳动强度低 ⑤ 适于大批量生产
适用的树脂材料：
绝大部分热塑性塑料及部分热固性塑料，如PVC、 PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸树脂、环氧树 脂、酚醛树脂及密胺树脂等
应用：
料薄膜、网材、带包覆层的产品、截面一定、长度 连续的管材、板材、片材、棒材、打包带、单丝和异 型材等等，还可用于粉末造粒、染色、树脂掺和等。
定义：挤出成型又叫挤塑、挤压、挤出模 塑。是借助螺杆或柱塞的挤压作用,使塑化 均匀的塑料强行通过口模而成为具有恒定 截面的连续制品。
挤出管材生产
管材挤出的辅助设备
挤出片材生产
挤出线缆包覆成型
挤出吹塑薄膜
挤出中空吹塑成型
塑料挤出成型工艺流程
• 挤出过程：
加料——在螺杆中熔融塑化——机头口模挤出— —定型——冷却——牵引——切割
✓加料装置：主要是料斗，但工厂都采用自动加 料装置，甚至带有烘干、计量装置等；
✓料筒：包裹在螺杆外部的装置，起到受热受压 的作用，物料的塑化和加热、加压都在其中进 行，大部分都有冷却装置（风、水冷）；
✓螺杆：利用它才能使料筒内的塑料向前移动， 得到加压和热量（摩擦热）；
①螺杆的直径（D）和长径比（L/D），长径 比决定了体积容量以及塑化的均匀性。
加料段具有输送固体物料，兼有预压、预热 作用。 要使制品质量、产量稳定，须满足以下两 个条件：
1. 熔体的输送速率等于固态物料的熔化速率 2. 沿螺杆轴向任一截面物料的质量流率等于 挤出机生产率 目前对此理论的推导最为简单的是以固体对 固体的摩擦力静平衡为基础的。
物料在该段类似于“弹性固体塞”，固体 塞在螺槽内的运动就如螺帽在螺丝上的运 动一样。
※物料处理设备 主要指预热干燥等设备
※挤出物处理设备 主要指冷却、牵引、切割、卷取、检测设 备
※控制生产工艺的设备 主要指各种测控设备
5.2.2 挤出机的一般操作方法
※设备调试 ※安全 ※清洗
5.3 单螺杆挤出原理
学习目标：
掌握挤出理论中影响生产和产品质量的因素
5.3 单螺杆挤出工作原理
5.3.1 固体输送
5.1 挤出设备
• 由挤出机、机 头和口模、辅 机等组成。
主要设备
5.1.1 单螺杆挤出机的组成
单螺杆挤出机主要 由传动系统、加料 系统、塑化系统、 加热与冷却系统、 控制系统等组成。
挤出系统是最主要 的系统，它由料筒、 螺杆、多孔板和过 滤网组成。
单螺杆挤出机的结构
✓传动系统：是带动螺杆转动的部分，通常由电 机、减速机构以及轴承等组成；
稳定流动时，Fs= Fbz，则Asfs=Abfbcosφ
①Fs= Fbz=0，物料在料筒中不能发生任何流动。 ② Fs> Fbz，物料被夹带于螺杆中随螺杆转动不产生移动。 ③ Fs< Fbz，物料能在料筒与螺杆间产生相对运动。
螺槽中固体输送的理想模型(a) 和固体塞移动速度的矢量图(b)
• 假设条件：
第五章 挤出成型
内容简介：
挤出成型是借助螺杆的挤压作用,使塑化均匀的塑 料强行通过机头（口模）而成为连续的制品，如管材、 板材、丝、薄膜、电线电缆等。挤出成型是塑料成型 加工的重要方法之一。根据对塑料的加压方式不同， 可分为连续式和间歇式；按塑料的塑化方式不同可分 为干法和湿法两种。
本章重点：
1.单螺杆挤出原理 2. 几种制品的挤出工艺：吹塑薄膜、管材、拉伸产品、 板与片、其它产品
螺杆的主要参数：
D：螺杆外径； d：螺杆根径； L：螺杆长度；
ｔ：螺距；
Ｗ：螺槽宽度； ε：压缩比
ｅ：螺纹宽度 ； ｈ：螺槽深度； φ：螺旋角；
Ｌ/D：长径比。
② 螺杆形式和分段
最常用的是等距不等深螺杆
1-渐变型(等距不等深) 2-渐变型(等深不等距) 3-突变型 4-鱼雷头螺杆 Ⅰ-加料段（固体输送段） Ⅱ-压缩段（熔融段） Ⅲ-计量段（均化段）
5.2.2 机头和口模
※圆孔口模 主要用来生产棒材、单丝造粒，口模平直部
分长度和直径比小于10 ※扁平口模
一般用来生产厚度小于0.25mm的膜或板材 ※环形口模
一般用来生产管材、管状薄膜、吹塑用型胚以及 电线电缆 ※异形口模 主要用来挤出不同横截面的制品
※ 过滤板（网）的作用：
Ⅰ. 使物料由螺旋运动转变为平直运动。 Ⅱ. 过滤杂质和未熔化好的塑料颗粒。 Ⅲ. 使物料受到较大的剪切作用，以利于塑料塑化均匀。 Ⅳ. 使料筒和机头定位。
①物料与螺槽和料筒壁紧密接触形成固体塞（床），以 恒速移动；
②略去物料重力、密度变化的影响；
③磨擦系数恒定，压力是螺槽长度的函数；
④螺槽为矩形
• 经过分析可看出物料的运动类似螺母运动。 • 提高固体输送的措施
① 适当提高螺杆转数N和螺槽深度H; ② 采用锥形结构料筒；在加料段料筒内壁开设纵向沟槽
（提高fb）；冷却进料段防止物料提前软化； ③小冷fs却）螺杆加料段（减小fs）,增加螺杆表面光洁度（减
③螺旋角和螺棱宽度(e):螺旋角取决于料粒 的形状，例如30o对应粉状， 15o左右对应 方块状，17o左右对应球状和柱状，
④螺杆头部形状：一般呈锥形，以避免在螺 杆头部停留过久而导致分解出现。
5.1.2 双螺杆挤出机的结构
典型的双螺杆挤出机的螺杆：
Colombo螺杆； 锥型双螺杆； 组合型双螺杆；