螺杆设计及组合-双螺杆组合共33页
双螺杆组合排列原则
双螺杆组合排列原则塑料混合是一种有效的将多种组分的原料加工成更均匀、更实用的产品过程。
这一过程中主要发生的是物理反应，当然也存在少量的化学反应。
特殊的，例如反应挤出，我们所期望的更多是化学反应而非物理反应。
而无论是物理还是化学反应，都要求材料的充分混合辊炼，因此就有了共混设备这一有力的加工手段执行者。
先确认几个概念：1.预处理：我们通常说的预处理很多时候是指材料的水分预处理。
由于聚合物和添加剂都具有吸水性，而温度波动和仓库的潮湿都有可能是原材料吸湿，而这正是我们所不希望看到的。
熔融聚合物，如尼龙，聚酯等对水分极其敏感的材料，水分的存在将导致他们的降解，从而导致了各项性能指标的恶化甚至是导致加工失败。
目前比较实用的干燥方式多为热风循环干燥形式。
2.预混合：对于单螺杆而言，吃料能力很大程度上影响了混合效果，很多时候即使是单纯的颜色处理都会因为混合的不均匀而导致材料同批次的前后色差以及后期加工的颜色不均一性；而对于双螺杆，虽然吃料能力基本上不影响混合效果，而且为了计量精确，理论上是应该所有组分在喂料口单独计量、单独喂入。
但是这就意味着需要多个精确喂料器，而这对共混厂家而言是非常的不经济的，因此我们在加工双组分及多组分的材料前，大多都进行预混合。
目前的混合设备多为立式高速搅拌机。
3.分散混合：分散混合是将组分的粒度尺寸减小，将固体块或者聚集体破碎成微粒，或者是不相容的聚合物的分散相尺寸达到所要求的范围。
这一过程通常是依靠大厚度大角度的捏合盘来实现。
4.分配混合：分配混合是使个组分的空间分布达到均匀。
形象点说也就是“平均主义”，保证混合设备内通过分配元件的熔体中各组分的分布均匀。
这个通常是靠窄片小角度捏合盘来实现。
极端的情况先会采取齿轮分配元件来实现。
5.停留时间分布：同批次物料在通过喂料口后通过分散，分布混合最终挤出离开混合设备的时候长短的分布。
这一指标最主要的意义在于评估设备的自洁能力。
其实还有更多的各种公式，我个人觉得这对于我们在实际设计中有一定的指导意义，可惜我这里没有扫描仪，而我这个人又比较懒，公式我就不大打上来了。
螺杆的功能及选型
螺杆的功能及选型螺杆是塑化装置的重要组件，配合料筒，加热装置。
注射机构，及旋转驱动机构，组合而成一个完整的注塑单元。
螺杆的主要功能是负责对塑料的输送，融化及混练。
输送的关键是速度的快慢，及平稳有序（速度稳定），无滞留状况。
融化的关键是均匀，不要部份过热，部份未完全融溶。
混练与融化有点类似，但更指的是混合能力，包括加色母，色粉，及其它添加物的混合均匀能力。
另外是配合材料特性上的个别设计，及排气能力，耐磨耗能力，耐腐蚀能力等。
螺杆的设计都是在以上的功能需求上做配合。
螺杆的适用关键：一：螺杆设计：长径比，压缩比，压缩段长度比，槽深度，螺纹型式等。
1，长径比是指螺杆有效长度与直径的比值。
代表塑料在螺杆里的热履历或滞留时间。
长径比大，代表塑料在螺杆里的吸热过程长，反之则短。
需要长径比大的场合主要有出料量大，高混练，及低剪切力需求的材料（如PET）一般的热可塑性材料，长径比在18 ~ 26之间，较多在20左右。
热固性材料较短，一般在15以下，海天的在12倍左右。
2，压缩比是指进料段与计量段的螺槽深度比。
压缩比越大，塑料受到的挤压力就越大，产生的剪切热也越大。
对热敏性低的材料可帮助加热及混练，但热敏性高的材料会导致过热，甚至分解。
一般热塑性材料，压缩比在2 ~ 3 之间较合适。
3，压缩段长度比是指压缩段的长度与螺杆有效长度的比值，这主要是与材料从固态变化到软粘态，再到粘流态的过程有关。
也就是材料从固态变化到融溶状态的中间过程。
这个过程跟据材料的特性会有所不同。
一般来说，结晶性材料的变化较快，尤其是PA，所以尼龙要急变型螺杆（10% ~ 15%）。
而非结晶性材料的变化较慢，例如PMMA，所以PMMA的压缩段要较长（可达50%）。
而一般的通用型螺杆约20% ~ 30%。
压缩段太短会使材料来不及转化，而形成堵塞，产生高压，导致过热烧焦。
太长会形成空洞，混入气体，导致射胶不稳，有气纹等。
4，槽深是指螺顶到螺底的高度。
螺杆及啮合
螺杆及螺杆的啮合1. 螺杆类型不同的双螺杆挤出机主要是螺杆类型不同。
双螺杆挤出机的螺杆可能是常螺距和常深型的，如图3-8所示的是这些双螺杆挤出机中的几种螺杆。
这些螺杆包括：槽深渐变的锥形螺杆、槽深不变和槽深变化的变螺距螺杆、具有相同槽深或变化槽深的阶式螺距螺杆和直径不变的螺杆、在螺杆的每一处有不同的螺距以及不变螺距和阶式螺距的螺杆。
为了增加螺杆的混合功能，可用专用的混合段装备螺杆，该专用混合段可以碾碎未熔的塑料或可以控制反流。
2.螺杆与螺杆间的间隙螺杆与螺杆间的间隙是双螺杆挤出机设计的另一个变量。
在大多数场合，其间隙远不及所用普通水泵那样紧密。
聚合物熔体非常高的粘度将引起极高的剪切并产生热量，螺杆将需要非常高的扭距。
由于高粘度，使得螺杆间的间隙十分大(1mm左右)并需要进行密封，使双螺杆挤出机具有足够好的、非常高的产量特性。
3.螺纹头数双螺杆的螺纹头数大多数在2～3之间。
螺纹头数增多后，螺杆与物料的接触面增加，有利于向物料传递热量，增加了熔化速率。
螺纹头数增加后，减少了出料脉动现象。
螺纹增加后，熔料的运动更加复杂。
在啮合区物料沿螺距走，在非啮合区，物料沿导程走。
螺纹头数太多，也会减少螺槽的容积。
在任何相互啮合的双螺杆挤出机中塑料的运动是这样的结果，即在一根螺杆根部与另一根螺杆顶部的交界处和料筒壁之间形成了料腔。
这种料腔向料筒末端延伸，在此处，排出的塑料是挤出机的产量。
图3-9表示了螺杆槽的结构，用类似于单螺杆挤出机的方式对螺槽展开分析。
(a)(b)图3-9 双螺杆挤出机限制模式示意图(a) 螺杆俯视图(b) 螺杆正视图双螺杆挤出机设计的实际生产效率是拖曳流动的一种结果，并不发生明显效应的压力流，然而，这种压力流效还是要影响双螺杆挤出机的生产产率和机头压力。
图3-10 表示双螺杆挤出机拖曳流和压力流速度分布曲线。
成型料腔中流动的量是受到限制的。
与单螺杆挤出机不同，剪切塑料不影响挤出量，塑料的最大剪切由原来的料筒壁处转移到螺杆根部。
螺杆组合及捏合块介绍
螺杆组合及捏合块介绍填充改性在聚合物中添加其它⽆机或有机物（添加剂），以改变其⼒学性能、加⼯性能、使⽤性能或降低成本的⽅法。
填充改性中的填充剂可起到多种作⽤：增量、增强和赋予功能，其中以增量为主。
（1）增量在聚合物中添加廉价的填充剂以降低成本、节约原材料，其主要作⽤是增量，故这时的填充剂也称增量剂。
（2）增强填料可提⾼聚合物的⼒学性能和热性能，其效果在很⼤程度上取决于填料的形态等物理性能。
（3）赋予功能填料可赋予聚合物⾃⾝所没有的⼀些特殊功能，此时填料的化学组成往往起着重要作⽤。
多数以颗粒状填料填充的混合物，其结构形态类似于聚合物共混物中有⼀个连续相的结构，填料为分散相（只是粒度更⼩⼀些），⽽聚合物为连续相。
在连续相与分散相之间有⼀界⾯层，两相通过界⾯层结合在⼀起。
界⾯层的粘结作⽤，因树脂的性质、填料的性质不同⽽不同。
填充剂在聚合物内的分散状态，对填充改性聚合物的性能，尤其是⼒学强度影响极⼤。
填充剂若以很⼩⽽均匀的粒径均匀地分布在聚合物中，则会使填充聚合物具有良好的⼒学性能和制品尺⼨稳定性。
相反，如果填充剂的粒径很不均匀，有⼤有⼩，且在聚合物中分布不均匀，则填充聚合物的⼒学性能会不好。
但填充剂粒⼦也不能过细，因极细的微粒易产⽣⾃⾝凝聚，不易分散，也会造成分散不均，影响⼒学强度的提⾼。
纳⽶材料⽤来作填充改性，就会遇到这个问题，必须设法解决，否则发挥不了纳⽶材料的作⽤。
填充剂在聚合物中的分散状态，与其表⾯活性、混合⼯艺等有关。
如能实现填充剂与树脂之间的良好化学结合，就会⼤⼤提⾼填充效果，还会使某些填充剂起到增强作⽤。
实现良好的化学结合最有效的⽅法是⽤偶联剂对填充剂、增强剂进⾏表⾯处理。
常⽤的偶联剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂等。
常⽤的填充剂有碳酸钙、炭⿊、滑⽯粉、红泥、硅灰⽯、粉煤灰、铁泥、云母和⾦属填充物等。
根据塑料⾼填充改性的特点，要求改性设备必须适应其要求。
在20世纪80年代中后期，我国开始采⽤平⾏啮合双螺杆挤出机应⽤到⾼填充改性领域，取得了较好的效果。
双螺杆高效能橡胶混炼机及其螺杆设计
第35卷 第2期·38·CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT橡塑技术与装备作者简介：刘锦文（1937-），男，高级工程师，主要从事高分子材料加工机械方面的研究制造，产品开发工作，完成国家级重点新产品项目2项。
收稿日期：2007-06-21刘锦文，刘海霞(青岛橡胶工业设计院昌乐橡机械实验厂，山东 青岛 262400)摘要：通过双螺杆差速捏合高效能橡胶混炼机的研制，总结了双螺杆差速啮合的条件，以及双螺杆差速转动而互不干涉的条件。
分析了双螺杆啮合的结构设计和相关参数。
介绍了双螺杆差速啮合混炼机高效能混炼的原因及特点。
关键词：双螺杆；差速啮合；转速差；压搓力；干涉；过料间隙中图分类号：TQ330.43 文献标识码：B 文章编号：1009-797X(2009)02-0038-03双螺杆高效能橡胶混炼机及其螺杆设计1 橡胶差速混炼理念将多年使用的经改装过的双辊转速差值为30%的双辊开炼机使聚酯短纤维化胶体内的定向有序排列（埋设）高效炼制的实践技术效果，引进到双螺杆差速混炼机的设计开发之中。
使双螺杆混炼机设备性能显著提高，并且能使其生产实现连续化、自动化，使橡胶工业用胶大户如轮胎厂等要求自动化连续供给胶料的先进设备用于生产得到实现。
在旋转的螺杆牙线产生的轴向推力、转动拉力和套筒包容制约的共同作用下，混炼物料得到混炼并向前推进，这使各种螺杆混炼机最基本的运动学理念。
在双螺杆混炼机中，双螺杆啮合差速混炼是混炼机当前提高其效能最为有效的方法，而实现双螺杆啮合差速转动，在设计制造中则首先必须解决好两螺杆在转动中的螺牙不产生相互干涉的技术问题。
2 双螺杆啮合差速转动的实施条件在双螺杆高效能混炼机中，双螺杆的啮合并差速异向转动对物料混炼效能的提高创造了特殊的优势，即两螺杆的转速差对物料产生的压搓力是其他结构形式混炼机所没有的。
同时两螺杆转速差的实施条件也给设计提出了相关的限定要求。
初级双螺杆组合学习
初级双螺杆组合一、螺杆组合基本常识1. 挤出机螺杆分两大部分,就是芯轴和螺纹套;芯轴--不同型号机台有所不同,主要是直径,键槽(有单键和花键等)- 如早期螺杆一般是单键实验室30/40机70/72机等,目前75机一般是花键;2. 螺纹元件分类:从作用分两类–输送元件和剪切元件;即通常说的输送块和剪切块; 双螺杆我认为有两层意思:其一是螺杆是两根,另外实际包括了输送螺纹是双头的,就是同一根螺杆有两道螺纹; a 输送块根据作用分正反两种;输送块种类主要是从导程(绕一圈的轴向长度)和元件长度(元件轴向长度)来分;如72/36就可以代表这种输送元件,72是指导程,36是元件长度,单位mm ; 75机主要有96/96 72/72 56/56 72/32 56/28 72/36L 56/28L 72机40/30机等原理基本一样, 输送有特殊的元件单头螺纹元件,和KS元件3. 剪切元件实际就是通常说的捏合块,由单个的剪切块捏合在一起,片数不定,一般5/7片;单片厚度不一; 主要是以各单片捏合的角度来确定规格型号;同样也分正反两种,比如进口莱鼒机的部分剪切块就全是单片,可根据实际情况进行微调组合; 剪切块举例: 450/5/56L中450指捏合角度,5是片数,56是长度L 指左向,一般正向的不标明; 通常75机还有900/5/56 300/7/72 450/5/36 600/5/56的基本很少用了;可以根据要求采购;象30机只有450/5/28900/5/28 两种特殊剪切元件有新齿型盘;厚度很小的剪切块,薄的左向剪切块,还有新到的拉伸流块;4. 输送元件的大致作用,在螺杆组合整体效果看,单个的元件效果体现不明显,一般需要在特定的临近组合条件下才会有其真实的体现,具体比如同样90度剪切块在单独输送块之间和在后面连续90度90度/90度>>90度---90度; 一般来说,输送块96/96是目前最大导程输送,在物料未完全熔融输送能力最强(相对的,有新的KS元件等) 所以一般在下料口采用大导程元件,而在熔融状态下输送效率比小导程低(暂时无理论支持),在玻纤口真空口等需要降低压力的地方用大导程元件有很大优势,有效防止返料(当然还与熔融状况有关),72/72 56/56是目前使用比较多的一种元件,普通输送,配合对熔体进行适当压缩等, 该类元件主要起输送作用,新概念:输送能力,输送效率;涉及物料流动状态在挤出机内,靠摩擦拉伸往前流动,有一种说法:螺杆越光滑,螺筒越粗糙,熔体输送能力越强; 总体判定所有输送元件都是半充满状态; 反输送螺纹作用就不是简单相反,稳定并降低后段压力,但和降低单位时间产量没有直接联系;降低机头压力有很大优势,PBT大量采用;5. 剪切块,一般来说,角度越大剪切能力越强,厚剪切块剪切能力强于薄剪切块;正向剪切块除90度剪切块外,都有剪切和输送两个作用同时进行,有一个输送角度,一般剪切块厚度对剪切热影响很大,如: 450/5/56 ~~ 3 * 450/5/36 ;厚有利于通过剪切热加强塑化分散;反向剪切实际同时有反输送和剪切的作用,作用相当于正向剪切加左向输送块连接,但实际作用能力远小于后者;6. 固定流道理论,做两个极端假设,其一某一组合全部采用单一输送块56/56; 另一采用单一剪切块300/7/72 两个效果应该差别不大; 物料在其中容易形成固定流道,状态变化动力不足;但如果叉开,可能变成一套合格组合;原则就是不断打破这种固定流道平衡;实例:90号组合,修改原意就是封死玻纤口平衡分布剪切块,提高单位时间产量; 去掉前面左向剪切一个结果PP洗机料都不融,高冲也有大量白点;刘晴原改31号组合也类似,为提高输送压缩段输送能力,提高单位时间产量,前段全部使用96/96输送,结果80%以上粒料出来;当时是考虑53等组合剪切靠后有利于提高班产; 现用的90-75-C组合就是再次更改挤出机型的机械设计参数，ZSK型挤出机或任意同向旋转双螺杆挤出机的几何参数限定为3个，1. 啮合处间隙；2. 内外直径比（OD/ID）；3. 比扭矩（功率/容积比，即用扭矩/中心距的三次方（M/a3）表示）。
双螺杆泵螺杆型线设计及分析
双螺杆泵螺杆型线设计及分析费志强;梁会珍;郭兰超【摘要】选择长幅外摆线和长幅内摆线的组合曲线作为双螺杆泵螺杆齿形型线,基于包络线法得到了螺杆的共轭齿形型线.纠正了以前型线方程中的错误,提出了更正后的型线方程.对其共轭型线及其接触线、啮合线进行了分析,得出了新的结论.两螺杆啮合线不封闭,接触线不连续,不能形成密封的工作基元.【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2018(049)006【总页数】3页(P88-90)【关键词】螺杆;长幅摆线;共轭型线;啮合线;接触线【作者】费志强;梁会珍;郭兰超【作者单位】山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛266290;山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛266290;山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛266290【正文语种】中文【中图分类】TH3271 主动螺杆齿形型线组成及方程双螺杆泵的核心部件是一对相互啮合的螺杆转子。
转子型线的设计直接影响到泵的性能。
因此，双螺杆泵转子型线的研究是双螺杆泵整机性能研究的基础，也是优化型线设计、提高整机性能的关键[1]。
采用长幅外摆线和长幅内摆线的组合曲线作为主动螺杆齿形型线。
如图1、图2所示，图中曲线分别为长幅外摆线和长幅内摆线。
图1：以节圆为导圆，以半径为r 的圆为滚圆，摆径为b（b＞r），滚圆绕导圆顺时针方向作纯滚动，形成长幅外摆线。
图2：以节圆为导圆，以半径为r的圆为滚圆，摆径为b（b＞r），滚圆绕导圆逆时针方向作纯滚动，形成长幅内摆线。
图1 长幅外摆线图2 长幅内摆线——作者简介：费志强（1992-），男，山东日照人，硕士，研究方向：双螺杆泵优化设计。
从图1、图2坐标系中可以得到长幅外摆线和长幅内摆线方程分别为式中：t表示滚圆相对于节圆的转角采用长幅外摆线位于节圆与齿顶圆之间的部分和长幅内摆线位于节圆与齿根圆之间的部分，两段曲线连接作为主动螺杆齿形型线，并对其进行旋转，使曲线连接处位于y轴正半轴上，以便于对主动螺杆齿形型线进行建模，如图3所示。
双螺杆挤出机的毕业设计(全套图纸)-44页word资料
1双螺杆挤出机设计概述1.1 双螺杆挤出机概述塑料挤出成型是在挤出机中通过加热、加压而使塑料以及熔融流动状态连续通过口模成型的方法，或简称为挤塑。
挤出成型是聚合物加工中出现较早的一门技术,在19世纪初已有使用。
挤出成型可加工的聚合物种类很多,制品更是多种多样,成型过程也有许多差异比较常见的是以固体块状加料挤出制品的过程。
其挤出成型过程为:将颗粒状或粉状的固体物料加入到挤出机的料斗中,挤出机的料筒外面有加热器,通过热传导将加热器产生的热量传给料筒内的物料,温度上升,达到熔融温度。
机器运转,料筒内的螺杆转动,将物料向前输送,物料在运动过程中与料筒、螺杆以及物料与物料之间相互摩擦、剪切,产生大量的热,与热传导共同作用使加入的物料不断熔融,熔融的物料被连续、稳定地输送到具有一定形状的机头(或称口模)中。
通过口模后,处于流动状态的物料取近似口型的形状,再进入冷却定型装置,使物料一面固化,一面保持既定的形状,在牵引装置的作用下,使制品连续地前进,并获得最终的制品尺寸。
最后永切割的方法截断制品,以便储存和运输。
挤出成型加工的主要设备是挤出机，此外，还有机头口模及冷却定型、牵引、切割、卷取等附属设备。
其挤出制品都是连续的形体，在生产及应用上都具有多方面的优点。
据统计，在塑料制品成形加工中，挤出成型制品的产量约占整个塑料制品的50％以上。
所以，挤出成型在塑料制品成型加工工业中占有重要地位。
塑料在挤出机内熔融塑化，通过口模成为所需要的形状，经冷却定型而得到与口模断面形状相吻合的制品。
挤出成型是塑料加工工业中最早的成型方法之一。
早在19世纪初期，挤出机就用于生产铅管、面条。
早期的挤出机是柱塞式的，直到1936年才研制成功电加热的单螺杆挤出机，这就是现代塑料挤出机的起源。
同其他成型方式相比，挤出成型具有以下突出优点。
1.设备成本低，制造容易，因此投资少，见效快，占地面积小，生产环境清洁。
2.生产效率高。
挤出机的单机产量较高。
啮合型同向旋转双螺杆螺纹头数选择及螺杆间隙设计
啮合型同向旋转双螺杆螺纹头是一种常见的机械传动装置，在工业生产中起着非常重要的作用。
在选用螺杆螺纹头时，对其头数选择以及螺杆间隙设计是至关重要的。
本文将从这两个方面进行探讨，以期为相关领域的研究和应用提供一些有益的参考。
一、啮合型同向旋转双螺杆螺纹头的头数选择1. 不同头数对传动效率的影响对于啮合型同向旋转双螺杆螺纹头来说，头数选择直接关系到传动的效率。
一般来说，头数越多，传动的效率就越高。
因为螺杆转动一周，螺纹头则相应转动了n周（n为螺纹头的头数）。
传动效率的提高意味着单位时间内可以传递更大的动力，因此在选择啮合型同向旋转双螺杆螺纹头时，需要根据具体传动需求来确定头数。
2. 头数选择的原则在选择螺杆螺纹头的头数时，需要兼顾传动效率和成本的平衡。
如果传动效率要求较高，可以选择头数较多的螺杆螺纹头；如果成本控制较为重要，则可以适当减少头数。
另外，还要考虑螺杆螺纹头的工作环境和使用条件，以及其它因素对头数的影响。
3. 应用案例以某工业生产线上的输送机为例，为了提高传动效率，选择了头数较多的啮合型同向旋转双螺杆螺纹头。
通过数值模拟和实际测试，发现传动效率明显提升，工作效果也更加稳定可靠，从而验证了头数选择的重要性。
二、啮合型同向旋转双螺杆螺纹头的螺杆间隙设计1. 合适的螺杆间隙对传动的影响在啮合型同向旋转双螺杆螺纹头中，螺杆间隙的设计直接关系到传动的平稳性和噪音水平。
如果螺杆间隙过大，会导致传动不稳定，产生较大的振动和噪音；如果螺杆间隙过小，则会增加摩擦阻力，影响传动效率。
合适的螺杆间隙设计对于螺杆螺纹头的正常运行至关重要。
2. 螺杆间隙设计的考虑因素在进行螺杆间隙设计时，需要综合考虑螺杆材料、工作环境、传动要求等因素。
一般来说，螺杆间隙应该根据实际情况来确定，通过试验和模拟分析来优化设计，从而保证传动的平稳性和高效性。
3. 设计方法和实践经验在实际的工程设计中，通常会采用数值模拟和试验验证相结合的方法来进行螺杆间隙设计。
双螺杆组合排列原则
双螺杆组合排列原则塑料混合是一种有效的将多种组分的原料加工成更均匀、更实用的产品过程。
这一过程中主要发生的是物理反应，当然也存在少量的化学反应。
特殊的，例如反应挤出，我们所期望的更多是化学反应而非物理反应。
而无论是物理还是化学反应，都要求材料的充分混合辊炼，因此就有了共混设备这一有力的加工手段执行者。
先确认几个概念：1.预处理：我们通常说的预处理很多时候是指材料的水分预处理。
由于聚合物和添加剂都具有吸水性，而温度波动和仓库的潮湿都有可能是原材料吸湿，而这正是我们所不希望看到的。
熔融聚合物，如尼龙，聚酯等对水分极其敏感的材料，水分的存在将导致他们的降解，从而导致了各项性能指标的恶化甚至是导致加工失败。
目前比较实用的干燥方式多为热风循环干燥形式。
2.预混合：对于单螺杆而言，吃料能力很大程度上影响了混合效果，很多时候即使是单纯的颜色处理都会因为混合的不均匀而导致材料同批次的前后色差以及后期加工的颜色不均一性；而对于双螺杆，虽然吃料能力基本上不影响混合效果，而且为了计量精确，理论上是应该所有组分在喂料口单独计量、单独喂入。
但是这就意味着需要多个精确喂料器，而这对共混厂家而言是非常的不经济的，因此我们在加工双组分及多组分的材料前，大多都进行预混合。
目前的混合设备多为立式高速搅拌机。
3.分散混合：分散混合是将组分的粒度尺寸减小，将固体块或者聚集体破碎成微粒，或者是不相容的聚合物的分散相尺寸达到所要求的范围。
这一过程通常是依靠大厚度大角度的捏合盘来实现。
4.分配混合：分配混合是使个组分的空间分布达到均匀。
形象点说也就是“平均主义”，保证混合设备内通过分配元件的熔体中各组分的分布均匀。
这个通常是靠窄片小角度捏合盘来实现。
极端的情况先会采取齿轮分配元件来实现。
5.停留时间分布：同批次物料在通过喂料口后通过分散，分布混合最终挤出离开混合设备的时候长短的分布。
这一指标最主要的意义在于评估设备的自洁能力。
其实还有更多的各种公式，我个人觉得这对于我们在实际设计中有一定的指导意义，可惜我这里没有扫描仪，而我这个人又比较懒，公式我就不大打上来了。
同向双螺杆挤出特点及螺杆组合原则
2
同向、异向双螺杆挤出机的区别
相对旋转方向的不同使得同向、异向双螺杆几
何构型也不同。图 3 是根据共轭运动关系决定的这 两种螺杆的图示。可以看到 , 它们的横截面形状完 全不同。同时, 运动关系和几何关系上的差别 , 也 导致了它们挤出特性和应用领域的区别。
图3 期
开发历史, 应用也越来越广泛, 但是人们对双螺杆 挤出过程的认识仍不够深入 , 相关的基础研究也滞 后于应用。双螺杆较为复杂的运动关系和几何关系 造成人们对双 螺杆挤出过程定性和定 量描述的困 难 , 但对其研究始终没有间断。因此 , 深入了解双 螺杆挤出过程, 不断地针对生产实际遇到的问题进 行理论分析和总结 , 逐渐建立起在可靠的试验基础 上能够服务于 生产的同向双螺杆挤出 应用基础理 论 , 具有重要的理论意义和实用意义。
以及对同向双螺杆挤出工艺制定中的关键问题 关键词
螺杆挤出是最常用的聚合物加工方法之一, 双 螺杆挤出机出现于 20 世纪 30 年代。它主要有单螺 杆与双螺杆两种形式。根据两根螺杆相对旋转方向 的不同 , 分为同 向旋转和异向旋 转两大类。60 年 代又出现了两螺杆轴线不平行 的锥形双螺杆 挤出 机, 它属于异向旋转。异向旋转双螺杆挤出机挤出 稳定 , 主要用于管材、型材等对截面尺寸要求高的 制品的挤出成型 , 目前门窗型材的生产大多以异向 旋转的锥形双螺杆挤出机作为主机。同向旋转双螺 杆挤出机主要用于混料。混料在聚合物加工中占有 重要地位 , 50% 以上的聚合物树脂在成为最终制品 前都要经过螺杆混料 [ 1] , 可见同向双螺杆挤出机的 重要性。现在使用的同向双螺杆挤出机的挤压系统 绝大多数采用模块结构, 各机筒组件、各螺杆元件 可以通过变换组合来满足特定混料过程对输送、熔 融、混炼、脱挥、均化等方面的特殊要求。本文就 同向双螺杆挤出过程的特点及生产中人们十分关心 的螺杆组合问题进行探讨。文中的一些观点是在可 视化试验观察的基础上提出的 , 关于可视化双螺杆 挤出试验可见参考文献[ 2, 3] 。
双螺杆挤出机工作原理 PPT课件
发热 温度分布 滞留时间 最高转速
长径比
单螺杆
同向双螺杆
低转速 高转速
物料与料筒及螺 同样是物料与机筒螺杆 杆间的摩擦作用 间的摩擦作用，啮合部
分有防打滑效果。
小
中
小
中
大
大
中
大
小
中
大
小
中
大
大
中
大
大
中
小
大
中
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双螺杆挤出机的工作原理
二、双螺杆挤出机的工作原理 ◆ 非啮合型双螺杆的工作原理 不能形成封闭或半封闭的型腔，无正位移输送条件， 其输送机理与单螺杆相似。 ◆ 啮合型双螺杆的工作原理 能形成封闭或半封闭的型腔，有正位移输送条件， 其正位移输送程度与封闭程度有关。 只讨论全啮合式双螺杆挤出机输送机理。
平行
双螺杆挤出机的工作原理 3、双螺杆间的开放和封闭
物料的流动空间不同
爱德蒙哥分类：
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合
双
盘
螺
杆
挤
出
机
的
类
型
分类术语概念
纵向开口：自加料口到口模有一通道，物料从一根螺杆 流往另一根螺杆。
横向开口：垂直螺棱方向物料能越过螺棱，在一根螺杆 的各个螺槽之间进行物料交换。
非啮合双螺杆：纵横向都开口 全啮合反向旋转：纵横向都封闭，不考虑间隙，形成封
双螺杆挤出机的工作原理
（1）异向双螺杆对物料的输送 机理 ⑤ 两螺杆间存在间隙，两螺杆产生分离力更大。
双螺杆挤出机的工作原理
螺杆组合
根据经验＋理论＋实验相结合的方法进 行设计整体螺杆组合设计
6.1 整体螺杆设计前的考虑点
1.混合作业的目的,最终制品的配方和加入双螺杆挤 出机进行混合时物料中各组分的形态、性能和配比。 因为不同聚合物、不同添加组分及其配比对挤出过 程、螺杆构型、运转条件的要求是不同的。 2.对各种螺杆(及机筒) 元件及各功能区的局部螺杆 构型、工作原理和性能及适用场合有较全面而深入 的了解 3.就整个混合工艺而言,对加料方式、加料顺序有无 特殊要求也必须弄清楚。
4.3 捏合段的设计原则
1.凹槽内物料承受的平均剪切速率 减小螺棱间隙及增大螺纹头数都可提高平均剪切速率, 亦即 可增强单块捏合块的混炼能力。 2.捏合块间的错列角 是决定捏合段工作性能的一个关键参数 3.注意捏合段的压力须与和它相连的正、反向螺纹段中的压 力相匹配；各自的轴向流量和轴向压力梯度的关系曲线
6.1 整体螺杆设计前的考虑点
4.挤出过程主要是实现分布性混合,则应使物料在螺 杆中流动时能不断重新取向,使其与剪切方向成45。 适当松弛提高前面降低的粘度 5.挤出过程主要是实现分散性混合, 则螺杆构型的 设计与分布混合就有所不同。分散混合的关键变量 是应力,只有能提供大的剪应力,才能使结块和液滴 破裂,这就要在螺杆(机筒) 中设置高剪切区,而且 要使物料多次通过这些高剪切区。
五、啮合同向双螺杆挤出过程不同功能段的螺 杆构型
啮合同向双螺杆挤出过程一般由加料、 固体输送、熔融、熔体输送、混合、排 气等功能段组成。 不同的功能段需要不同的局部螺杆构型 与它相适应,以完成不同的功能。
5.1 加料段和固体输送段的螺杆构型
1.加料段 一般采用大导程、正向螺纹输送元件加大螺槽深度 的非标准螺纹元件 2.固体输送段 把物料输送,同时松散 的粉状低松密度物料压 实或提高粒状物料在螺槽中的充满度,以促进物料在 下游的熔融塑化
螺杆组合
一、螺杆组合基本常识1. 挤出机螺杆分两大部分,就是芯轴和螺纹套;芯轴--不同型号机台有所不同,主要是直径,键槽(有单键和花键等)- 如早期螺杆一般是单键实验室30/40机70/72机等,目前75机一般是花键;2. 螺纹元件分类:从作用分两类–输送元件和剪切元件;即通常说的输送块和剪切块; 双螺杆我认为有两层意思:其一是螺杆是两根,另外实际包括了输送螺纹是双头的,就是同一根螺杆有两道螺纹; a 输送块根据作用分正反两种;输送块种类主要是从导程(绕一圈的轴向长度)和元件长度(元件轴向长度)来分;如72/36就可以代表这种输送元件,72是指导程,36是元件长度,单位mm ; 75机主要有96/96 72/72 56/56 72/3256/28 72/36L 56/28L 72机40/30机等原理基本一样, 输送有特殊的元件单头螺纹元件,和KS元件3. 剪切元件实际就是通常说的捏合块,由单个的剪切块捏合在一起,片数不定,一般5/7片;单片厚度不一; 主要是以各单片捏合的角度来确定规格型号;同样也分正反两种,比如进口莱鼒机的部分剪切块就全是单片,可根据实际情况进行微调组合; 剪切块举例: 450/5/56L中450指捏合角度,5是片数,56是长度L 指左向,一般正向的不标明; 通常75机还有900/5/56 300/7/72 450/5/36 600/5/56的基本很少用了;可以根据要求采购;象30机只有450/5/28 900/5/28 两种特殊剪切元件有新齿型盘;厚度很小的剪切块,薄的左向剪切块,还有新到的拉伸流块;4. 输送元件的大致作用,在螺杆组合整体效果看,单个的元件效果体现不明显,一般需要在特定的临近组合条件下才会有其真实的体现,具体比如同样90度剪切块在单独输送块之间和在后面连续90度90度/90度>>90度---90度; 一般来说,输送块96/96是目前最大导程输送,在物料未完全熔融输送能力最强(相对的,有新的KS元件等) 所以一般在下料口采用大导程元件,而在熔融状态下输送效率比小导程低(暂时无理论支持),在玻纤口真空口等需要降低压力的地方用大导程元件有很大优势,有效防止返料(当然还与熔融状况有关),72/72 56/56是目前使用比较多的一种元件,普通输送,配合对熔体进行适当压缩等, 该类元件主要起输送作用,新概念:输送能力,输送效率;涉及物料流动状态在挤出机内,靠摩擦拉伸往前流动,有一种说法:螺杆越光滑,螺筒越粗糙,熔体输送能力越强; 总体判定所有输送元件都是半充满状态; 反输送螺纹作用就不是简单相反,稳定并降低后段压力,但和降低单位时间产量没有直接联系;降低机头压力有很大优势,PBT大量采用;5. 剪切块,一般来说,角度越大剪切能力越强,厚剪切块剪切能力强于薄剪切块;正向剪切块除90度剪切块外,都有剪切和输送两个作用同时进行,有一个输送角度,一般剪切块厚度对剪切热影响很大,如: 450/5/56 ~~ 3 * 450/5/36 ;厚有利于通过剪切热加强塑化分散;反向剪切实际同时有反输送和剪切的作用,作用相当于正向剪切加左向输送块连接,但实际作用能力远小于后者;6. 固定流道理论,做两个极端假设,其一某一组合全部采用单一输送块56/56; 另一采用单一剪切块300/7/72 两个效果应该差别不大; 物料在其中容易形成固定流道,状态变化动力不足;但如果叉开,可能变成一套合格组合;原则就是不断打破这种固定流道平衡;实例:90号组合,修改原意就是封死玻纤口平衡分布剪切块,提高单位时间产量; 去掉前面左向剪切一个结果PP洗机料都不融,高冲也有大量白点;刘晴原改31号组合也类似,为提高输送压缩段输送能力,提高单位时间产量,前段全部使用96/96输送,结果80%以上粒料出来;当时是考虑53等组合剪切靠后有利于提高班产; 现用的90-75-C组合就是再次更改挤出机型的机械设计参数，ZSK型挤出机或任意同向旋转双螺杆挤出机的几何参数限定为3个，1. 啮合处间隙；2. 内外直径比（OD/ID）；3. 比扭矩（功率/容积比，即用扭矩/中心距的三次方（M/a3）表示）。
双螺杆挤压系统结构和工作原理
双螺杆挤压系统结构和工作原理双螺杆挤出机的挤压系统是由两根啮合或非啮合、整体式或组合式、同向回转或异向旋转的螺杆和整体式或组合式的料筒所组成。
物料进入加料斗，经过螺杆到达口模；在此过程中，物料的运动情况、受到的混炼情况与螺杆是否啮合、是同向回转还是异向旋转、螺杆区段的形状和尺寸等因素关系密切。
在非啮合型的全螺纹双螺杆中，物料会产生4种流动，使混炼剪切效果增强；但这种双螺杆没有自洁作用，一般用于混料。
啮合同向回转型双螺杆中，螺槽和料筒壁形成一些封闭的小室。
物料在小室中按螺旋线运动，但由于在啮合处两根螺杆圆周上各点的运动方向相反，而且啮合间隙非常小，使得物料不能从上到下运动，这样就迫使物料从一根螺杆和料筒壁形成的小室向另一根螺杆和料筒壁形成的小室移动，从而形成螺旋∞运动。
这种同向啮合双螺杆，一根螺杆外径和另一根螺杆根径之间的间隙设计的很小，因此具有自洁作用，物料不会粘在螺槽上，物料在料筒中的停留时间也短；在共轭区有较大的相对速度，混合作用强烈。
这种螺杆一般也用于混料。
异向旋转啮合型双螺杆中，两根螺杆是对称的；由于两根螺杆回转方向不同，物料不能形成螺旋∞运动，而是在螺纹推动下通过各部分的间隙做圆周运动，同时朝口模方向运动。
物料通过两根螺杆之间的径向间隙时所受的剪切搅拌作用最强。
另外在螺纹外径和料筒壁形成的间隙中以及两根螺杆螺棱的侧隙间都有漏流发生。
反向回转的双螺杆在一根螺杆的外径和另一根螺杆的根径之间必须留出一定的间隙，而不能完全靠公差来保证，以便让物料通过。
这种双螺杆的自洁性能较差，但剪切强烈，塑化好，因此较多用于加工制品。
双螺杆挤出机中，螺杆的螺纹头数对物料的作用也有很大影响。
单头螺纹：用于啮合型的同向回转双螺杆，主要用于加工硬质聚氯乙烯；由于螺槽较深不适合于其它树脂。
如果用于非啮合的异向回转双螺杆上，因其没有自洁作用，功能上更像是单螺杆挤出机，适合于混炼。
双头螺纹：有较深的螺槽，因此在单位长度上有较大的自由体积，在相同的螺杆转数下物料的平均剪切热比较低，混合作用柔和，当其在和三头螺纹相同的剪切应力和扭矩下工作时，可以开到较高的转数；适合于混料，特别适于加工粉料、低松密度的物料、难于加入的物料、不需要高剪切力或者对剪切敏感、对温度敏感的物料。
螺杆组合及捏合块介绍
填充改性在聚合物中添加其它无机或有机物（添加剂），以改变其力学性能、加工性能、使用性能或降低成本的方法。
填充改性中的填充剂可起到多种作用：增量、增强和赋予功能，其中以增量为主。
（1）增量在聚合物中添加廉价的填充剂以降低成本、节约原材料，其主要作用是增量，故这时的填充剂也称增量剂。
（2）增强填料可提高聚合物的力学性能和热性能，其效果在很大程度上取决于填料的形态等物理性能。
（3）赋予功能填料可赋予聚合物自身所没有的一些特殊功能，此时填料的化学组成往往起着重要作用。
多数以颗粒状填料填充的混合物，其结构形态类似于聚合物共混物中有一个连续相的结构，填料为分散相（只是粒度更小一些），而聚合物为连续相。
在连续相与分散相之间有一界面层，两相通过界面层结合在一起。
界面层的粘结作用，因树脂的性质、填料的性质不同而不同。
填充剂在聚合物内的分散状态，对填充改性聚合物的性能，尤其是力学强度影响极大。
填充剂若以很小而均匀的粒径均匀地分布在聚合物中，则会使填充聚合物具有良好的力学性能和制品尺寸稳定性。
相反，如果填充剂的粒径很不均匀，有大有小，且在聚合物中分布不均匀，则填充聚合物的力学性能会不好。
但填充剂粒子也不能过细，因极细的微粒易产生自身凝聚，不易分散，也会造成分散不均，影响力学强度的提高。
纳米材料用来作填充改性，就会遇到这个问题，必须设法解决，否则发挥不了纳米材料的作用。
填充剂在聚合物中的分散状态，与其表面活性、混合工艺等有关。
如能实现填充剂与树脂之间的良好化学结合，就会大大提高填充效果，还会使某些填充剂起到增强作用。
实现良好的化学结合最有效的方法是用偶联剂对填充剂、增强剂进行表面处理。
常用的偶联剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂等。
常用的填充剂有碳酸钙、炭黑、滑石粉、红泥、硅灰石、粉煤灰、铁泥、云母和金属填充物等。
根据塑料高填充改性的特点，要求改性设备必须适应其要求。
在20世纪80年代中后期，我国开始采用平行啮合双螺杆挤出机应用到高填充改性领域，取得了较好的效果。