高分子材料成型设备第六章挤出机料筒等6
挤出成型—挤出设备(高分子成型课件)
④螺纹升角θ：物料形状：Ａ细粉30º Ｂ粒状15º Ｃ球状、柱状17º。螺 纹升角θ 一般取17º41′（易加工，对产量影响不大）。 ⑤螺纹宽度：0.08～0.12D，截面通常为梯形，靠近螺槽底部较宽，其根部 应用圆弧过渡。
2 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。 （4）过滤装置
多孔板和过滤网设置：机筒和机头连接处，多孔板支撑过滤网（2~3层的 铜丝网或不锈钢丝网）。 作用：物料离开计量段时，避免有杂质未熔冷料进入机头口模，并减少螺 杆带来的旋转作用。 （5）机头与口模 ü机头：口模与料筒之间的过渡部分。其作用为使物料由挤出时旋转运动 →直线运动，并产生成型压力，保证制件密实使物料进一步均匀塑化，均 匀平稳导入口模。 ü口模：具有一定截面形状的通道，使熔体从口模中流出时获得所需形状 ，是用螺栓/其它方法固定在机头上。 ü机头还设有校正和调整装置（定位螺钉），能调整和校正模芯与口模的 同心度、尺寸和外形。
2 按螺杆转速分： 普通（100r/min）、高速（300r/min）超高速（300-1500r/min）三种挤出机
一、挤出机的分类和组成
（一） 挤出机分类
3 按按螺杆数目分： 单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机（如三 螺杆、四螺杆、五螺杆、…等） 4 按照可否排气： 非排气型挤出机（目前普遍）和排气型挤出机 5 按装配结构分： 整体式和分开式挤出机
二、挤出机组的辅机设备
1 辅机设备 定形装置、冷却装置、牵引装置、切割装置和卷取装置
2 辅机设备型号的表示
辅机型号：主机和辅机是匹配使用的。 一般在主机型号的第 三项后加“F”，然后在加设备汉字的第一个拼音字母表示， 最后是 辅机型号的主参数。
高分子材料成型设备第六章挤出机料筒等6
传动系统的设计
• 2、挤出机的工作特性 • 所谓挤出机的工作特性，是指螺杆的转速和驱动 功率与扭矩之间的关系。 • 工作特性分两种： 恒功率特性和恒扭矩特性。 • 挤出机的工作特性是恒扭矩特性。即：随螺杆转 速的增加，而其扭矩基本保持不变。 • 因此，为适应挤出机的这种特性，传动系统设计 时，应尽可能符合挤出机的这种工作特性。
滤胶：K=3.65×10-3 带旁压辊的挤出机，功率增加10% • 冷喂料：N=D3×L/D×N×K×10-5 KW K—系数，一般取5.52-6.73
• 3）类比统计法
对照国内外已有的相近规格的机台所使用的功率来 确定所设计的挤出机的功率。
传动系统的设计
• • 4、确定转速范围 根据挤出的工艺要求，螺杆转速在一定范围内应 可调，并且尽可能实现无级调速。 • 对于大多数挤出机来说，其调速范围在1-10之间。 橡胶挤出机多在1-3之间，塑料挤出机要求的范 围要大一些。
传动系统的设计
• 5、选择调速方式
• 1）调速方式的选择，应考虑以下几个方面：
a、其工作特性是否符合挤出机的恒扭矩工作特性
b、是否满足调速范围
c、是否有足够的传动功率 d、制造成本是否合适——经济性要求。 • 2）常用的调速方式 a、齿轮箱有级调速
多用于普通的橡胶热喂料挤出机，成本低。
传动系统的设计
N总=KN=9.81×10-5Nη千瓦 • 其中： N总—挤出机的驱动功率 N—螺杆挤出段（均化段）的功率消耗（可由熔体输 送理论的有关公式计算） K—系数，随物料不同而异 η—有效系数，由经验确定，一般取2-2.5
传动系统的设计
• 2）经验公式 • 热喂料 N=KD2n
K—由实际测定的常数，压型：K=2.95×10-3
《高分子材料成型加工基础》课件——项目三-挤出成型
三.辅助设备:
• 前处理设备:预热. 干燥 • 控制生产的设备:各种控制仪表
四. 挤出机的一般操作法:
• 处理挤出物的设备:冷却定型. 牵引.切割.卷取
① 开机前准备: ② 料最好先干燥、必要时须预热 ③ 换上新的多孔板及滤网，检查并装上机头 ④ 检查电器及机械,在传动部分加足润滑油
⑤ 开电热预热：先预热机头、后机身，同时料 斗座通水冷却
● 3.螺杆: ● 挤出机的改进主要在螺杆上 ● (1)螺杆直径(D)与长径比(L/D): ● D↑:挤出机大,产量高(产量∝D2) ● L/D: L为有效长度 ● L/D↑:利于塑化, ↑产量,适应性强
(2)螺杆各段的作用:
• ①加料段: • 加料口(2~10D) • 使塑料受热前移、
压实物料
使塑料密实、排气 ● 热:外加热、 内摩擦热，物料由固体→熔体 ● 完全塑化后经机头挤出成型、冷却定型或拉、吹胀为最终制品
二.塑料在挤出成型中的受热:
● 热量来源：外加热与摩擦热 ● 加料段:
固体物料,螺槽深,温差大,外加热为主 ● 均化段:
熔体,螺槽浅,温差小,摩擦热为主 ● 压缩段:
介于以上两段之间 ● 故挤出机必须分段控温
一.挤出成型的塑料
● 几乎所有热塑性料和某些热固性料：如PVC、PE、PP、PS、PA、ABS、PC等及 PF、UF（脲醛树脂）等
二.挤出成型的制品
● 管、板、单丝、膜、电线、棒、异型材、中空制品（瓶等）等
三.挤出成型特点
生产连续化 生产效率高：挤出制品单机产
量比注塑制品大一倍以上
适应范围广 经济效益好：设备成本低、投资收效快
一.挤出成型设备（挤出生产线或挤出机组） ● ——以塑料异型材为例
《高分子成型加工》第六章1-挤出成型
6.2.1 螺杆挤出机
由于塑料品种很多、性质各异，因此为适应加工不 同塑料的需要，螺杆的种类很多，结构上也有差异 ，以便能对塑料产生较大的输送、挤压、混合和塑 化作用。
表示螺杆结构特征的基本参数有：直径、长径比
、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺杆与料筒的 间隙等。
第十八页，编辑于星期四：二十三点 二十四分。
6.2.1 螺杆挤出机
② 长径比（L/D）
螺杆工作部分有效长度与直径之比。
通常为18～25。
L/D大，能改善物料温度分布，有利于塑料的混合和 塑化，并能减少漏流和逆流，提高挤出机的生产能 力。 L/D大，螺杆适应能力强，能用于多种塑料的挤出。
第十九页，编辑于星期四：二十三点 二十四分。
（3）螺杆是圆柱形还是锥形；
（4）压缩比的实现是靠：螺纹高度或导程； 根径由小变大或外
径由大变小； 螺纹头数变化。
（5）螺杆是整体的还是组合的。
第四十页，编辑于星期四：二十三点 二十四分。
6.2.1 螺杆挤出机
螺杆类型： （1）Colombo螺杆： 螺杆分为三段，每一段有一混合室。 加料段的外径和螺距最大；
压缩段次之；
均化段为最小。
同一段中，螺杆是等径等距的。
第四十一页，编辑于星期四：二十三点 二十四 分。
6.2.1 螺杆挤出机 （2）锥形双螺杆
向外反向转动。
从加料段到计量段，螺杆的外径和根径均匀地由 大到小变化。 螺杆各部分的长度、螺纹头数、螺槽数、螺棱 宽度、螺棱形状等均有变化。
第四十二页，编辑于星期四：二十三点 二十四 分。
6.2.1 螺杆挤出机
5.机头和口模
机头的作用是将处于旋转运动的塑料熔体转变为 平行直线运动，使塑料进一步塑化均匀，并将熔 体均匀而平稳地导入口模，赋予必要的成型压力 ，使塑料易于成型和取得制品密实度。
高分子材料成型设备第六章挤出机排气式和双螺杆挤出机7
六、排气机的主要参数
第一阶螺杆长占螺杆全长53—58%，其它各段比例 与普通螺杆相似。
泵比：第二均化段的螺槽深度与第一均化段的螺槽深度 之 比。
泵比x=hⅡ/hⅠ（⒈5—⒉0） 排气段的长度：（2~6）D
第十二节 双螺杆挤出机
一、概述
1、单螺杆机的缺陷：加料性能不好，粉料、 玻纤等较难加入；表面更新小，排气差； 自洁性差；物料停留时间长，颜料易变色， 排出产量低。 2、双螺杆机的优点：①加料容易，无回流， 粉尘的加工更好②物料停留时间短③排气 好④混合塑化优异⑤功耗低，可减少50% ⑥螺杆特性硬
三、不同双螺杆挤出机的应用
• 封闭式反向（转动）全啮合型（CICT）双螺杆挤出机 类型不同用途不同，选用时要 – 可用于异型材挤出（低的最大螺杆速度20~40r/min）； 根据所用原料的特性（如软硬、 – 可用于配料、连续的化学反应（高的最大螺杆速度 100~200r/min）； 粘度、热敏性、温度、形状(粉、 粒料、填充物）和加工目的 • 同向、啮合型（CICO）双螺杆挤出机 （成型产品及特点、混合、塑 – 封闭式啮合型双螺杆挤出机 炼等）选用相适应的双螺杆挤 • 应在低速下运转，主要应用于异型材挤出 出机。 – 自洁式双螺杆挤出机（ CSCO ） • 用于混合 • 非啮合型双螺杆挤出机 – 主要用于混合、排气、连续的化学反应。
二、双螺杆的分类与结构
按两根螺杆啮合与否
啮合型：自洁好，走“∞”。 非啮合型：自洁差，物料运动复杂。
按螺杆旋转的方向分
同向啮合：齿顶与齿根间隙小物料走“∞”路线， 混料好，多用混料造粒，自洁好。 异向啮合：齿顶与齿根间隙大，物料走“○”路 线，剪切强烈，塑化好，自洁差。
按两根螺杆轴线的相对位置分 平行双螺杆挤出机
高分子材料成型机械试题库
一、填空题1. 挤出机的挤压系统主要有螺杆和机筒组成。
2. 挤出机的加热方法主要有液体加热、电加热、蒸汽加热等。
3．挤出机中物料自料斗加入到由机头中挤出，要通过职能区：输送、压缩、计量。
4．液压式合模装置中两次动作稳压式油缸具有二次稳压的作用。
5．分流型螺杆的设计思路是在普通螺杆上设置分流元件以增强分散混合功能。
6. 机筒温度一般用温度测准仪测量，测温深度是筒体厚度的3-5倍。
7. 双螺杆按啮合情况可分为部分啮合型、完全啮合型、非啮合型等。
8．异径型螺杆头的作用是可提高注射量只需要更换大直径的前机筒和螺杆头即可获得大直径螺杆。
9．锁闭式喷嘴的主要作用是消除流涎现象，保证计量准确。
10．屏障型螺杆的设计思路在螺杆的某部分设立屏障段使未熔的固相不能通过并促使固相熔融。
11．普通螺杆主要形式有等距变深型、等深变距型、变深变距型。
12．开式喷嘴的主要特点是结构简单，流道阻力小，补缩作用大且不容易产生滞料分解，在塑化时会产生流涎现象。
13．柱塞式注射装置中分流梭的主要作是加强传热效果，提高塑化能力。
14. 注射机的传动系统主要有计量装置、传动装置、注射座移动油缸等。
15. 开式喷嘴的类型主要有PVC型、小孔型、延长型等三种形式。
16. 异向旋转双螺杆具有压延效应。
17.结晶型塑料具有三态变化。
18．双螺杆挤出机按螺杆的旋转方向分异向旋转、同向旋转。
19．挤出机按螺杆在空间的位置分啮合型、非啮合型。
20. 挤出机按安装位置可分为卧式挤出机、立式挤出机。
21. 螺杆最常用的材料是氮化钢。
22. 挤出机加料方式主要有重力加料和强制加料。
23．提高固体输送流率的关键是控制摩擦因数：降低物料及螺杆的摩擦因数，提高物料及机筒的摩擦因数都可以增大固体的输送效率。
注射成型机械的组成主要有注射系统、合模系统以及液压传动和电气控制系统。
24. 注射装置，按传动方式可分为液压马达和电机。
25. 影响轴向温差的主要因素有树脂性能、加工条件、冷却定型等。
高分子成型工艺学课件第六章中空吹塑
2、旋转成型
备
国
家
工
程
研
究
中
心
聚
合 物
5.6 新型的中空吹塑成型
新
型
成 型 装
3、Culus吹塑法
备
国
家
工
程
研
究
中
心
聚
合 物
5.6 新型的中空吹塑成型
新
型
成 型 装
4、连接吹塑成型
备
国
家
工
程
研
究
中
心
聚
合 物
5.6 新型的中空吹塑成型
新
型
成 型 装
4、连接吹塑成型
备
国
家
工
程
研
究
中
心
聚
合 物
5.6 新型的中空吹塑成型
聚
合
物
新
型
成
型
装
备
国
家
工
程 研
第5章 中空成型
究
中
心
聚
合 物
5.1 概述
新
型
成
型
装
备
国
家
工
程
研
究
中
心
聚
合 物
5.2 吹塑成型原理及工艺控制
新
型
成 型 装
1、吹塑成型原理
备 国
1）型坯制备
家
工 程
挤出型坯
研 究
注塑型坯
中
心 2）吹胀
3）冷却定型
聚
合 物
5.2 吹塑成型原理及工艺控制
新
型
成 型 装
5.5 拉伸吹塑
挤出成型—挤出理论(高分子成型课件)
四、挤出机的挤出理论
3 熔体输送理论 流动流动状态：
①正流Qd：沿正轴向口模/机头方向流动。由旋转螺杆挤压造成。 ②逆流Ｑp：沿正方向相反，由机头压力引起。 ③横流Ｑt：环流。不影响总流量。但对熔体的混合、塑化、热交换起重要 作用。 ④漏流Ｑc 物料在螺杆与机筒之间间隙向加料口方向回流，可降低挤出量 。一般情况下漏流Ｑc很小，但磨损严重时，漏流Ｑc增加急剧增加。
p在挤出过程中，由于螺杆 和料筒机构、机头、过滤 网以及过滤板的阻力，使 塑料内部存在压力。
p压力可以提高挤出熔体的混合均匀性和稳定性，提高产品致密 度， 是塑料变为均匀熔体并得到致密塑件的重要条件之一。 p螺杆转速的变化，加热、冷却系统的不稳定都对产生压力波动 产生影响，对制品质量产生不利影响。 p为保证制品质量，应尽可能减少压力的波动。
六、挤出工艺的影响因素
3 挤出速率
p挤出速率因素影响较多（机头阻力、螺杆与料筒结构、螺杆转速、 加热冷却系统和塑料特性等）但主要与螺杆转速有关，提高转速，可 提高挤出产量，但塑化质量不高，因而挤出速率要大小合适。 p挤出速率在生产过程中也存在波动现象，挤出速率的波动影响制品 几何形状和尺寸。生产中应保证挤出速率的稳定。
LDPE 15~20 3~4 90~100 100~140 140~160 140~160
PP
22~25 2.5~4 140~160 165~185 180~200 160~185
PC
16~25 2.5~3 200~240 240~250 230~255 200~22100
六、挤出工艺的影响因素
2 压力
tan tanb
四、挤出机的挤出理论
高分子材料成型设备第六章挤机挤出过程2
• •
挤出过程和挤出理论
TD方向的温度不均匀性（径向温差） 我们还会发现，垂直于物料流动方向的截面内的 各点之间的温度有时也不一致，我们称之为径向 温差（一般文献中记作TD方向的温度不均匀性）。 有的螺杆头部的径向温差竟达10℃以上。 温度波动对挤出质量的影响 制品产生残余应力、各点强度不均匀、表面灰暗 无光泽等。 努力方向是尽可能减少或消除这种波动和温差。 产生这种波动和温差的原因： 如加热冷却系统不稳定，螺杆转数的变化等，但 以螺杆设计的好坏影响最大。
三种物理状态将发生相互转化。
塑料(橡胶)的成型加工（压制、压延、挤出、注射
等）就是在粘流态下进行的。 •挤出机的工作过程就是这三种物理状态变化过 程的体现
挤出过程和挤出理论
1、挤出过程的四个阶段 塑料（橡胶)由料斗进入料筒后，随着螺杆的旋转而 被逐渐推向机头方向。经过以下四个阶段: 1）加料段---输送并开始压实物料 螺槽被松散的固体粒子（或粉末）所充满，物料开 始被压实。 2）压缩段---压实并熔融物料 a、由于阻力,物料被压实 由于螺槽逐渐变浅，以及滤网、分流板和机头的阻 力，在塑料(橡胶)中形成了很高的压力，把物料压 得很密实。
挤出过程和挤出理论
b、影响压力的因素
如果将沿料筒轴线 方向（包括口模） 测得的各点的物料 压力值作为纵坐标， 以料筒轴线为横坐 标作一曲线，即可 得到压力轮廓线。 图中为常规三段螺杆和料筒加料段内壁不开沟槽的 挤压系统的压力轮廓曲线，压力峰值位于计量段开 始处（或其前后）。
挤出过程和挤出理论
挤出过程和挤出理论
2）压力
a、压力的建立
挤出成型时，沿料筒轴线方向，在物料内部要建立 起不同压力，主要由以下两个方面的因素造成的：
高分子材料成型加工复习要点总结
高分子化合物:是一种树脂或橡胶和添加剂组成的物质。
高分子材料:是将高分子化合物经过工程技术处理后得到的。
高分子材料再经过成型加工，才能进入使用领域，成为高分子制品或成品。
塑料：是以树脂为主要成分，一般含有添加剂、在加工过程中能流动成型的材料。
密度小、比强度大、耐腐蚀性和绝缘性能。
橡胶：独特的高弹性，优异的疲劳强度，极好的电绝缘姓与耐磨性。
纤维：工业上是指柔韧、纤细的丝状物。
它有相当的长度、强度和弹性。
高分子材料成型加工特性可挤压性是指聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力；可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模塑成型的能力；可延性表示无定形或半结晶固体塑料在一个或两个方向上受到压延或拉伸应力时变形的能力；可纺性材料通过成型而形成连续固态纤维的能力。
入口压力降产生原因有哪些？①物料进入口模时,熔体在入口处产生收敛引起能量损失。
②入口处熔体产生弹性变形,因弹性能的存储造成能量损失。
③熔体流经入口处时,剪切速率剧增引起速度的激烈变化,为达到稳定流速分布产生了压力降。
聚合物结晶度大，制品的密度就大，制品成型收缩率大,刚度大，大多数力学性能较高，但伸长率和冲击强度下降。
混合通过各组分的物理运动（扩散）完成，基本运动形式：分子扩散，涡流扩散和体积扩散。
分散混合设备主要通过向物料施加剪切力，挤压力而达到分散目的，以物料所受剪切力的大小或剪切变形程度来决定设备混合强度的高低。
热固性模塑料的成型工艺性能（压制成型）流动性，固化速率，成型收缩率（高温模压后，脱模冷却至室温，各项尺寸会发生收缩，压缩率：体积变化大，表观相对密度与制品相对密度的比值，（通常降低压缩率的方法是模压成型前对物料进行预压）压缩成型过程：嵌件，加料嵌模排气固化脱模。
传递模塑形式及设备①罐式传递模塑②柱塞式传递模塑③杆式传递模塑热固性塑料制品收缩的因素:①成型过程中发生了化学交联，密度变大，产生收缩，②由于塑料和金属的热膨胀系数相差很大，故冷却后塑料的收缩比金属模具大得多③制品脱模后由于压力下降有弹性回复和塑性变形产生使制品的体积发生变化挤出成型的原理：使高聚合物的熔体在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下通过一定形状口模而成为具有恒定截面的连续制品的挤出成型工艺流程①塑化使塑料粒子由粒状转变成粘流态物质（干法塑化）②成型③定型（定径处理冷却处理）聚合物熔体在挤出机均化段的流动形式：正流、逆流、漏流和横流。
第6章挤出成型工艺
第六章挤出成型工艺第一节热塑性塑料工艺特性（一）收缩率热塑性塑料加工成型中产生的热收缩产生原因：宏观：材料的热胀冷缩行为－微观：分子间自由体积发生变化。
通常高分子材料的热膨胀系数远大于金属材料、陶瓷材料。
影响热塑性塑料成形收缩的因素如下：第六章挤出成型工艺第六章挤出成型工艺1、塑料品种热塑性塑料成形过程中由于还存在结晶化形起的体积变化，内应力强，冻结在塑件内的残余应力大，分子取向性强等因素，因此与热固性塑料相比则收缩率较大，收缩率范围宽、方向性明显。
另外成形后的收缩、退火或调湿处理后的收缩一般也都比热固性塑料大。
第六章挤出成型工艺2、塑件特性成形时融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。
由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。
所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。
另外，有无嵌件及嵌件布局，数量都直接影响物料流动方向，密度分布及收缩阻力大小等，所以塑件的特性对收缩大小，方向性影响较大。
第六章挤出成型工艺3、进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响物料流动方向、密度分布、及成形时间。
直接进料口、进料口截面大（尤其截面较厚的）则收缩小但方向性大，进料口宽及长度短的则方向性小。
距进料口近的或与物料流动方向平行的则收缩大。
4、成形条件模具温度高，融料冷却慢、密度高、收缩大，尤其对结晶料则因结晶度高，体积变化大，故收缩更大。
另外，保持压力及时间对收缩也影响较大，压力大、时间长的则收缩小但方向性大。
第六章挤出成型工艺（二）流动性1、热塑性塑料流动性大小，一般可从分子量大小、熔融指数、表现粘度及流动比（流程长度/塑件壁厚）等一系列指数进行分析。
分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、表现粘度小；流动比大的则流动性就好。
按模具设计要求我们大致可将常用塑料的流动性分为三类：第六章挤出成型工艺（1）流动性好：尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素；（2）流动性中等改性：聚苯乙烯（例ABS·AS）、PMMA、聚甲醛、聚氯醚；（3）流动性差：聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。
高分子材料成型加工挤出
可编辑ppt
19
传动装置
由电机、减速箱、轴承等部分组成 主要作用是带动螺杆转动
加料装置
• 锥形加料漏斗 • 加热装置 • 搅拌器 • 真空装置
可编辑ppt
20
挤出机的料筒
是一个能承受压力的金属圆筒，包裹住螺杆，其外层 有加热和冷却系统；
料筒的作用： • 对塑料加热； • 配合螺杆使塑料加热；
可编辑ppt
23
加料段 压缩段 计量段
将料斗供给的物料送往压缩段 压缩物料、排除空气
将熔融的物料定量定压送入机头
固态、部分熔融 熔融态 熔融态
可编Байду номын сангаасppt
24
螺杆的几何结构参数
螺杆的直径D
螺杆的长径比L/Ds
螺杆的压缩比A
螺槽的深度H
旋转比θ
可编螺辑ppt纹棱部宽度E
25
螺杆的直径D 代表挤出机的规格，D↑，挤出机的生产能力↑
问题：牵引速度对聚合物性能的影响？
可编辑ppt
16
挤出成型设备
螺杆式挤出机：连续成型，用途最多； 柱塞式挤出机：间歇成型，一般不用；
单螺杆式挤出机
螺杆式挤出机 双螺杆式挤出机
多螺杆式挤出机
以单螺杆和双螺杆式挤出机最为常见。
可编辑ppt
17
螺杆式挤出机
可编辑ppt
18
螺杆式挤出机主要构成
传动装置 加料装置 料筒 螺杆 机头
可编辑ppt
14
制品的定型和冷却
可以通过风冷或是水冷实现。 热塑性塑料在挤出后，应及时冷却定型，否则在自身重力作用下
会发生形变。
问题：冷却速度对结晶性聚合物的影响？
可编辑ppt
挤出成型工艺
挤出成型工艺
2021年2月 10日
第六章 塑料成型技术
4.塑件的牵引、卷取和切割
牵引：在冷却的同时，连续均匀地将塑件引出。
问题 挤出成型原理
牵引速度略大于挤出速度 不同的塑件，牵引速度不同。
挤出成型工艺
挤出成型设备
产品工艺过程
思考与练习
2021年2月 10日
挤出成型工艺
第六章 塑料成型技术
四、挤出成型工艺条件
问题 挤出成型原理 挤出成型工艺 挤出成型设备 产品工艺过程 思考与练习
温度 压力
挤出速度 牵引速度
挤出成型工艺
2021年2月 10日
第六章 塑料成型技术
2021年2月 10日
问题 挤出成型原理 挤出成型工艺 挤出成型设备 产品工艺过程 思考与练习
1.温度(保证挤出顺利进行的重要条件之一) 加料段的温度不宜过高，压缩段和均化段的温 度可高一些。 机头的温度控制在塑料热分解温度以下 口模的温度比机头温度可稍低一些，但要保证 塑料有良好的流动性。
挤出成型工艺
第六章 塑料成型技术
6.应用
问题 挤出成型原理 挤出成型工艺 挤出成型设备 产品工艺过程 思考与练习
挤出成型工艺
2021年2月 10日
第六章 塑料成型技术
7. 典型制品
2021年2月 10日
薄膜
管材
问题
普通聚乙烯薄膜 普通聚乙烯管
挤出成型原理
拉伸产品
板片
其它产品
聚酰胺尼龙单丝
普通软质聚氯乙 烯管
牵引比 —— 牵引速度与挤出速度的比值，其值等 于或大于1。拉伸取向——强度
挤出成型工艺
第六章 塑料成型技术
2021年2月 10日
塑料成型工艺第六章 挤出成型PPT课件
牵引速度与挤出速度相当，可略大于挤出速度。 牵引— 比— 牵引速度与挤出速度的比值，其值 等于或大于1。
§6.3 挤出管材成型工艺
一、挤出管材工艺控制要点
1.温度的控制
挤出成型温度是促使成型物料塑化和塑料熔体流动的 必要条件。对物料的塑化及制品的质量和产量有着十分 重要的影响。
(2)关闭冷却水进水阀、压缩空气机或真空泵、 牵引机等。
(3)拆机头，并清理
一、硬质聚氯乙烯塑料管材
硬质聚氯乙烯塑料简称为PVC-U，也可用UPVC来 1表.原示材。料的选用
硬质聚氯乙烯管材，应选用悬浮聚合的高型 号的树脂，如通常以SG-5型树脂为主要原料， 也可选用SG-6型树脂和SG-4型树脂。
2.压力
a、压力的建立
挤出成型时，沿料筒轴线方向，在物料内部 要建立起不同压力，主要由以下两个方面的因 素造成的：
压缩比的存在：螺槽深度的改变、料筒上的沟 槽深度变化、螺距的改变等。
分流板、滤网和口模产生的阻力。
压力的建立是物料得以经历物理状态变化、得 到均匀密实的熔体、并最后得到成型制品的重 要条件之一。
在各段温度设定应考虑以下几个方面：一是聚 合物本身的性能，如熔点，分子量大小和分布，熔 体指数等。其次考虑设备的性能。有的设备，进料 段的温度对主机电流的影响很大。再次，通过观察 管模头挤出管坯表面是否光滑。有无气泡等现象来 判断。
挤出成型所需控制的温度是机筒温度、机颈温 度、口模温度。
机筒温度分布，从喂料区到模头可能是平坦分布， 递增分布，递减分布及混合分布。主要取决于材 料物点和挤出机的结构。
一、挤出成型基本原理
将熔融的塑料自模具内以挤压的方式往外推出，而 得到与模口相同几何形状的流体，冷却固化后，得到 所要的零件。
高分子材料加工成型原理--塑料一次成型 ppt课件
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注塑成型的工艺过程
注射过程：
塑化原理 加热效率：
实际温升与最大（理想）温升之比 延长塑料在料筒中的受热时间t、增大塑料的热 扩散速率α，减少料筒中料层的厚度δ，提高料筒 壁温T0等措施，均能增大加热效率E 但塑料加热时间过长，反会引起塑料降解，故 一般料中的存料量不超过3-8倍(柱塞式注塑机可 多些，螺杆式注塑机可少些)； 柱塞式注塑机加热效率明显不如螺杆式注塑机 （热扩散率差异大）。
模 具： 给制品一定的形状和尺寸。
（包括：主流道、分流道、浇口、型腔、排气孔/槽 导向零件、脱模装置、抽芯机构、加热或冷却系统）
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注塑机的基本结构
注射系统
加料装置
• 料斗、计量器、加热干燥器等
料筒
• 类似挤出机料筒，内壁尽可能光滑并呈流线型； • 料筒容量为注塑机最大注塑量的4-8倍（柱塞式）2-3倍
（a）合模充填
（b）保压补缩
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（c）冷却定型 （d）熔胶预塑 （e）脱模取件
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注塑成型的工艺过程
注射过程：
塑化原理 塑化
指塑料在料筒内经加热达到充分的熔融状态，使 之具有良好可塑性。一定的温度（热源传热和剪 切热）是塑料得以形变熔融和塑化的必要条件； 而剪切作用则以机械力的方式强化了混合和塑化 过程，使混合和塑化更均匀；
锁模系统
锁模力应该大 于模腔涨开力， 以免溢料飞边； 要求开启灵活、 闭锁紧密。 合时先快后慢， 开时先慢后快再 转慢
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注塑机的基本结构
模具
流道系统
主流道 分流道 浇口 型腔
PPT课件
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注塑机的基本结构
第六章 高分子材料挤出成型
对挤出机生产能力进行多次实际调查、实测、 并分析总结而得。
QD3n
○ 单螺杆挤出机生产能力的计算 按固体输送理论计算 把挤出机内的物料看成是一个固体塞子，把物 料的运动看成像螺母在螺杆上移动。
Q0.06c oD saAn'
相当于一个螺距内的螺槽容积。
○ 单螺杆挤出机生产能力的计算
按粘性流体流动理论计算
两组曲线的交战是 操作点。
利用这种图，可以 求出指定挤出机，配 合不同的机头口模时 的挤出量。
○ 挤出流率的影响因素
机头压力P与流率Q的关系
A：A↑，P ↑； : 螺杆与料筒的间隙： , P ; h3：螺槽深：h3 ↓ ，P ↑； K：流动常数：K ↑ ，P ↓ ； 正流与P无关，逆流和漏流与P成正比。 P ↑——Q ↓ ；但有利于塑化。
工，此时， θ=。17.41o
螺纹棱部宽度（E） 影响漏流，进而影响产量。
螺杆与料筒的间隙（ ） 螺杆的作用
螺杆的作用
输送物料 传热塑化物料 混合与均化物料
螺杆各段的作用
加料段：物料入口向前延伸的一段称为加料段， 在该段，物料依然是固体，主要作用是使物料传 热软化，输送作用，无压缩作用。是固体输送。 压缩段：压缩段是指螺杆中部的一段，物料在这 一段中受热前移并压实熔化，同时也能排气，压 缩段的体积逐渐减小。 均化段：螺杆最后一段，均化段的作用是使熔体进 一步塑化均匀，并使料流定量，定压由机头流道均 匀挤出，这段螺槽截面是恒等的，但螺槽深度较浅。
物料受到挤压：压缩比的作用 物料受热：料筒加热+摩擦热
逐渐熔化
（1）熔化过程
相互粘接固体粒子
压缩
料筒热+摩擦热
紧密堆砌的固体床
高分子材料成型加工原理试题
一、填空1、聚合物具有一些特有的加工性质,如有良好的__可模塑性__,__可挤压性__,__可纺性__和__可延性__;2、__熔融指数__是评价聚合物材料的可挤压性的指标;4、按照经典的粘弹性理论,线形聚合物的总形变由普弹性变、推迟高弹形变、粘弹性变三部分组成;5、晶核形成的方法：均相成核、异相成核;6、单螺杆挤出机的基本结构：传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模、辅助设备;1.按照塑料塑化方式的不同,挤出工艺可分为干法和湿法二种；按照加压方式的不同,挤出工艺又可分为连续式和间歇式两种;2 、聚合物流动过程最常见的弹性行为是：端末效应和不稳定流动;3、注射过程包括加料、塑化、注射、冷却和脱模五大过程;7、螺杆结构的主要参数：t、W、h分别指的是螺距、螺槽宽度、螺槽深度;1、非牛顿流体受到外力作用时,其流动行为有以下特征：剪应力和剪切速率间通常不呈比例关系,因而剪切粘度对剪切作用有依赖性；非牛顿性是粘性和弹性行为的综合,流动过程中包含着不可逆形变和可逆形变两种成分;2、聚合物的粘弹性行为与加工温度T有密切关系,当T>Tf时,主要发生粘性形变,也有弹性效应,当Tg<T< Tf 时,主要发生弹性形变,也有粘性形变8.聚合物加工过程中的主要的物理变化有：结晶和取向；主要化学变化有：降解和交联;3、制品的尺寸和型坯尺寸之比,即型坯吹胀的倍数称吹胀比,一般吹胀比为2~4倍;9、单螺杆挤出机的基本结构：传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模、辅助设备1.根据聚合物的力学性质和分子热运动特征,可将聚合物划分为三种聚集状态,即玻璃态、高弹态和粘流态;2.根据应变中有无弹性效应和应变对时间的关系,通常可将非牛顿流体分为三种类型：粘性液体、粘弹性液体和时间依赖性液体;6.表示螺杆结构特征的基本参数有直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺杆与料筒的间距等;6、口径不大的各种瓶、壶、桶和儿童玩具等选用中空吹塑成型生产方法;7. 塑料中空吹塑成型有三种常见的方法,它们分别是：注射吹塑、挤出吹塑和注射拉伸吹塑;二、名词解释1、熔融指数：热塑性塑料在一定温度和压力下,熔体在10钟内通过标准毛细管的重量值,以g/10min来表示;1. 滞后效应：由于松弛过程的存在,材料的形变必然落后于应力的变化,聚合物对外力响应的滞后现象叫滞后效应;3. 压缩比：是螺杆加料段最初一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比,压缩比愈大塑料受到的挤压作用愈大;5. 一次成型：通过加热使塑料处于粘流态的条件下,经过流动、成型和冷却硬化或交联固化,而将塑料制成各种形状产品的方法;注射周期：完成一次注射成型所需的时间称注射周期或称总周期;它由注射、保压时间、冷却和加料时间以及开模、辅助作业和闭模时间组成;滞后效应或弹性滞后：由于松弛过程的存在,材料的形变必然落后于应力的变化,聚合物对外力响应的滞后现象称为滞后效应;切力变稀：如果因为剪切作用使液体原有结构破坏,液体的流动阻力减小,以致引起液体表观粘度随剪切速率增大而降低,这种现象称为“切力变稀”;2、切力增稠：若因新结构形成而导致表观粘度随剪切速率增大而增加的现象则称为“切力增稠”;1. 拉伸流动：聚合物在加工过程中受到拉应力作用引起的流动称为拉伸流动;3. 末端效应入口效应或模口膨化效应或巴拉斯效应：管子进口端与出口端这种与出口端这种与聚合物液体弹性行为有紧密关系的现象4.可延性：表示无定形或半结晶固体聚合物在一个方向或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力3.收敛流动：聚合物在具有截面尺寸逐渐变小的锥形管或其它形状管道中的流动称为收敛流动;三、选择1.由图形-非牛顿流体的应力-应变关系,可得出结论是ABCA.剪应力和剪切速率间通常不呈比例关系；B.剪切粘度对剪切作用有依赖性；C.非牛顿性是粘性和弹性行为的综合；D.流动过程中只包含着不可逆形变4、聚合物分子量对材料热性能、加工性能的影响,下列叙述正确的是BＡ、软化温度降低Ｂ、成型收缩率降低Ｃ、粘度下降Ｄ、加工温度降低5、同时改进塑料的流动性,减少或避免对设备的粘附,提高制品的表面光洁度助剂是AA 润滑剂B增塑剂C 防老剂D偶联剂5、下列不属于单螺杆挤出机的基本结构的是CA传动部分B加料装置 C 切割装置D机头和口模1、注射速度增大,下降的是 DA冲模压力B内应力C接缝强度D表面质量1.下列成型加工方法中属于一次成型的是：BCA．中空吹塑成型B．挤出成型C．注射成型D．热成型3.注塑机的注射系统中不包括下列哪些部件 DA．螺杆B．分流梭和柱塞C．喷嘴D．定模型腔4.随着硫化时间的增加,橡胶的哪些性能会随之逐渐下降ADA．可塑性B．回弹性C．硬度D．伸长率5.下列哪种炭黑吸油能力最强 CA．热裂炭黑B．槽法炭黑C．炉法炭黑D．白炭黑1、下列不属于聚合物加工转变的是CA、形状转变B、结构转变C、化学键转变D、性能转变2、熔融指数的单位BA、g/minB、g/10minC、g/10sD、g/s4、下列哪种流动属于聚合物的复杂流动DA、摇曳流动B、环形流动C、不稳定流动D、收敛流动5、成型加工过程中的聚合物的取向AA、流动取向和拉伸取向B、剪切取向和流动取向C、剪切取向和拉伸取向D、结晶取向和流动取向6、主要为了体现聚合物光化性能的添加剂是DA、增容剂B、补强剂C、阻火燃剂D、热稳定剂7、如图是料温对某些成型性能及制品物性的影响,其中表示对流动长度的影响的曲线是B8、口径不大的各种瓶、壶、桶和儿童玩具等选用哪种成型生产方法 BA、冷挤压成型法B、中空吹塑法C、注射成型法D、拉伸成型法1下列哪个不是聚合物一些特有的加工性质：CA 可挤塑性B 可挤压性C 可抗拉性D 可纺性4 挤出设备的核心是：DA机头B口模 C 螺杆D挤出机4、单螺杆挤出机的生产能力与其螺杆直径的关系是BA、平方B、立方C、四次方D、五次方四、判断2.牛顿液体在圆形管道中流动时具有抛物线形的速度分布,管中心处的速度最大,管壁处速度为零,圆管中的等速线为一些同心圆,平均速度是中心速度的1/2; 正确3.落球粘计常用于测定聚合物溶液浓度,而很少用于测熔体浓度; 正确4.增塑剂通常是对热和化学试剂都很稳定的一类有机化合物；一般是在一定范围内能与聚合物相溶而又不易挥发的液体；少数是熔点较低的固体;正确7.硫化速度随温度的升高而降低错误1. 聚合物大分子松弛过程的速度与分子间相互作用能和热运动能的比值有关; 正确2. 聚合物成型加工松弛时间与温度无关; 错误3.通常把在室温至Tg附近的拉伸称为“冷拉伸”, 在Tg附近的拉伸称为“热拉伸”; 正确4. 判断聚合物可模塑性的方法是螺旋流动试验; 正确5. 塑料的二次成型适用于热固性塑料的成型; 错误聚合物大分子松弛过程的速度即松弛时间与分子间相互作用能和热运动能的比值无关╳2、聚合物柔性越大,缠结点越多,聚合物流动时非流动性愈强; √3、聚合物分子量增加材料蠕变性能增加; ╳4、塑料的二次成型仅适用于热塑性塑料的成型; √1、聚合物柔性越大,缠结点越多,聚合物流动时非流动性愈强; √2、分子量增大,抗张强度,蠕变增大; ×3、单螺杆挤出机生产能力计算：Ｑ＝βＤ３ｎＤ－螺杆半径; ×好像是对的4、挤出设备的核心是口模×5、塑料的二次成型仅适用于热塑性塑料的成型√1、判断聚合物可模塑性的方法是螺旋流动试验;√2、聚合物成型加工松弛时间与温度无关;×4、聚合物的成型收缩率随着分子量的增加而增大×5、润滑剂的改进塑料的流动性,减少或避免对设备的粘附,提高制品的表面光洁度;√6、塑料的二次成型仅适用于热塑性塑料的成型;√1.注塑成型熔融指数小,挤出成型熔融指数大; ×2.非牛顿流体受到外力作用时,剪应力和剪切速率之间不呈比例关系,因而剪切粘度对剪切作用有依赖性√3.收敛流动中最大流速出现在管道的最小截面处; √4.聚合物结晶时,在Tg和Tm处成核速度为零,但晶体的生长速度不为零; ×5.随着聚合物分子量分布增宽,材料的大多数力学性能、热性能升高; ×6.选用增塑剂时要考虑分子量,分子量越小,增塑效果越好,但稳定性差; √7.单螺杆挤出机的螺杆的长径比大,能改善物料的温度分布,但不利于塑料的混合和塑化; ×8.熔体流动包括三种主要形式：正流、横流和漏流; ×9.注射成型中,注射机压力降会随着料温的升高而降低,而充模压力会随着模温的升高而升高; ×1、随温度的升高,自由体积减小,聚合物粘度下降; 错2、聚合物大分子松弛过程的速度仅与分子间相互作用能有关; 错3、制品收缩的原因主要是熔体成型时骤冷使大分子堆积的较紧密; 错4、常用的毛细管粘度计是挤压式毛细管流变仪; 对5、粒度主要影响混合的均匀性; 对6、流动主要包括正流、逆流、横流、竖流这四种主要形式; 错7、制品的尺寸和型坯尺寸之比,亦即型坯吹胀的倍数称吹胀比,一般吹胀比为1~3倍;错1、线性聚合物的可延性来自于大分子的长链结构和柔性;对2、聚合物成型加工松弛时间有关与温度无关;错5、润滑剂可以改进塑料的流动性,减少或避免对设备的粘附,提高制品的表面光洁度;对9、塑料的二次成型仅适用于热塑性塑料的成型;对1、线性聚合物的可延性来自于大分子的长链结构和柔性;√4. 在Tg~Tf温度对成型制品进行热处理,可以缩短大分子形变的松弛时间,加速结晶聚合物的结晶速度,使制品的形状能较快的稳定下来;√5. 聚合物的成型收缩率随着分子量的增加而增大;×1、判断聚合物可模塑性的指标是熔融指数; X2、通常非牛顿流体的剪应力与剪切速率不成线性关系; √3、随着注射速度的增加,制品的内应力增加; √5、不饱和胶可采用硫磺硫化; √1. 聚合物的形变和流动可能是纯弹性和或纯粘性的;×2. 结晶速度慢、结晶完全、结晶聚合没有清晰的熔点是聚合物结晶的基本特点;×3.料温越高流动长度和制品表面光洁度越高; √4. 挤出设备的核心是挤出机;√五、简答2.影响结晶过程的主要因素81冷却速度的影响；2融融温度和熔融时间的影响；3应以作用的影响；4低分子物：固体杂质和链结构的影响;4、简述什么是一次成型、二次成型4ˊ答：一次成型：通过加热使塑料处于粘流态的条件下,经过流动、成型和冷却硬化或交联固化,而将塑料制成各种形状产品的方法;二次成型：将一次成型法制得的片、管、板等塑料成品,加热使其处于类橡胶状态在材料的Tg-Tf或Tm间,通过外力使其形变而成型为各种较简单形状,再经冷却定型而得产品;简述防老剂的防老机理4ˊ1抑制聚合物的降解作用2抑制聚合物的氧化作用3抑制聚合物的光降解作用4消除聚合物杂质的催化作用简述切力增稠现象及其原因5ˊ切力增稠：若因新结构形成而导致表观粘度随剪切速率增大而增加的现象则称为“切力增稠”;“切力增稠”现象起因：剪切速率或剪应力增加到某一数值时液体中有新的结构形成,引起阻力增加,以致液体的表观粘度剪切速率或剪切应力的增加而增大,这一过程并伴有体积的胀大;2、螺杆的各部分分类及作用答：1分类：根据物料的变化特征可将螺杆分为加料段、压缩段、均化段;2作用：加料段的作用是将料斗供给的料送往压缩段,塑料在移动过程中一般保持固体状态,由于受热而部分熔化;压缩段的作用是压实物料,使物料由固体转化为熔体,并排除物料中的空气;均化段的作用是将熔融物料,定容定压地送入机头使其在口模中成型; 4、成型加工过程中如何避免聚合物的降解1严格控制原材料技术指标,使用合格原材料；2使用前对聚合物进行严格干燥；3确定合理的加工工艺和加工条件,使聚合物能在不易产生降解的条件下加工成型；4加工设备和模具应有良好的结构；5在配方中考虑使用抗氧剂、稳定剂等以加强聚合物对降解的抵抗能力;1. .图为圆管挤出机头结构示意图,请指出图中的字母标示各指的是什么部件;6分答:D----螺杆外径d---螺杆根茎t ---螺距W ---螺槽宽度e---螺纹宽度b---螺槽深度Φ---螺旋角L----螺杆长度δ---间隙分别论述一次成型和两次成型的特点;6分答：一次成型：通过加热使塑料处于粘流态的条件下,经过流动、成型和冷却硬化或交联固化,而将塑料制成各种形状产品的方法;二次成型：将一次成型法制得的片、管、板等塑料成品,加热使其处于类橡胶状态在材料的Tg-Tf或Tm间,通过外力使其形变而成型为各种较简单形状,再经冷却定型而得产品;。
高分子材料成型加工基础 第六章注塑成型
第六章注塑成型一、简答题1.简单描述一个完整的注塑过程。
塑化物料，注塑，保压冷却，开模，脱模，合模2.注塑制品有何特点。
壁厚均匀；制品上有凸起时，要对称，这样容易加工；为加强凸台的强度．要设筋，并在拐角处加工出圆角；倾斜的凸台或外形会使模具复杂化，而且体积变大，应该设计为和分型面垂直的形状；深的凹进部分．尽可能的集中在制品的同一侧；对于较薄的壁．为避免出现侧凹，可将制品上的凹孔设计成v形槽；所有的拐角处都应有较大的圆角。
3.注塑机有几种类型，包括哪些组成部分。
按传动方式：机械式注塑机，液压式注塑机，机械液压式注塑机按操纵方式：手动注塑机、半自动注塑机、全自动注塑机按塑化方式：柱塞式注塑机、预塑式注塑机、橡胶注塑机包括以下：注射装置、合模装置、液压电气控制系统4.柱塞在柱塞式注塑机中的作用。
柱塞将注塑力传递至聚合物，并将一定的熔料快速注射入模腔。
5.挤出机和注塑机的螺杆有何异同。
注塑机的螺杆存在前进、后退运动，多为尖头，压缩比较小6.为了防止“流涎”现象，喷嘴可采用哪几种形式，描述每种形式的工作原理。
小孔型：孔径小而射程长。
料压闭锁型：利用预塑时熔料的压力，推动喷嘴芯达到防止“流涎”弹簧锁闭式：用弹簧侧向压合顶针。
可控锁闭式：用液（或电、气）动控制顶针开闭7.锁模系统有哪几种型式，描述每种型式的工作原理。
液压式，轴杆式8.注塑机料筒清洗要注意哪些问题。
1.首先使用上要注意操作的问题。
2.如果加工的物料有腐蚀性，且停机后需要一定时间才开机，则要及时对料筒进行清洗。
清洗工作应在料筒加热情况下进行，一般用聚苯乙烯作为清洗料。
在清洗结束后，立即关闭加热开关，并做结束工作。
3.如果是一般物料，清洗时一定要升温到上次实验物料的熔点之上进行清洗，否则螺杆会扭断。
后在降温到所需温度进行实验。
4.清洗时可采用高低不同转速进行清洗，容易洗净。
最后在所需转速清洗，后进行实验。
9.嵌件预热有何意义。
为了装配和使用强度的要求，理解塑件内常常嵌入金属嵌件。
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• b、硬齿面圆弧齿轮减速器—大型挤出机上已广泛 应用。承载能力大，体积小，噪音低，使用寿命长。
• c、其他减速器 行星齿轮减速器，行星摆线减速器，蜗轮蜗杆减速 器等
传动系统的设计
• 7、安全保护装置
• 设置必要的、合理的安全保护装置，在发生堵转时 可以有效防止设备事故的发生，比如：损坏机身、 螺杆、机头、电机等
一、料斗的形式 圆形锥底、方形锥底、自热干燥料斗 二、上料方式 人工、鼓风、弹簧、螺旋、真空（可以除去原料中的空 气和湿气） 三、强制加料 1、防止架桥 2、定量施压加料，有搅拌、螺旋、活塞等方式 四、加料装置的基本要求 1、有自动上料装置和计量器； 2、带有预热干燥或抽真空装置； 3、进料均匀； 4、如需混用两种或以上物料，需搅拌装置。
三、常用的传动系统
1、组成：电机、减速器、调速系统 （电子） 2、几种常用的传动系统 励磁调速电机+减速机传动， 直流调速机+减速机传动， 整流子电机+减速机传动， 变频调速+减速机传动， 普通电机+减速机传动
传动系统的设计
• 传动系统是挤出机的重要组成部分，它的作用是： 驱动螺杆，给螺杆需要的转速和扭矩，完成挤出过 程。 • 1、传动系统设计的基本问题 – 选择传动特性---使传动系统的工作特性满足挤出 机的工作特性 – 确定功率大小 – 确定转速范围 – 选择调速机构 – 选择减速机构 – 布置止推轴承 – 考虑传动系统的安全保护
二、机筒的加热和冷却
橡胶挤出机以冷却为主，常用套装螺旋流道用蒸汽和水传热 塑料挤出机常用电加热器与冷却装置并用，冷却常用风冷或 水冷。
三、机筒上的喂料口：
一般为中心开口或沿机筒内壁切线开口。注意橡胶机与塑料 机不同，常要设压辊喂料。
下料口的开设形式，加料口及加料段的结构
图 3－47 冷却加料段料筒的结构 1－绝热层 2－冷却水槽 3－螺杆
传动系统的设计
• 5、选择调速方式
• 1）调速方式的选择，应考虑以下几个方面：
a、其工作特性是否符合挤出机的恒扭矩工作特性
b、是否满足调速范围
c、是否有足够的传动功率 d、制造成本是否合适——经济性要求。 • 2）常用的调速方式 a、齿轮箱有级调速
多用于普通的橡胶热喂料挤出机，成本低。
传动系统的设计
三、冷却系统
1、料筒冷却：鼓风冷却、水冷却 2、螺杆冷却：在螺杆内打孔回流冷却，意义是提高 产量，控制质量。 3、料斗座冷却：液体
第十节 挤出机的传动系统
一、传动系统的要求和作用 1、向螺杆提供动力，可调 2、柄平稳，速度可调 节能，低速大扭矩，轻便，廉价，可靠 二、主机驱动功率、转速范围 经验公式 N驱＝KN ， N 是均化段消耗的功率 转速范围（材料性能、线速度限额）
• d、滑差电机—电磁调速电机，调速 应用不是很广泛，多用于小型挤出机，成本较低， 但体积较大。 • e、变频调速电机 使用普通交流电机或变频电机加变频器调速，这是 最近几年才发展的一种新的调速技术，发展较快。
传动系统的设计
• 6、选择减速方式
常用的减速方式有以下几种：
• a、圆柱渐开线齿轮减速器—常用（普通）
滤胶：K=3.65×10-3 带旁压辊的挤出机，功率增加10% • 冷喂料：N=D3×L/D×N×K×10-5 KW K—系数，一般取5.52-6.73
• 3）类比统计法
对照国内外已有的相近规格的机台所使用的功率来 确定所设计的挤出机的功率。
传动系统的设计
• • 4、确定转速范围 根据挤出的工艺要求，螺杆转速在一定范围内应 可调，并且尽可能实现无级调速。 • 对于大多数挤出机来说，其调速范围在1-10之间。 橡胶挤出机多在1-3之间，塑料挤出机要求的范 围要大一些。
• b、交流整流子电机无级调速
整流子电机工作特性与挤出机工作特性比较接近， 调速范围，起动性等运转性能比较合适，价格也相 对较低。
因无级调速
这种方式目前在挤出机中已普遍采用，并已取代整 流子电机。各项性能优异，但成本相对高一些。
传动系统的设计
本节内容
第六节 第七节 第八节 第九节 第十节 料筒 分流板、过滤网 加料装置 加热冷却系统 挤出机的传动系统
重点:
1. 料筒和加料装置结构 2. 加热冷却系统和传动系统的结构形式
第六节 料筒
一、料筒的结构形式
整体式机筒：强度大，易加工，温度一致性好 分段式机筒：把机筒分成几段,加工容易，便于改变长径比 双金属机筒：（衬套式、浇铸式)节省优质材料 组合可拆式机筒: 把机筒剖分成两半,便于装拆和清理
第九节 加热冷却系统
作用是加热、冷却。热源有外加热、 剪切热，适应工艺要求，加热需分段控制。
一、加热方式 载热体加热：气体，液体（水、油、联苯） 电阻加热：带状、铸铝、陶瓷、感应、远红外线加 热
二、加热功率的确定
1、按被加热件重量计算H=0、45G（kw） G为重量 2、按料筒表面积计算H=πDLA/1000 A=3－4（w/ ㎝² ） 3、考虑加热时间H=1.16G△TC/10000ηt （kw）
• 其形式有电器保护和机械保护两种。 • 1）电器保护—过载保护器 （快速熔断器 过流继电 器） • 2）机械保护—安全销或安全键，在过载时，首先剪 断销或键，起到保护作用。
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传动系统的设计
• 2、挤出机的工作特性 • 所谓挤出机的工作特性，是指螺杆的转速和驱动 功率与扭矩之间的关系。 • 工作特性分两种： 恒功率特性和恒扭矩特性。 • 挤出机的工作特性是恒扭矩特性。即：随螺杆转 速的增加，而其扭矩基本保持不变。 • 因此，为适应挤出机的这种特性，传动系统设计 时，应尽可能符合挤出机的这种工作特性。
第七节 分流板、过滤网
一、作用：料流由螺旋转化为直线运动 阻止未熔体及杂质进入机头 提高熔体压力，保证塑化质量 二、结构：平板式、圆筒式 孔径3-7㎜ 开孔率30—50% 厚15—25㎜ 排列成同心圆或六角形或菱形 三、过滤网 滤网40—120目 325母（南韩） 1—5层 普通网、席形网（编织网）、组合网
N总=KN=9.81×10-5Nη千瓦 • 其中： N总—挤出机的驱动功率 N—螺杆挤出段（均化段）的功率消耗（可由熔体输 送理论的有关公式计算） K—系数，随物料不同而异 η—有效系数，由经验确定，一般取2-2.5
传动系统的设计
• 2）经验公式 • 热喂料 N=KD2n
K—由实际测定的常数，压型：K=2.95×10-3
四、新型过滤器：长效，快换，不停机，多功能
带式连续换网FLASH
分流板过滤网安装位置
五、静态混合器
在螺筒内加装分流、汇合混炼元件，让物料在流动的过程中 实现混 炼、均化的作用， 而不需要螺杆的 转动和螺棱的搅动。 ①Kenics静态混合器 ②Ross静态混合器 ③Sulzer静态混合器
第八节 加料装置
4－端盖 5－套 6－沟槽
加料口形式flash
四、输送段的纵向沟槽和锥度长度L=（3-5）D 沟槽的形状和数目
五、料筒的材料及强度计算 我国多用38CrMoAl，发达国家多用Xaloy 合金（482℃时Rc58-64，且耐腐蚀能力比渗 碳钢大12倍；1200℃时即可熔融成流动状态） 材料与螺杆相同 六、料筒的壁厚 P160B3-8
传动系统的设计
• 挤出机的工作特性和传动系统的工作特性：
Ⅰ--传动特性曲线
Ⅱ--工作特性曲线
• 由上图看出，在设计的转速范围内，传动系统的 功率都必须大于螺杆所需的功率，且两者的差值 应尽可能小，以得到较高的传动效率。
传动系统的设计
• 3、传动功率的确定 传动功率的确定，有以下的几种方法：
• 1）按粘性流体理论计算功率