第五章螺杆挤出机

挤出机要求调整挤出速度，同时要求速度的变化要 平稳。为什么？ 挤出机有时候可以代替开炼机和压延机。试举例？ 举出挤出机连续生产的例子？
3.冷喂料排气挤出机 冷喂料 排 气 挤 出机 的 出 现 源 于 1 9 5 6年B e r n h a t d t 提出的 抽真 空挤 出机螺杆 的设 计。它使用的螺杆按胶料窄压缩段螺槽中的流动 状态可分普通型冷排螺杆和强力剪切型冷排螺杆。冷喂料排气挤出机的螺 杆分为喂料段、 压缩段、节流段、 排气段和挤出段。节流段采用了浅槽 等距等深螺纹， 可使胶料获得较高的剪切和稳定的输送过程， 同时也提 高了排气效果。
２.结构形式
① 分开式挤出机
② 整体式挤出机——结构紧凑，需机械加工 的零件数目少，占地面积小，是普遍通用 的结构类型。
① 应用范围广。 ② 生产过程连续。 ③ 生产效率高。 ④ 投资少、收效快。
1.作用及要求
作用：传动系统的作用是用来传递动力使螺杆克服阻力而转动，最后 完成挤出作业。 要求：传动系统中需要有相应的调速机构；传动系统中必须有相应的 减速装置。
2.普通冷喂料挤出机 冷喂料挤出机出现于 2 0世纪4 0年代， 6 0年 代开始得 到推广和普及 ， 8 0年代成为发展主流。 至9 0年代初期， 欧美等发达国家用冷喂料挤出 机生产的 产品 已经 占到生产总量的 9 5 % 。目前有分离型螺杆挤 出机、 挡板螺杆挤 出 机、 空穴式螺杆挤出机、 传递式混炼挤出机、 销钉螺杆挤出机和多流道传递 混合螺杆( MC T ) 挤出机等。从设备结构来看 ， 冷喂料挤 出机与热喂料挤出机 相比， 一般有较长的机身， 长径比( L / D) 为 8～2 0， 螺纹沟较浅。由于机身 长、 功能多， 迚料温度低， 其功率比热喂料挤出机大得多， 约相当于同规格 热喂料挤 出机的 2— 4倍。如德国贝尔斯托夫公司生产 的直径 为 2 5 0 r a m的 冷喂料挤 出机 的功率为5 0 0 k w， 而同规格的热喂料挤出机仅为1 0 5 k w， 但生产能力却比热喂料挤出机低。冷喂料挤 出机的出现简化 了生产工艺 ， 所 喂胶料不再需要热炼， 胶料在室温下喂入挤出机，即可得到各种形状的制品胶 胚。它完全可以替代热喂料挤出机， 幵可省去胶料热炼工序， 简化了生产工艺， 幵可使机头建立较高压力， 对提高挤出制品质量有一定效果， 因此在某些制品 的生产中得到了较为广泛的应用。但是为使胶料得到较好的塑化效果而设计的 主副螺纹结构的螺杆， 使挤出产量受到影响， 而且需要较大的驱动功率， 在 一些生产工艺中的使用受到了限制。 1.1.4 主副螺纹冷喂料挤出机 主副螺纹冷 喂料挤 出机 出现于 1 9 7 0年 ， 它的主螺纹与普通型螺杆的螺纹相 同， 主要 结构是在主螺纹槽中设置了具有一定高低差的副螺纹，而副螺纹则在螺距和螺 棱高度上有所变化 ， 只允许通过窄缝向前输送胶料， 从而有效地消除了普通 螺杆螺槽中胶料的“ 死区”． 强化了塑化和混炼的效果， 但它对胶料的混炼 质量不均匀， 消耗的能量较大。
4.销钉冷喂料挤出机 在对挤出技术的不断探索中， 美国的 E n i r o ya l 公司作出了一大 贡献， 即 2 0世纪 6 0年代后期和9 0年代初开始了销钉技术的研究， 将 销钉从机筒圆周方向径向插入螺杆螺纹槽中， 将流动的胶料迚行剪切和 搅拌。胶料变成熔体以低剪切速率在螺杆螺纹中流动， 逐渐形成连续的 粘流体， 这样便破坏了胶料在挤出过程中的层流和结块现象， 打破了胶 块， 达到了胶料塑化好、 胶温低和节能的效果 ， 简化了生产工艺。1 9 7 9年该项技术在美国获得了专利。 销钉式冷喂料挤出机的出现， 使冷喂 料挤出机技术得到了很大的发展和提高。这种挤出机不仅在螺杆结构上 有了较大改迚， 而且由于在机筒上增加了销钉， 使其对胶料的塑化性能、 挤出制品的致密性、 挤出量都有很大的提高， 幵且排胶温度较低， 可满 足多种生产工艺的挤出要求，同时由于改迚了螺杆结构， 使其驱动功率 下降，单位能耗明显降低。由于其具有塑化性能好、 排胶温度低、 挤出 量大的特点， 在橡胶工业生产中得到了越来越广泛的应用。
可以分为橡胶螺杆挤出机和塑料螺杆挤出机。
塑料挤出机
橡胶螺杆挤出机
每种用途可分为一种类型。
可以分为热喂料挤出机和冷喂料挤出机。
热喂料挤出机
冷喂料挤出机
可分为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺 杆挤出机。
双螺杆挤出机
单螺杆挤出机
图5-7 聚合物动态三螺杆挤出机
图
卧式单螺杆挤出机结构图
1、机头连接法兰 2、过滤板 3、冷却水管 4、加热器 5、螺杆 6、料筒 7、液压泵 8、测速电动机 9、推力轴承 10、料斗 11、减速箱 12、螺杆冷却装置
定长 装置
冷却 装置
定型 装置
机头
切割 装置
牵引 装置 挤出机 主机
螺杆挤出机的主机一般是通用的，同 一挤出机安装不同的机头就可以挤出 不同的制品，而辅机是专用的，不同 的制品（因此有不同的机头）用不同 的辅机。
控制系统：
控制挤出机组的主机、辅机的拖动电动机，驱动液 压泵、液压缸（或汽缸）和其他各种执行机构，使 其满足工艺所要求的转速和功率，并保证主辅机能 协调的运行，检测、控制主辅机的温度、压力、流 量和制件的质量，实现整个挤出机组的自动控制。
图
双螺杆挤出机
1、机头连接器 2、分流板 3、料筒 4、加热器 5、螺杆 6、加料器 7、料 斗 8、加料器传动机构 9、推力轴承 10、减速器 11、电动机
上图为 三螺杆挤出机结构——“一”字排列的不等径不等长三螺杆
上图为 三螺杆挤出机结构——三角形排列的三螺杆
３.使用特点
螺杆挤出机生产能力高，可进行连续生产，产品质地均匀密致， 规格尺寸准确，更换产品种类与规格容易，同一机台可适用于多种工 艺用途。还具结构简单，制造容易操作方便，价格便宜等优点。 近年来，由于橡胶工业新Baidu Nhomakorabea料、新工艺、新技术的不断出现，各 种新型螺杆挤出机层出不穷，如排气挤出机、排料挤出机、螺杆连续 混炼机等已经出现并应用于生产中。当前挤出机的研制方向是大型、 多能、高效和自动化。
１.结构组成
主机 辅机
控制系统
主机：
① 挤出系统：主要由螺杆和料筒组成，是挤出机的关 键部分。橡胶通过挤出系统而塑化成均匀的熔体， 并在这一过程中所建立的压力下，被螺杆连续地定 量定压定温地挤出机头。 ② 传动系统：驱动螺杆，使螺杆获得在工作过程中所 需要的扭矩和转速，由各种大小齿轮、传动轴、轴 承及电动机组成。 ③ 加热冷却系统：对料筒(或螺杆)进行加热和冷却， 以保证成型过程在工艺要求的温度范围内完成。
３.直流电动机无级调速
调速范围一般在1：10以上，是目前国内外采用最广泛的变速电动机，也是 挤出机采用最多的电动机。 ４.电磁调速交流异步电动机（滑差电机）
调速比：1：5和1：10两种，要配备稳压装置，否则，由于受外电网干扰， 准确性差。
５.液压马达无级调速 传动特性软，可起过载保护作用；体积小。但制造精度要求很高，这在一 定程度上限制了它在挤出机上的应用。
2、螺杆挤出机的型号 挤出机的型号按类、组、型分类编制，分 别用类、组、型别名称中有代表性的汉字拼音 字头字母表示。型号由基本型号和辅助型号两 部分组成。表示方法如下：
型号示例：
（１）XJ－150
表示：螺杆外直径为150mm的橡胶挤 出机。 X ——橡胶 （类别） J ——挤出机（组别）
（2）SJ－FM1700 螺杆直径150mm，长径比为20∶1 的塑料挤出机。 S ——塑料（类别） J ——挤出机（组别） FM ——上吹法塑料吹塑薄膜 1700——滚筒工作长度为1700mm。
第五章 螺杆挤出机
一.挤出机用途和分类。 二.挤出机规格表示与技术特征。 三.挤出机基本结构。 四.挤出机使用特点。 五.挤出机传动要求、种类及方式。 六.挤出机喂料类型及特点比较。
1.用途 螺杆挤出机简称挤出机（又名压出机），它是橡胶制品、塑 料制品加工过程中主要设备之一，具有较广泛的用途。挤出机主 要用于热塑性塑料的成型，也可用于某些热固性塑料。挤出的制 品都是连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层 等。此外，还可用于塑料的混合、塑化造粒、着色、掺合等。 ２.分类 按物料品种分类 按工艺用途分类 按喂料方式分类 按螺杆数目分类
2.组成与分类
挤出机的传动装置主要由电机、减速机和变速机构所组成。 挤出机的传动方式颇多，基本有以下几种。
１.感应电动机－机械变速（主要用于橡胶挤出机）
电动机不能变速，由机械变速装置实现变速。 齿轮减速箱（有级，橡胶挤出机常用） 机械变速装置 无级变速器 （较少采用）
２.交流整流子电动机无级变速
常用调速范围为1：3
３.传动方式及特点（P117）
1.螺杆型热喂料挤出机 1 8 7 0年出现的橡胶挤 出机是热喂料挤 出机。它喂入的胶料要求 必须经过热炼， 且供料均匀、 稳定、 等速， 料温保持在5 0～ 7 0 ℃。 其螺杆短， 螺纹沟深 ， 均 化效 果 不 理想。从 2 0世纪 7 0年代起 。 一度出现长径 比变小的现象。由于热喂料挤出机可连续挤出、 操作简 单、 生产效率高、 挤 出成品形状稳定 ， 目前 在很多制 品的生产工艺 中 ， 仍然采用热喂料挤 出机。在轮胎生产中用于各种胎 面、 各种型 胶的挤 出以及在胶管、 电缆及其它橡胶制品的生产中用于包胶及胶坯 的挤出。
传动系统 机头 挤压系统
加热冷却 系统
机头
挤压系统
传动系统
辅机：
① 机头（口模）：它是制件成型的主要部件，熔融塑料通过 它获得一定的几何截面和尺寸。 ② 定型装置：它的作用是将从机头中挤出的塑料的既定形状 稳定下来，对其进行精整，从而得到更为精确的截面形状、 尺寸和光亮的表面。 ③ 冷却装置：由定型装置出来的塑料在此得到充分的冷却， 获得最终的形状和尺寸。 ④ 牵引装置：其作用为均匀地牵引制件，并对制件的截面尺 寸进行控制，使挤出过程稳定地进行。 ⑤ 切割装置：其作用是将连续挤出的制件切成一定的长度或 宽度。 ⑥ 卷取装置：其作用是将软制件（薄膜、软管、单丝）卷绕 成卷。
1.规格表示
挤出机的规格是以螺杆的外直径Ｄ来表示，其单位为ｍ ｍ。国际上用于工业生产挤出机规格为Φ60、Φ90、Φ120、
Φ150、Φ200、Φ250、Φ300，用于过滤胶挤出机规格为Φ150、
Φ200、Φ250、Φ300、Φ400，用于实验室挤出机规格为Φ30、 Φ40、Φ45. 国产挤出机的规格为Φ30、Φ40、Φ60、Φ65、Φ85、Φ90、 Φ115、Φ120、Φ150、Φ200、Φ250、Φ300等。