塑料成型工艺学课件第五章挤出成型PPT演示文稿
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5.2.1 螺杆挤出机
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5.2.1 螺杆挤出机
4.螺杆 挤出机的关键部件，直接关系到挤出机的应用 范围和生产率。
通过螺杆的转动，对塑料产生挤压作用，塑料 在料筒中才能产生移动、增压和从摩擦取得部 分热量，塑料在移动过程中得到混合和塑化， 粘流态的熔体在被压实而流经口模时，取得所 需形状而成型。
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5.2.1 螺杆挤出机
（1）螺杆的直径（D）长径比（ L/D ） ① 螺杆直径（D） 根据所制制品的形状、大小及需要的生产率来 决定的。 一般45～150mm，螺杆直径增大，加工能力提 高，挤出机的生产率与螺杆直径D的平方成正 比。
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5.2.1 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。
2
5.1 概述
挤出制品占热塑性塑料制品的40～50％，此外 还可以用于塑化造粒、着色和共混等。
二、挤出成型分类 1.按塑化方式分： （1）干法：靠加热 （2）湿法：仅用于硝酸纤维素和少数醋酸纤维 素等。 用溶剂将塑料充分软化。
3
5.1 概述
2.按加压方式分： （1）连续式：
单螺杆 螺杆式挤出机
双螺杆
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5.2.1 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。
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5.2.1 螺杆挤出机
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。
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5.2.1 螺杆挤出机
挤出结晶聚合物最长，硬性无定形聚合物次之， 软性无定形聚合物最短。 螺槽容积可以保持不变。
② 压缩段（迁移段、过渡段）
压实物料，使物料由固体转为熔融体，并排除 物料中的空气。
为适应将物料压实，将气体推回加料段和物料 熔化时体积减小等特点，本段应对塑料产生Fra Baidu bibliotek 大的剪切作用和压缩，通常使螺槽容积逐渐缩 减，缩减的程度由塑料的压缩率决定。
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5.2.1 螺杆挤出机 ②渐变型：等深不等距
24
5.2.1 螺杆挤出机 ③突变型
25
5.2.1 螺杆挤出机 ④鱼雷头螺杆
26
5.2.1 螺杆挤出机
（5）螺杆各段的功能
物料沿螺杆前移时，经历着温度、压力、粘度 等的变化，这种变化在螺杆全长范围内是不同 的，根据物料的变化特征，将螺杆分为以下三 段： ① 加（送）料段
第五章 挤出成型
5.1 概述 一、挤出成型 也称挤压模塑或挤塑，即借助螺杆或柱塞的挤压 作用，使受热熔化的塑料在压力推动下，强行通 过口模而成为具有恒定截面的连续型材的一种成 型方法。 挤出法几乎能成型所以热塑性塑料和某些热固性 塑料。
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5.1 概述 生产的制品：管材、板材、薄膜、线缆包覆物 及塑料与其它材料的复合材料等。
但在不同的场合下，又要求螺杆能变速，以 达到一台设备能适应挤出不同塑料或不同制 品的要求。
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5.2.1 螺杆挤出机
传动部分采整流子电动机、直流电动机等装置 达到无级变速。 螺杆转速为：10～100转/分钟。 设有良好的润滑系统和迅速制动的装置。
2.加料装置
供料一般采用粒料、粉料和带状料等几种。
装料设备通常使用锥形加料斗，其容积至少能 容纳1小时的用料。
螺槽浅时，能对塑料产生较高的剪切速率，有 利于料筒壁和物料间的传热，物料混合和塑化 的效率高，但生产率降低。 螺槽深时，情况相反。
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5.2.1 螺杆挤出机 因此，热敏性塑料，宜用深螺槽螺杆（如PVC）； 熔体粘度高，热稳定性较高的塑料，宜用浅螺 槽螺杆（如PA）。 （4）螺杆的结构形式
22
5.2.1 螺杆挤出机 ①渐变型：等距不等深
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。
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5.2.1 螺杆挤出机 但L/D过大，使塑料受热时间增长而降解；
螺杆自重增加，自由端挠曲下垂， 引起料筒与螺杆间擦伤，使制造 加工困难，增大功率消耗。 过短的螺杆，容易引起混炼的塑化不良。
借助螺杆旋转产生压力和剪切力，使物料充分 塑化和混合均匀，通过型腔（口模）而成型。
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5.1 概述 （2）间歇式： 柱塞式挤出机 借助柱塞压力，将事先塑化好的物料挤出口模 而成型。
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5.2 挤出设备
挤出设备一般是由挤出机、机头和口模、辅机 等几部分组成的。 5.2.1 螺杆挤出机 挤出机由挤出装置（螺杆和料筒）、传动机构 和加热冷却系统等主要部分组成。
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5.2.1 螺杆挤出机 料斗底部有截断装置，以便调整和切断料流。 侧面有视孔和标定计量的装置。 有些料斗带有减压或加热装置、搅拌器、自动上 料或加料装置。
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5.2.1 螺杆挤出机
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5.2.1 螺杆挤出机
3.料筒 挤出机的主要部件之一。 为一金属圆筒，一般用耐温耐压、强度较高、 坚固耐磨、耐腐的合金钢或内衬合金钢的复合 钢筒制成。 塑料的塑化和加压过程都在其中进行。 外部设有分区加热和冷却装置。 加热：电阻、电感或其它方式。 冷却：风冷或水冷。
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5.2.1 螺杆挤出机 （2）螺旋角（）
螺纹与螺杆横断面的夹角。 随增大，挤出机的生产能力提高，但剪切作用 和挤压力减小 通常在10～30〫之间。 等距螺杆：螺距等于直径， ＝17 〫41’
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5.2.1 螺杆挤出机
（3）压缩比 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。 表示塑料通过螺杆全长范围时被压缩的倍数。 压缩比愈大，塑料受到的挤压作用愈大
一、单螺杆挤出机
单螺杆挤出机是由一根阿基米德螺杆在加热的 料筒中旋转构成的。大小一般用螺杆直径来表 示。
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5.2.1 螺杆挤出机
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5.2.1 螺杆挤出机
1.传动装置
带动螺杆转动的部分。通常由电动机、减速 箱和轴承等组成。
在挤出过程中，要求螺杆转速稳定，不随螺 杆负荷的变化而变化，以保证制品质量均匀 一致。
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5.2.1 螺杆挤出机
③ 均化段（计量段）
将熔融的物料，定容（定量）定压地送入机头 使其在口模中成型。 螺槽容积恒定不变。
5.2.1 螺杆挤出机
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5.2.1 螺杆挤出机
4.螺杆 挤出机的关键部件，直接关系到挤出机的应用 范围和生产率。
通过螺杆的转动，对塑料产生挤压作用，塑料 在料筒中才能产生移动、增压和从摩擦取得部 分热量，塑料在移动过程中得到混合和塑化， 粘流态的熔体在被压实而流经口模时，取得所 需形状而成型。
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5.2.1 螺杆挤出机
（1）螺杆的直径（D）长径比（ L/D ） ① 螺杆直径（D） 根据所制制品的形状、大小及需要的生产率来 决定的。 一般45～150mm，螺杆直径增大，加工能力提 高，挤出机的生产率与螺杆直径D的平方成正 比。
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5.2.1 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。
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5.1 概述
挤出制品占热塑性塑料制品的40～50％，此外 还可以用于塑化造粒、着色和共混等。
二、挤出成型分类 1.按塑化方式分： （1）干法：靠加热 （2）湿法：仅用于硝酸纤维素和少数醋酸纤维 素等。 用溶剂将塑料充分软化。
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5.1 概述
2.按加压方式分： （1）连续式：
单螺杆 螺杆式挤出机
双螺杆
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5.2.1 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。
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5.2.1 螺杆挤出机
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。
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5.2.1 螺杆挤出机
挤出结晶聚合物最长，硬性无定形聚合物次之， 软性无定形聚合物最短。 螺槽容积可以保持不变。
② 压缩段（迁移段、过渡段）
压实物料，使物料由固体转为熔融体，并排除 物料中的空气。
为适应将物料压实，将气体推回加料段和物料 熔化时体积减小等特点，本段应对塑料产生Fra Baidu bibliotek 大的剪切作用和压缩，通常使螺槽容积逐渐缩 减，缩减的程度由塑料的压缩率决定。
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5.2.1 螺杆挤出机 ②渐变型：等深不等距
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5.2.1 螺杆挤出机 ③突变型
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5.2.1 螺杆挤出机 ④鱼雷头螺杆
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5.2.1 螺杆挤出机
（5）螺杆各段的功能
物料沿螺杆前移时，经历着温度、压力、粘度 等的变化，这种变化在螺杆全长范围内是不同 的，根据物料的变化特征，将螺杆分为以下三 段： ① 加（送）料段
第五章 挤出成型
5.1 概述 一、挤出成型 也称挤压模塑或挤塑，即借助螺杆或柱塞的挤压 作用，使受热熔化的塑料在压力推动下，强行通 过口模而成为具有恒定截面的连续型材的一种成 型方法。 挤出法几乎能成型所以热塑性塑料和某些热固性 塑料。
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5.1 概述 生产的制品：管材、板材、薄膜、线缆包覆物 及塑料与其它材料的复合材料等。
但在不同的场合下，又要求螺杆能变速，以 达到一台设备能适应挤出不同塑料或不同制 品的要求。
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5.2.1 螺杆挤出机
传动部分采整流子电动机、直流电动机等装置 达到无级变速。 螺杆转速为：10～100转/分钟。 设有良好的润滑系统和迅速制动的装置。
2.加料装置
供料一般采用粒料、粉料和带状料等几种。
装料设备通常使用锥形加料斗，其容积至少能 容纳1小时的用料。
螺槽浅时，能对塑料产生较高的剪切速率，有 利于料筒壁和物料间的传热，物料混合和塑化 的效率高，但生产率降低。 螺槽深时，情况相反。
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5.2.1 螺杆挤出机 因此，热敏性塑料，宜用深螺槽螺杆（如PVC）； 熔体粘度高，热稳定性较高的塑料，宜用浅螺 槽螺杆（如PA）。 （4）螺杆的结构形式
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5.2.1 螺杆挤出机 ①渐变型：等距不等深
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。
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5.2.1 螺杆挤出机 但L/D过大，使塑料受热时间增长而降解；
螺杆自重增加，自由端挠曲下垂， 引起料筒与螺杆间擦伤，使制造 加工困难，增大功率消耗。 过短的螺杆，容易引起混炼的塑化不良。
借助螺杆旋转产生压力和剪切力，使物料充分 塑化和混合均匀，通过型腔（口模）而成型。
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5.1 概述 （2）间歇式： 柱塞式挤出机 借助柱塞压力，将事先塑化好的物料挤出口模 而成型。
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5.2 挤出设备
挤出设备一般是由挤出机、机头和口模、辅机 等几部分组成的。 5.2.1 螺杆挤出机 挤出机由挤出装置（螺杆和料筒）、传动机构 和加热冷却系统等主要部分组成。
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5.2.1 螺杆挤出机 料斗底部有截断装置，以便调整和切断料流。 侧面有视孔和标定计量的装置。 有些料斗带有减压或加热装置、搅拌器、自动上 料或加料装置。
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5.2.1 螺杆挤出机
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5.2.1 螺杆挤出机
3.料筒 挤出机的主要部件之一。 为一金属圆筒，一般用耐温耐压、强度较高、 坚固耐磨、耐腐的合金钢或内衬合金钢的复合 钢筒制成。 塑料的塑化和加压过程都在其中进行。 外部设有分区加热和冷却装置。 加热：电阻、电感或其它方式。 冷却：风冷或水冷。
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5.2.1 螺杆挤出机 （2）螺旋角（）
螺纹与螺杆横断面的夹角。 随增大，挤出机的生产能力提高，但剪切作用 和挤压力减小 通常在10～30〫之间。 等距螺杆：螺距等于直径， ＝17 〫41’
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5.2.1 螺杆挤出机
（3）压缩比 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。 表示塑料通过螺杆全长范围时被压缩的倍数。 压缩比愈大，塑料受到的挤压作用愈大
一、单螺杆挤出机
单螺杆挤出机是由一根阿基米德螺杆在加热的 料筒中旋转构成的。大小一般用螺杆直径来表 示。
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5.2.1 螺杆挤出机
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5.2.1 螺杆挤出机
1.传动装置
带动螺杆转动的部分。通常由电动机、减速 箱和轴承等组成。
在挤出过程中，要求螺杆转速稳定，不随螺 杆负荷的变化而变化，以保证制品质量均匀 一致。
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5.2.1 螺杆挤出机
③ 均化段（计量段）
将熔融的物料，定容（定量）定压地送入机头 使其在口模中成型。 螺槽容积恒定不变。