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1、第六章 螺桿擠出機(jī),第一節(jié) 概述 第二節(jié) 基本結(jié)構(gòu) 第三節(jié) 工作原理與產(chǎn)量分析 第四節(jié) 特型螺桿和排氣擠出機(jī) 第五節(jié) 擠出聯(lián)動(dòng)線,汽車(chē)與機(jī)械工程學(xué)院材料成型與控制工程系 2011年5月-2011年6月,第一節(jié) 概述,,擠出成型，也稱(chēng)壓出成型。是將聚合物固體物料加熱熔融成熔體，借助螺桿的擠壓作用，推動(dòng)黏流態(tài)物料，使其通過(guò)口模而成為截面形狀與口模形狀相仿的一種連續(xù)體的成型方法。相應(yīng)的設(shè)備稱(chēng)為螺桿擠出機(jī)。,應(yīng)用廣泛、地位突出,一、擠出成型過(guò)程,物料（粒料或粉料）,加入擠出機(jī),物料被加熱并向前輸送,物料變成熔體被擠出,熔體進(jìn)入機(jī)頭模成型,定型套定型,冷卻槽中冷卻,牽引,切割（或卷?。?,,,,,,,,

2、,,,,,二、擠出機(jī)的分類(lèi),按螺桿數(shù)目的多少，可以分為單螺桿擠出機(jī)和多螺桿擠出機(jī)； 按可否排氣，分為排氣擠出機(jī)和非排氣擠出機(jī)； 按螺桿的有無(wú)，分為螺桿擠出機(jī)和無(wú)螺桿擠出機(jī)； 按螺桿在空間的位置，可分為臥式擠出機(jī)和立式擠出機(jī)。,三、擠出機(jī)的技術(shù)規(guī)格與表示,擠出機(jī)的規(guī)格主要以螺桿直徑來(lái)表示。按中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T12783-1991 的規(guī) 定，國(guó)產(chǎn)橡膠塑料機(jī)械產(chǎn)品型號(hào)編寫(xiě)為由產(chǎn)品代號(hào)、規(guī)格參數(shù)即設(shè)計(jì)序號(hào)所組成，其書(shū)寫(xiě)格式規(guī)定如下：,,,,,,,,參數(shù)代號(hào),組別代號(hào),品種代號(hào),,,輔助代號(hào),,,,,規(guī)格參數(shù),設(shè)計(jì)序號(hào),,產(chǎn)品代號(hào),例如：XJ-90 SJ-6530B,第二節(jié) 基本結(jié)構(gòu),擠出設(shè)

3、備,,主機(jī)（擠出機(jī)，Extruder）,機(jī)頭（擠出模頭或模具，Die）,輔機(jī)（定型、冷卻、牽引、切割、卷取裝置）,控制系統(tǒng)（主輔機(jī)的控制）,一、整體結(jié)構(gòu),主機(jī)（擠出機(jī)）,擠出機(jī)由擠壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。是擠出成型過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備，他的規(guī)格及工藝控制直接影響擠出過(guò)程的產(chǎn)量、質(zhì)量。 擠壓系統(tǒng)：由螺桿和機(jī)筒組成，是擠出機(jī)的關(guān)鍵部分，物料在擠壓系統(tǒng)中被塑化成均與熔體，并在螺桿的推壓作用下，向前運(yùn)動(dòng)，并被壓實(shí)、擠出。? 傳動(dòng)系統(tǒng)：其作用為驅(qū)動(dòng)螺桿傳動(dòng)，并保證螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)所需的力矩和轉(zhuǎn)速，有減速箱和電機(jī)組成。? 外加熱冷卻系統(tǒng)：保證加工過(guò)程溫度的要求，一般在機(jī)筒外面設(shè)有加熱圈，而在螺桿的尾

4、部設(shè)有冷卻裝置。? 主機(jī)控制系統(tǒng)：控制螺桿轉(zhuǎn)速、料筒、螺桿、機(jī)頭溫度。,,,,塑料擠出機(jī)與橡膠擠出機(jī)的區(qū)別在于： 螺桿結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)不同 加熱冷卻系統(tǒng)不同（前者用電加熱，后者用水、油等載體加熱）,機(jī)頭,機(jī)頭（模頭）是制品成型的主要部件，熔融塑料通過(guò)它獲得一定的幾何截面和尺寸。擠出成型塑料制品和制品的更新?lián)Q代，最后都是由機(jī)頭及其定型裝置所決定的。,輔機(jī),輔機(jī)是由定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、切割裝置以及制品的卷取或堆放裝置等部分所組成 定型裝置：其作用是將從機(jī)頭中擠出來(lái)的塑料的既定形狀穩(wěn)定下來(lái)，并對(duì)其進(jìn)行精整，從而得到更為精確的截面形狀、尺寸和光亮的表面。通常采用冷卻和抽真空的方法來(lái)達(dá)到這一目的

5、；? 冷卻裝置：由定型裝置出來(lái)的塑料在此得到充分的冷卻，獲得最終的形狀和尺寸；? 牽引裝置：其作用為均勻地牽引制品，并對(duì)制品的截面尺寸進(jìn)行控制，使擠出過(guò)程穩(wěn)定地進(jìn)行； 切割裝置：其作用是將連續(xù)擠出的制品切成一定的長(zhǎng)度或?qū)挾龋?卷取裝置：其作用是將軟制品(薄膜，軟管、單絲等)收卷成卷。,,控制系統(tǒng),擠出機(jī)的控制系統(tǒng)主要由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成，其主要作用有： 控制主、輔機(jī)的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使其滿足工藝所要求的轉(zhuǎn) 速和功率，并保證主、輔機(jī)能協(xié)調(diào)地運(yùn)行；? 控制主、輔機(jī)的溫度、壓力、流量和制品的質(zhì)量； 實(shí)現(xiàn)整個(gè)擠出機(jī)組的自動(dòng)控制和對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量控制；,二、主要結(jié)構(gòu)零部件,（一）螺桿：是擠出機(jī)完成物料塑

6、化和輸送的關(guān)鍵工作部件，是擠出機(jī)的“心臟”。 螺桿要求耐高溫，高強(qiáng)和尺寸穩(wěn)定性，耐化學(xué)腐蝕和耐磨。一般采用經(jīng)過(guò)氮化處理的38CrMoAl的合金鋼。,螺桿結(jié)構(gòu)分類(lèi),按螺紋結(jié)構(gòu)分為普通型和特型螺桿。普通螺桿是指在工作長(zhǎng)度上為全螺紋的螺桿。 根據(jù)螺槽深度與螺距不同，將普通螺桿分為： 等距變深螺桿 加工制造容易，成本低，利于進(jìn)料和熔融物料，但壓縮比過(guò)大易折斷螺桿。 等深變距螺桿 可以通過(guò)增加螺桿轉(zhuǎn)速提高生產(chǎn)能力，利于實(shí)現(xiàn)大壓縮比，但倒流量大，均化作用差，機(jī)械加工困難。 變深變距螺桿 具有前兩種的優(yōu)點(diǎn)，大壓縮比，但加工復(fù)雜，成本高。,,雙螺紋螺桿,螺桿主要結(jié)構(gòu)參數(shù),螺桿直徑（D）：螺桿外徑，由擠出

7、產(chǎn)量來(lái)確定。 螺桿長(zhǎng)徑比（L/D）：螺桿工作長(zhǎng)度L與外徑D之比。其大小表示單位質(zhì)量的物料在螺桿中流經(jīng)時(shí)間的長(zhǎng)短。,增加長(zhǎng)徑比：,,物料熔融均勻、壓力穩(wěn)定；減少逆流和漏流；可增加轉(zhuǎn)速提高生產(chǎn)能力,,加工與裝配困難，成本提高，螺桿易彎曲變形，功率消耗增大,根據(jù)所加工物料的性能和制品質(zhì)量的要求來(lái)考慮長(zhǎng)徑比的選擇,螺桿主要結(jié)構(gòu)參數(shù),螺槽深度：螺紋外半徑與其根部半徑之差。 壓縮比：螺桿進(jìn)料段第一個(gè)螺槽容積與計(jì)量段最后一個(gè)螺槽容積之比。根據(jù)不同物料和工藝條件確定,不同物料對(duì)擠出機(jī)螺桿的壓縮比要求,,螺桿的分段,根據(jù)加工物料的狀態(tài)變化，將螺桿的工作長(zhǎng)度分為三段：進(jìn)料段、壓縮段、計(jì)量段——三段式螺桿 三段式螺

8、桿各段結(jié)構(gòu)參數(shù)均不相同。 擠出三段論,固體輸送理論、熔融理論、熔體輸送理論,,擠出螺桿各區(qū)段的基本職能,加料段：對(duì)物料進(jìn)行壓實(shí)和輸送。在該段末端， 由于摩擦和加熱，物料開(kāi)始熔融（固體輸送段）； 熔融段：對(duì)物料作進(jìn)一步的壓實(shí)、排氣，并使物料在外加熱和機(jī)械攪拌、剪切的作用下混合、塑化。在該段末端，物料全部或大部分熔融成黏流態(tài)（壓縮段）； 均化段（計(jì)量段、熔體輸送段）：對(duì)物料進(jìn)一步的塑化、均化，并使其定壓、定量、定溫的從機(jī)頭擠出。一般把物料在均化段中的流動(dòng)視為順流、反流、漏流和環(huán)流的綜合流動(dòng)。,螺桿中熔體的流動(dòng),順流，即正流，是物料沿著螺槽方向向機(jī)頭的流動(dòng)，其流量以Qd表示。它是由于螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺

9、紋對(duì)物料的推動(dòng)而產(chǎn)生的。 反流，即倒流和逆流，它的方向與順流方向相反，其流量以Qp表示。它主要由于機(jī)頭阻力所致。 漏流，發(fā)生在螺桿與機(jī)筒間隙之間，也是由于機(jī)頭對(duì)物料的壓力所引起，其方向沿螺桿軸向，用Ql表示。 環(huán)流，是熔體在與螺槽方向（即順流方向）相垂直方向的流動(dòng)，是螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)引起的。環(huán)流有助于熔體的混合、攪拌和熱交換，因而有利于物料塑化和均化。,螺桿中熔體的流動(dòng),,加料段,作用：輸送物料給壓縮段和計(jì)量段，其任務(wù)是壓實(shí)物料并將料溫提升到熔觸溫度； 核心問(wèn)題：固體輸送能力 研究表明：縮短加料段的螺距，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量降低；加料段的長(zhǎng)度與壓力的建立、熔融區(qū)的熔融狀況和波動(dòng)有關(guān) 加料段螺槽深度通常是在確定計(jì)

10、量段螺槽深度后，結(jié)合材料的壓縮比才確定的 螺紋升角Φ=1741’,壓縮段,作用：熔融物料并建立熔體壓力，其螺桿參數(shù)應(yīng)能滿足物料的物理壓縮比 壓縮比有兩層意思：一是指由螺桿結(jié)構(gòu)形成 的螺槽容積的幾何壓縮比；二是指物料由固體松敞狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槊軐?shí)的熔體的密度變化的物理壓縮比。壓縮比的作用是將物料壓縮，排除出氣體并建立起必要的熔體壓力，以保證物料到達(dá)螺桿末端時(shí)能有足夠的致密度 壓縮段長(zhǎng)度的確定：經(jīng)驗(yàn)方法,計(jì)量段,作用：是將來(lái)自壓縮段的已熔物料的組分均化、并定壓、定量和定溫地?cái)D入機(jī)頭中去。該段的螺槽深度h和長(zhǎng)度L是兩個(gè)重要的參量。 計(jì)量段長(zhǎng)度：確定仍以經(jīng)驗(yàn)為主，長(zhǎng)度長(zhǎng)一些，可以使物料得到相對(duì)長(zhǎng)一些的均化時(shí)

11、間，也可以減少壓力、產(chǎn)量和溫度的波動(dòng)。 螺槽深度：應(yīng)當(dāng)使該段的均化能力與壓縮段的熔融能力相匹配，以控制擠出量。,螺桿其它參數(shù),螺紋升角： 能影響產(chǎn)量；物料形狀不同，對(duì)螺紋升角的要求也不同 螺距： 螺桿上相鄰螺紋之間的軸向距離稱(chēng)為螺距 螺棱寬度： 太小，漏流會(huì)增加，從而降低產(chǎn)量；太大，會(huì)增加螺棱上的動(dòng)力消耗，還會(huì)造成局部過(guò)熱,螺桿頭部結(jié)構(gòu)和螺紋斷面形狀,當(dāng)塑料熔體從螺槽進(jìn)入機(jī)頭流道時(shí)，其料流形式急劇改變，即由螺旋帶狀的流動(dòng)變?yōu)橹本€流動(dòng)。為了得到較好的擠出質(zhì)量，要求物料盡可能平穩(wěn)地從螺桿進(jìn)入機(jī)頭，并盡可能避免局部受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生熱分解現(xiàn)象。這與螺桿頭部形狀、螺桿末端螺紋的形狀以及機(jī)頭體中流

12、道的設(shè)計(jì)和分流板的設(shè)計(jì)等均有密切的關(guān)系。 對(duì)于螺桿頭部的結(jié)構(gòu)形式長(zhǎng)期以來(lái)就是實(shí)踐和理論研究中的一個(gè)課題。由于實(shí)際情況的復(fù)雜性，一直存在著不同的觀點(diǎn)。 螺桿頭部的結(jié)構(gòu)形式，必須與被加工的物料品種、產(chǎn)品類(lèi)型以及原料形狀等因素相關(guān)。,常見(jiàn)的螺紋頭部形式和螺紋斷面形式,,（二）機(jī)筒,,二種結(jié)構(gòu)形式： （1）整體式機(jī)筒：長(zhǎng)度大，加工要求高，但加工精度和裝配精度易于保證，機(jī)筒受熱均勻。 不足是對(duì)加工機(jī)筒的設(shè)備要求較高，機(jī)筒內(nèi)表面磨損難以修復(fù)。 （2）分段式機(jī)筒：加工比較容易，便于改變長(zhǎng)徑比。不足是分段太多，難以保證多段對(duì)中， 法蘭連接處會(huì)影響機(jī)筒的加熱均勻。,為了滿足材質(zhì)要求，又節(jié)約貴重金屬，現(xiàn)采用雙金屬

13、機(jī)筒,雙金屬機(jī)筒,主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：襯套式機(jī)筒、澆注式機(jī)筒 主襯套式機(jī)筒：一般是在大中型擠出機(jī)的機(jī)筒內(nèi)裝配入一個(gè)可更換的合金銅襯套，襯套可以制作成整體式或分段式的形式，而機(jī)筒則用一般碳素鋼或鑄鋼制成。 特點(diǎn)：節(jié)省貴重金屬，襯套磨損后可以更換，提高了機(jī)筒的使用壽命，但增加襯套后，使設(shè)計(jì)、加工和裝配都會(huì)產(chǎn)生一些新問(wèn)題。 澆注式機(jī)筒：是在機(jī)筒內(nèi)壁上離心澆鑄一層大約 2mm 的耐磨合金．然后研磨至所需的內(nèi)徑尺寸。 特點(diǎn)：合金層與機(jī)筒的整體結(jié)合很好，且沿機(jī)筒軸向長(zhǎng)度上的結(jié)合較均勻，既沒(méi)有剝落的傾向，也不會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂，故耐磨性高，使用壽命較長(zhǎng)。,機(jī)筒的加熱冷卻,在機(jī)筒上鑄出空腔 缺點(diǎn)：冷卻水在空腔中走捷徑

14、，冷卻面積小，效率差。,將機(jī)筒內(nèi)腔鑄成螺旋槽，促使冷卻水沿螺旋槽流動(dòng)。冷卻效果好，但冷卻面積小，密封性不好，易漏水。,將外面為螺旋槽或環(huán)形槽的冷卻水套裝入機(jī)筒內(nèi)腔中，冷卻水沿槽依次冷卻。具有“散熱片”形狀，散熱面積大，能帶走大量熱量，冷卻效果好，密封性能也好。,擠出機(jī)的加熱方法：,①載熱體加熱：蒸汽或熱油等 ②電阻加熱：帶狀電阻加熱器，鑄鋁鑄銅加熱器，陶瓷加熱器 ③電感應(yīng)加熱器：電磁感應(yīng)在機(jī)筒內(nèi)產(chǎn)生電的渦流而使機(jī)筒發(fā)熱，從而加熱機(jī)筒內(nèi)的塑料 ④遠(yuǎn)紅外加熱：一項(xiàng)新型的加熱技術(shù),,擠出機(jī)冷卻,機(jī)筒的冷卻 螺桿直徑45mm以上的擠出機(jī)均應(yīng)設(shè)機(jī)筒冷卻裝置 冷卻方式：鼓風(fēng)冷卻、散熱冷卻和水冷卻 螺桿的冷

15、卻 螺桿冷卻的目的，主要是為了有利于加料段物料的輸送，同時(shí)也可以防止機(jī)筒內(nèi)塑料因過(guò)熱分解，還有利于物料中所含的氣體能從加料段的冷混料中返回并從料斗中排出 冷卻介質(zhì)：水、空氣 料斗座冷卻 加料段的塑料溫度不宜太高，否則不僅會(huì)影響固體輸送效率，而且易使物料在加料口處形成“架橋”，使料斗內(nèi)的物料不易加入,喂料口,加料口的俯視形狀有圓的、方的及矩形的，一 般多采用矩形，其長(zhǎng)邊平行于機(jī)筒軸線，長(zhǎng)度均為螺桿直徑的1.5~2倍。圓形加料口則主要多用于設(shè)置機(jī)械攪拌器進(jìn)行強(qiáng)制加料的場(chǎng)合。,塑料加料裝置,以粒料或粉料為原料的塑料擠出機(jī)機(jī)筒喂料口一般設(shè)有連續(xù)加料系統(tǒng)。它由加料斗和上料部分組成。,加料裝置的要求,①

16、應(yīng)設(shè)有料位計(jì)量器，能經(jīng)常計(jì)量料斗中的料量并用來(lái)控制料位高度，使料位能始終保持在一定的水平上； ② 帶有預(yù)熱干澡或抽真空裝置，對(duì)一些有特殊要求的物料起到預(yù)熱干熱或去除物料中所含水分及氣體的作用； ③ 進(jìn)料要均勻，物料不會(huì)在料斗或機(jī)筒的進(jìn)料口處產(chǎn)生“架橋”等阻塞現(xiàn)象； ④ 如果要混用兩種或以上原料，在料斗中還可以設(shè)置攪拌混合裝置。,（三）機(jī)頭,機(jī)頭的作用： 使熔融物料由螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)； 產(chǎn)生必要的成型壓力，以保證制品密實(shí) 使物料進(jìn)一步塑化、均化 成型制品 多用來(lái)成型熱塑性塑料制品，也有用來(lái)擠塑熱固性塑料半成品。 擠塑機(jī)頭部配以不同類(lèi)型的機(jī)頭及相應(yīng)的定型裝置和輔機(jī)，可生產(chǎn)出棒材、管材、異型材、

17、板材、片材、薄膜、單絲、 電線、電纜、造粒、擠網(wǎng)、中空制品坯管等型材和制品。,機(jī)頭分類(lèi),按機(jī)頭與螺桿相對(duì)位置分：直向機(jī)頭、橫向機(jī)頭和旁側(cè)式機(jī)頭。 按機(jī)頭結(jié)構(gòu)分:有型芯機(jī)頭和無(wú)型芯機(jī)頭 按機(jī)頭內(nèi)壓力大小分：低壓機(jī)頭（10MPa）,機(jī)頭結(jié)構(gòu),,片狀機(jī)頭,第三節(jié) 產(chǎn)量分析,（一）產(chǎn)量計(jì)算 均化段的生產(chǎn)率是由正流流率Qd逆流流率Qp和漏流流率QL三部分組成的,=,基本假設(shè),計(jì)量段中物料是已完全熔融的等溫狀態(tài)的牛頓流體，它在螺槽中的流動(dòng)為層流流動(dòng)； 熔體的壓力僅僅是沿螺槽方向的函數(shù)； 熔體不可壓縮，其密度不變； 螺槽寬度與深度之比大于10； 將螺桿和機(jī)筒分別展為兩個(gè)大平面，并設(shè)螺桿平面靜止而機(jī)筒平面

18、以Vb=pD平移。,經(jīng)驗(yàn)公式,b為經(jīng)驗(yàn)出料系數(shù)，由經(jīng)驗(yàn)和實(shí)測(cè)決定 D為螺桿直徑 N為螺桿轉(zhuǎn)速,（二）影響生產(chǎn)能力的因素,1.螺桿轉(zhuǎn)速 其他條件一定時(shí)，擠出量與螺桿轉(zhuǎn)速成正比。但： ①轉(zhuǎn)速過(guò)大，導(dǎo)致剪切力過(guò)大，物料易過(guò)熱降解； ②轉(zhuǎn)速增大，物料在螺桿中停留時(shí)間短，熔融與均化作用下降。 ③功率增加,2.機(jī)頭壓力,A、B、C都是僅與螺桿幾何尺寸有關(guān)的參數(shù)，對(duì)于給定螺桿，他們?yōu)槌?shù)。Ql較小，一般可以忽略。 Q與n的關(guān)系曲線，即圖示AB線，稱(chēng)為螺桿特性曲線。,=,,機(jī)頭特性線 擠出機(jī)的工作點(diǎn)必定是螺桿與機(jī)頭特性線的交點(diǎn)。,n3>n2>n1, K1>K2>K1,在給定的螺桿和口模下，工作點(diǎn)會(huì)因螺桿轉(zhuǎn)速的

19、改變而改變； 在給定的螺桿下，若更換機(jī)頭，工作點(diǎn)C也會(huì)隨之改變。,3.螺桿直徑,從擠出量的理論公式和經(jīng)驗(yàn)公式可以發(fā)現(xiàn)，增加螺桿直徑，可使產(chǎn)量大幅度增加。這也是提高擠出機(jī)生產(chǎn)能力的一個(gè)重要途徑。 4.螺槽深度 存在一個(gè)最佳值。h3小，擠出穩(wěn)定性較好，且物料受到的剪切作用大，有利于計(jì)量段的進(jìn)一步塑化和均化，但過(guò)淺可能會(huì)引起熱敏性物料的分解。,5.計(jì)量段長(zhǎng)度,增加L3，可減少反流和漏流，從而相對(duì)提高產(chǎn)量。計(jì)量段較長(zhǎng)的螺桿，工作特性較硬。,根據(jù)擠出理論，可以得知,提高擠出機(jī)加料段的固體輸送能力是提高擠出機(jī)螺桿生產(chǎn)能力的先決條件； 而螺桿的熔融塑化能力則是提高螺桿生產(chǎn)能力和保證制品質(zhì)量的關(guān)鍵； 此外，擠

20、出機(jī)螺桿的三個(gè)區(qū)段的工作能力必須均衡，才能使螺桿達(dá)到最佳的工作效能；螺桿的固體輸送能力與熔融塑化能力必須匹配； 現(xiàn)代螺桿擠出機(jī)的生產(chǎn)能力之所以能獲得飛速的提高，其中一個(gè)很重要的原因就是充分采取有效的改進(jìn)措施，強(qiáng)化固體輸送能力，提高熔融能力，并在此前提下，保證螺桿能有更多的均化能力。,第四節(jié) 特型螺桿和排氣擠出機(jī),特型螺桿 普通單螺桿存在問(wèn)題和改進(jìn)方法： 核心問(wèn)題：產(chǎn)量低、質(zhì)量差、適應(yīng)性窄,典型的新型螺桿，主要是指：,（1）分離型螺桿 （2）屏障型螺桿 （3）分流型螺桿（銷(xiāo)釘螺桿、DIS螺桿） （4）變流道型螺桿（波狀螺桿、多角型螺桿） （5）組合型螺桿 新型螺桿在原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有許多特點(diǎn)

21、，它們 是在常規(guī)全螺紋三段螺桿的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，目前 已得到廣泛應(yīng)用。,（1）分離型螺桿（增強(qiáng)熔融功能 ）,設(shè)計(jì)原理：分離型螺桿是根據(jù)將螺槽中固液相盡快分離的原則設(shè)計(jì)出來(lái)的螺桿，它根據(jù)物料傳熱原理實(shí)現(xiàn)熔融增強(qiáng)功能。固液相盡早分離，固體盡快熔融，液相低溫?cái)D出，保證質(zhì)量，提高產(chǎn)量。 將已熔融的物料和未熔融的物料盡早分離，從而促進(jìn)未熔物料更快的熔融， 使已熔融物料不再承受導(dǎo)致過(guò)熱的剪切，而獲得低溫?cái)D出，在保證塑化質(zhì)量的前提下提高擠出量。 典型代表是BM螺桿（也叫主副螺紋螺桿）、Barr 螺桿、熔體螺槽螺桿、XLK螺桿、SDS螺桿等,,基本結(jié)構(gòu)：分離型螺桿（BM螺桿）的加料段和均化段 與普通螺桿的結(jié)

22、構(gòu)相似。不同的是在加料段末端設(shè)置一條起屏障作用的附加螺紋(也稱(chēng)副螺紋或屏障螺紋)，其外徑小于主螺紋，如圖所示。,,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),副螺紋的始端與主螺紋相交。由于副螺紋的升程與主螺紋不同，在固體物料熔融結(jié)束之處或者是相當(dāng)于普通螺桿熔融段末端與主螺紋相交。? 液相螺槽：副螺紋后緣與主螺紋推進(jìn)面所構(gòu)成的液相槽。其寬度從窄變寬，直通至螺桿頭部，均化段螺紋升程等于副螺紋的螺紋升程。? 固相螺槽：副螺紋的推進(jìn)面與主螺紋后緣構(gòu)成的固相槽。其寬度從寬變窄，固相螺槽與加料段螺槽相通，且在分離段末端結(jié)束。 固相螺槽和液相螺槽的螺槽深度都從加料段末端的螺槽深度h1逐漸變化到均化段螺槽深度h3。? 副螺紋與機(jī)筒內(nèi)壁形成的徑

23、向間隙只能讓熔料通過(guò)，而一般固體顆粒不能通過(guò)。,BM螺桿優(yōu)點(diǎn),塑化效率高，塑化質(zhì)量好，由于固液相分離； 產(chǎn)量、壓力、溫度波動(dòng)小，由于沒(méi)有固體床解體；? 排氣性能好， 由于固液相分離，不混合；? 單耗低， 由于塑化效率高，減少了能耗；? 適應(yīng)性強(qiáng)， 可用于多種用途、適用多種物料；? 耐掃膛性能好，由于固液相分離，固體顆粒不能嵌入數(shù)值較小的主螺紋與機(jī)筒的縫隙中；? 能實(shí)現(xiàn)低溫?cái)D出，已熔融物料不再承受導(dǎo)致過(guò)熱的剪切，而獲得低溫?cái)D出。,BM螺桿缺點(diǎn),加工制造困難。由于主附螺紋螺距不等給加工制造帶來(lái)很多困難 熔融能力受到限制。由于它的固體床的寬度是由寬變窄，因此不能自始至終保持固體床與料筒壁之間的最大接

24、觸面積而獲得來(lái)自料筒壁的最多熱量，從而使熔融能力受到限制? 可能引起螺槽堵塞而產(chǎn)生擠出不穩(wěn)定。固體床在寬度方向要發(fā)生形變，如設(shè)計(jì)不當(dāng)，即固體床因熔融而發(fā)生的寬度的減少與固相螺槽寬度的減少不一致，有可能引起螺槽堵塞而產(chǎn)生擠出不穩(wěn)定,2.屏障型螺桿（增強(qiáng)混合功能 ）,設(shè)計(jì)原理：屏障型螺桿就是在螺桿的某部位設(shè)置屏障段，使未熔的固體顆粒不能通過(guò)，并促進(jìn)固相熔融的一種螺桿。因此，可以說(shuō)上述的分離型螺桿也是屏障型螺桿的一種，不過(guò)，通常所說(shuō)的屏障型螺桿是指屏障段設(shè)置在熔融段之后的螺桿。,,基本結(jié)構(gòu)（一種常用“直槽屏障型螺桿”的屏障段） 工作原理（物料做渦狀環(huán)流運(yùn)動(dòng)、提高混合效果） 工作時(shí)，物料由進(jìn)料槽流入。

25、只有熔融的物料和粒度小于間隙h的固相碎片才能越過(guò)h，即圖中劃剖面線處）而進(jìn)入出料槽，而那些未熔的粒度較大的固相碎片被屏障阻擋。,屏障型螺桿特點(diǎn),剪切作用：熔料和未熔融但能通過(guò)h的固相碎片在通過(guò)h時(shí)， 受到強(qiáng)烈的剪切作用。 混合作用：進(jìn)入出料槽的物料在槽中產(chǎn)生渦流而得以混合。 如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，這種帶有屏障段螺桿的產(chǎn)量、質(zhì)量、 單耗等項(xiàng)指標(biāo)都優(yōu)于常規(guī)全螺紋三段螺桿? 從制造方面來(lái)說(shuō)，也比較容易? 它適于加工聚烯烴類(lèi)塑料,3.分流型螺桿,分流型螺桿是在常規(guī)全螺紋三段螺桿上設(shè)置分流元件的一類(lèi)新型螺桿。它是利用設(shè)在螺桿上的銷(xiāo)釘或者利用在螺桿上開(kāi)設(shè)孔道將含有固體顆粒的熔料分割成許多小料流，然后又混合起來(lái)，經(jīng)

26、過(guò)以上反復(fù)出現(xiàn)的過(guò)程以達(dá)到分散和均化物料的效果，所以稱(chēng)為分流型螺桿。 利用銷(xiāo)釘起分流作用的，簡(jiǎn)稱(chēng)為銷(xiāo)釘螺桿,,銷(xiāo)釘螺桿工作原理,銷(xiāo)釘螺桿就是在螺槽中設(shè)置一些銷(xiāo)釘，將固體床打碎，破壞熔池，打亂兩相流動(dòng)，并將料流反復(fù)地分割，改變螺槽中料流的方向和速度分布，使固相和液相充分混合，增大固體床碎片與熔體之間的傳熱面積，對(duì)料流產(chǎn)生一定的阻力和剪切，促進(jìn)熔融。另外，通過(guò)銷(xiāo)釘將熔料多次分割、分流而增加對(duì)物料的混煉、均化和添加劑的分散性，獲得低溫?cái)D出。,,（1）銷(xiāo)釘?shù)脑O(shè)置： 銷(xiāo)釘?shù)臄?shù)目、大小和位置根據(jù)所加工的物料、加工的要求來(lái)確定。如果設(shè)置銷(xiāo)釘是為了增加熔融效率，銷(xiāo)釘一般設(shè)在熔融區(qū)；如果是為混煉、均化和獲得低溫?cái)D出，則銷(xiāo)釘宜設(shè)在均化段；銷(xiāo)釘?shù)呐帕杏卸喾N形式，如人字形、環(huán)形和沿螺槽均布形等。銷(xiāo)釘之間的距離一股不超過(guò)銷(xiāo)釘直徑的1.5倍，銷(xiāo)釘?shù)闹睆脚c其高度之比為0.25~2。 （2）銷(xiāo)釘?shù)男螤睿?可以是圓柱形、方形或菱形的 （3）銷(xiāo)釘螺桿的優(yōu)點(diǎn)： 實(shí)踐證明，銷(xiāo)釘螺桿可以提高產(chǎn)量，并可有效地減少 溫度波動(dòng)和溫差；可明顯改善塑化質(zhì)量，提高混合均勻性 和添加物的分散度，獲得低溫?cái)D出；加工容易。,4.組合螺桿,,