《雙螺桿擠出機(jī)工作原理(新)課件.ppt》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《雙螺桿擠出機(jī)工作原理(新)課件.ppt(43頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,雙螺桿擠出機(jī)誕生的背景: 雙螺桿擠出機(jī)是在單螺桿擠出機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的 用單螺桿擠出機(jī)加工 材 料:摻混料(纖維與樹(shù)脂) 填充、增強(qiáng)材料(CaCO3、紅泥、礦渣等) 出現(xiàn)問(wèn)題:吃料難、熔融難、塑化差 70年代以來(lái),雙螺桿擠出機(jī)發(fā)展十分迅速 歐 洲:100%管、板、異型材制品用雙螺桿擠出機(jī)加工,2、分類(lèi) (1)按照螺桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi) 平行雙螺桿擠出機(jī) 錐形雙螺桿擠出機(jī),一、雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類(lèi),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,平行雙螺桿擠出機(jī),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,錐形雙螺桿擠出機(jī),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,全嚙合,非嚙合,部分嚙合,雙螺桿擠
2、出機(jī)的工作原理,一、雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類(lèi),2、分類(lèi) (3)按照螺紋的旋向與轉(zhuǎn)向分類(lèi) 異向雙螺桿:異向螺紋、異向轉(zhuǎn)動(dòng) (異向向內(nèi)、異向向外) 同向雙螺桿: 同向螺紋、同向轉(zhuǎn)動(dòng),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,同向,異向,雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向: 平行雙螺桿(異向、同向) 錐形雙螺桿(異向),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,錐形,平行,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,3、雙螺桿間的開(kāi)放和封閉,物料的流動(dòng)空間不同,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,,捏合盤(pán),雙螺桿擠出機(jī)的類(lèi)型,愛(ài)德蒙哥分類(lèi):,分類(lèi)術(shù)語(yǔ)概念,縱向開(kāi)口:自加料口到口模有一通道,物料從一根螺桿流往另一根螺桿。 橫向開(kāi)口
3、:垂直螺棱方向物料能越過(guò)螺棱,在一根螺桿的各個(gè)螺槽之間進(jìn)行物料交換。 非嚙合雙螺桿:縱橫向都開(kāi)口 全嚙合反向旋轉(zhuǎn):縱橫向都封閉,不考慮間隙,形成封閉室 全嚙合同向旋轉(zhuǎn):縱向開(kāi)口,橫向封閉 部分嚙合:兩種,縱開(kāi)橫閉;縱橫開(kāi)口,二、雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,1、加料段 單螺桿輸送機(jī)理:由摩擦和粘性拖曳輸送 固體(加料段):摩擦輸送(fs、fb ) 熔體(計(jì)量段):摩擦和粘性拖曳輸送 雙螺桿輸送機(jī)理:強(qiáng)制輸送 (正位移輸送) 不同類(lèi)型雙螺桿:正位移輸送能力不同 輸送機(jī)理有差異,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,二、雙螺桿擠出機(jī)的工作原理, 非嚙合型雙螺桿的工作原理
4、 不能形成封閉或半封閉的型腔,無(wú)正位移輸送條件, 其輸送機(jī)理與單螺桿相似。, 嚙合型雙螺桿的工作原理 能形成封閉或半封閉的型腔,有正位移輸送條件, 其正位移輸送程度與封閉程度有關(guān)。,只討論全嚙合式雙螺桿擠出機(jī)輸送機(jī)理。,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,1、加料段(全嚙合型),(1)異向雙螺桿對(duì)物料的輸送機(jī)理,共軛縱橫向全封閉的矩形螺槽,異向旋轉(zhuǎn), 特點(diǎn)(形成C形室沿螺桿軸向移動(dòng)),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,分開(kāi)看:兩根旋向不同的雙螺桿 合著看:嚙合區(qū) 一根螺桿螺棱插入另一根螺槽中,把兩個(gè) 連續(xù)的螺旋通道分割成一段段的封閉“C” 形室,室數(shù)與螺紋圈數(shù)相同。 動(dòng) 作:螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)
5、, “C”形室前移(軸向移動(dòng)) 螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)一圈, “C”形室前移一個(gè)導(dǎo)程的 距離。,(1)異向雙螺桿對(duì)物料的輸送機(jī)理,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,異向向內(nèi): 在加料口物料被拉入螺槽,螺槽空間暴露少,易充滿螺槽,且物料受到強(qiáng)烈的擠壓,從而對(duì)螺桿產(chǎn)生反壓力,即螺桿分離力。,(1)異向雙螺桿對(duì)物料的輸送 機(jī)理,異向向外: 在加料口不斷騰出空間,使物料不斷進(jìn)入螺槽, 即進(jìn)入“C”形室,然后隨著“C”形室向前輸送。, 旋向的影響,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,(1)異向雙螺桿對(duì)物料的輸送 機(jī)理,, 兩螺桿間存在間隙,兩螺桿產(chǎn)生分離力更大。,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,兩螺桿主要設(shè)計(jì)成螺紋式: 有正向螺紋
6、、反向螺紋和特種螺紋之安排 兩螺桿之間的間隙: 間隙越小,剪切速率越大,分散混合效果好,但兩螺桿的分離力大。 間隙越大,剪切速率越小,但通過(guò)量越大,分布混合效果好。, 異向雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計(jì)及操作特點(diǎn),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,(1)異向雙螺桿對(duì)物料的輸送機(jī)理,壓縮段,定量加料: 控制物料的塑化情況,熔融與單螺桿相似 加設(shè)排氣口: 相鄰的腔室間沒(méi)有壓差,氣體向料斗方向排氣比較困難,必須設(shè)置排氣口。, 異向雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計(jì)及操作特點(diǎn),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,加強(qiáng)壓縮: 因?yàn)楣腆w輸送段螺槽未充滿,所以要加強(qiáng)壓縮,有利于傳熱,加速熔融,更好排氣。 壓縮方式: 改變螺紋導(dǎo)程、螺棱寬度、螺桿外徑、螺桿根
7、徑、設(shè)置反向螺紋等。, 異向雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計(jì)及操作特點(diǎn),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,結(jié)構(gòu)(與異向轉(zhuǎn)動(dòng)雙螺桿相比): 相同點(diǎn):在嚙合區(qū),螺棱插入螺槽形成“C”形室 不同點(diǎn):“C”形室不封閉,兩個(gè)螺桿間有一個(gè)連 續(xù)通道 ( “C”形室相連)。 通道形成: 在嚙合區(qū)(開(kāi)口處),物料沿一根螺 桿螺槽的“C”形室進(jìn)入另一根螺桿螺槽的“C” 形室前進(jìn),再到嚙合區(qū)時(shí),又跨回前一根螺桿螺槽 的“C”形室。,(2)同向雙螺桿對(duì)物料的輸送機(jī)理,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,(2)同向雙螺桿對(duì)物料的輸送機(jī)理,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,雙螺桿熔體的流動(dòng),注意: 嚙合型同向雙螺桿的縱向必須開(kāi)放,否則,螺桿會(huì)發(fā)生干涉而不能?chē)Ш?/p>
8、。即螺槽寬度大于螺棱寬度,縱向有通道。,(2)同向雙螺桿對(duì)物料的輸送機(jī)理,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,(2)同向雙螺桿對(duì)物料的輸送機(jī)理,同向雙螺桿兩螺桿之間沒(méi)有壓迫效應(yīng),同向雙螺桿兩螺桿嚙合處的相對(duì)速度,Vr2 n (RbRs),同向雙螺桿之間一般制作成緊密?chē)Ш?,以提高自潔能力?特點(diǎn):,具有更強(qiáng)的自潔性,,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,(1) 輸送元件 具有一般螺紋結(jié)構(gòu),主要起輸送作用。,等深、等距、槽寬等于棱寬、縱橫向皆封閉的輸送元件 正位移能力強(qiáng) 混合作用差 用于固體輸送和熔體輸送,2、雙螺桿擠出機(jī)中的功能元件,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理, 輸送特點(diǎn),I. 優(yōu)點(diǎn) c. 自潔性好 單螺桿:在螺
9、槽后面易滯料(PVC、PVDC易分解) 無(wú)自潔性 雙螺桿:在嚙合處有速度差,相互擦離,防止滯料 同向:Vr=V1b+V2s(自潔性更強(qiáng)) 異向:Vr=V1b- V2s,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,I. 優(yōu)點(diǎn) d. 物料停留時(shí)間短而均勻 單螺桿:有Qd、QP、QL,各處速度不同, 物料歷程差異大(同進(jìn)不同出), 停留時(shí)間分布寬,少部分停留時(shí)間長(zhǎng), 易分解,難控制。 雙螺桿:穩(wěn)定輸送,QP0, QL也很少,物料歷程基本相 同,停留時(shí)間分布窄,停留時(shí)間短。, 輸送特點(diǎn),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,雙螺桿擠出機(jī)的工作原
10、理,II.缺點(diǎn) a.擠出量波動(dòng) 螺紋末端:終嚙合點(diǎn)打開(kāi):出料 終嚙合點(diǎn)嚙合:不出料 異向比同向更突出,必須想辦法解決擠出量波動(dòng)的問(wèn)題,每轉(zhuǎn)一周,就有一瞬間,無(wú)物料擠出。, 輸送特點(diǎn),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,II.缺點(diǎn) b. 排氣性能差氣體被圍在螺槽內(nèi) 擠出機(jī)要設(shè)排氣段,并有抽真空系統(tǒng)排氣系統(tǒng)。,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理, 輸送特點(diǎn),II.缺點(diǎn) c.異向雙螺桿易產(chǎn)生壓延效應(yīng) 在嚙合處,物料被拉入間隙,物料受擠壓同時(shí)對(duì)螺桿產(chǎn)生較大反作用力分離力,使螺桿彎曲,對(duì)機(jī)筒產(chǎn)生磨損,稱(chēng)為“壓延效應(yīng)”。 異向向內(nèi)雙螺桿:壓延效應(yīng)嚴(yán)重,使用甚少 異向向外雙螺桿:n=850rpm,減輕機(jī)筒磨損
11、同向轉(zhuǎn)動(dòng)雙螺桿:不產(chǎn)生壓延效應(yīng),n=300rpm, 輸送特點(diǎn),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,(2) 混合混煉元件,開(kāi)設(shè)垂直于螺棱的溝槽,起到回混作用。,溝槽式混合元件,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,偏心圓形 混合比較難以混合的物料。,菱形 剪切不強(qiáng)烈,適用于剪敏性的物料,曲邊三角形 剪切強(qiáng)烈,適用于能承受剪切的物料,捏 合 盤(pán),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,菱 形 捏 合 盤(pán) 裝 配 圖,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,菱 形 捏 合 盤(pán) 裝 配 圖,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,齒形混合元件 可以進(jìn)行分流,增加界面,有利于分布混合比較難以混合的物料。,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理, 雙螺桿輸送能力強(qiáng),物料停留時(shí)間短 必須有強(qiáng)烈
12、的塑化手段和混合方法,以保證物料的熔融和均化。,3、雙螺桿對(duì)物料的混煉與塑化總結(jié),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,機(jī)筒加熱 間隙中產(chǎn)生強(qiáng)剪切(間隙比單螺桿多四種間隙) 同向螺桿歷程長(zhǎng),物料分流、合并,進(jìn)入不同螺桿C形室。 混合效果好用于共混、填充、造粒 加入各種混煉元件,提高塑化、混合作用。,3、雙螺桿對(duì)物料的混煉與塑化總結(jié),雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,三、雙螺桿的結(jié)構(gòu)參數(shù),1、D不能太小,從25開(kāi)始 2、L/D達(dá)到同樣的成型效果時(shí),比較小,1822 3、h3大,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,4、壓縮比實(shí)現(xiàn)方法 (a)采用不同螺距的三段螺桿 (b)采用連續(xù)的漸變螺距 (c)螺距不變,螺棱厚度改變 (d)螺距不變,連續(xù)改變螺槽的深度 改變螺槽容積 (e)錐形雙螺桿螺桿內(nèi)外徑 連續(xù)變化螺槽容積逐漸減小,雙螺桿擠出機(jī)的工作原理,單螺桿與雙螺桿的功能特性比較,The End,,,,