第一节第一节 概概 述述挤出成型的特点：连续、高生产率、广用途、低挤出成型的特点：连续、高生产率、广用途、低成本一、挤出机的用途与分类一、挤出机的用途与分类橡橡胶胶：：压压型型、、过过滤滤、、生生胶胶的的塑塑炼炼、、金金属属丝丝的的包包胶胶、、再再生生胶胶的的脱脱硫硫、、也也可可用用于于胶胶料料的的造造粒粒、、压压片片和和混混炼等 塑料：塑料：管、棒、板、薄膜、单丝、电线、电缆、管、棒、板、薄膜、单丝、电线、电缆、异型材、中空制品等，也可用于塑料的造粒和异型材、中空制品等，也可用于塑料的造粒和混合等合成纤维：合成纤维：作为纺丝联合机（前纺）的单元机，作为纺丝联合机（前纺）的单元机，其作用是对纺丝切片进行熔融、塑化、均化，其作用是对纺丝切片进行熔融、塑化、均化，为纺丝装置提供合格的纺丝熔体为纺丝装置提供合格的纺丝熔体 分类：单螺杆、双螺杆、无螺杆分类：单螺杆、双螺杆、无螺杆 冷喂料、热喂料（仅橡胶挤出机）冷喂料、热喂料（仅橡胶挤出机） 卧式、立式卧式、立式 普通螺杆挤出机、新型螺杆挤出机普通螺杆挤出机、新型螺杆挤出机 普通挤出机、排气挤出机。
普通挤出机、排气挤出机 二、挤出成型设备的组成二、挤出成型设备的组成主机、辅机、控制系统主机、辅机、控制系统 （一）主机（挤出机）（一）主机（挤出机）（（1 1）挤压系统（）挤压系统（2 2）传动系统（）传动系统（3 3））加热冷却系统加热冷却系统 （二）辅机（二）辅机 包括：包括：(机头机头)、定型装置、冷却装置、、定型装置、冷却装置、牵引装置、卷取或堆放装置牵引装置、卷取或堆放装置主机一般是通用的，同一挤出机安装不主机一般是通用的，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（因此有不同机是专用的，不同的制品（因此有不同的机头）用不同的辅机的机头）用不同的辅机 （三）控制系统（三）控制系统 由各种电器、仪表和执行机构组成由各种电器、仪表和执行机构组成 三、规格与技术特征三、规格与技术特征规格：以汉语拼音及螺杆直径表示规格：以汉语拼音及螺杆直径表示 XJ-150,SJ-90,VC,VD 第二节第二节 基本结构基本结构一、整体结构及传动系统一、整体结构及传动系统 （一）整体结构（一）整体结构组成：挤压（螺杆、机筒）、传动（原动机、组成：挤压（螺杆、机筒）、传动（原动机、变速及减速机构）、加热冷却系统。
变速及减速机构）、加热冷却系统 塑料挤出机与橡胶挤出机的区别塑料挤出机与橡胶挤出机的区别：第一，结构：第一，结构和主要参数不同和主要参数不同结构：结构：橡胶挤出机多为等深橡胶挤出机多为等深变距螺杆，而塑料挤出机多为等距变深螺杆；变距螺杆，而塑料挤出机多为等距变深螺杆；橡胶挤出机多为普通三段螺杆，而现代塑料挤橡胶挤出机多为普通三段螺杆，而现代塑料挤出机一般采用新型螺杆出机一般采用新型螺杆参数：参数：长径比、压缩长径比、压缩比不同第二，加热冷却系统不同橡胶挤出比不同第二，加热冷却系统不同橡胶挤出机为载体加热或冷却（加热和冷却系统为同一机为载体加热或冷却（加热和冷却系统为同一套装置），塑料挤出机为电加热，机筒冷却系套装置），塑料挤出机为电加热，机筒冷却系统：进料口水冷，其它多为风冷，螺杆为水冷统：进料口水冷，其它多为风冷，螺杆为水冷 纺丝挤出机与塑料挤出机的差异：纺丝挤出机与塑料挤出机的差异：相同：相同：螺杆参数基本相同；加热系统相同；机螺杆参数基本相同；加热系统相同；机筒进料口与塑料挤出机一样采用水环冷却筒进料口与塑料挤出机一样采用水环冷却不同：不同：机筒除进料口采用水环冷却外，其它部机筒除进料口采用水环冷却外，其它部分一般不设冷却系统；进料斗为密封料斗。
分一般不设冷却系统；进料斗为密封料斗 （二）传动系统（二）传动系统组成：组成：原动机、调速装置、减速器原动机、调速装置、减速器作用：作用：转动螺杆，使其按工艺条件正常运转转动螺杆，使其按工艺条件正常运转要求：要求：能调速、有一定的调速范围能调速、有一定的调速范围原动机两种：原动机两种：电动机、液压马达电动机、液压马达 传动方式：传动方式：1 1、感应电动机－机械变速、感应电动机－机械变速（主要用于橡胶挤出机（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）齿轮减速箱（有级，橡胶挤出机常用） 机械变速装置机械变速装置 无级变速器无级变速器 （较少采用）（较少采用） 2 2、交流整流子电动机无级变速、交流整流子电动机无级变速常用调速范围为常用调速范围为1 1：：3 33 3、直流电动机无级调速、直流电动机无级调速调速范围一般在调速范围一般在1 1：：1010以上，是目前国内外以上，是目前国内外采用最广泛的变速电动机，也是挤出机采采用最广泛的变速电动机，也是挤出机采用最多的电动机。
用最多的电动机 4 4、电磁调速交流异步电动机（滑差电机）、电磁调速交流异步电动机（滑差电机） 调调速速比比：：1 1：：5 5和和1 1：：1010两两种种，，要要配配备备稳稳压压装装置置，，否则，由于受外电网干扰，准确性差否则，由于受外电网干扰，准确性差5 5、液压马达无级调速、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挤出机上的应用 二、主要零部件二、主要零部件（一）螺杆（一）螺杆 1 1、材料、材料要要求求：：强强度度和和刚刚度度；；耐耐高高温温、、耐耐化化学学腐腐蚀蚀性性、、耐磨性材料：材料：目前我国常用的螺杆材料有目前我国常用的螺杆材料有4545号钢、号钢、4040CrCr、、38CrMoAl38CrMoAl等2 2、主要形式：、主要形式：普通型、新型普通型、新型 普通型包括：普通型包括：（（1 1）等距变深螺杆）等距变深螺杆塑料和塑料和纺丝挤纺丝挤出机多出机多采用这采用这种形式 2 2）等深变距螺杆）等深变距螺杆橡胶挤出机多采用双螺纹等深变距螺杆。
橡胶挤出机多采用双螺纹等深变距螺杆 （（3 3）变深变距螺杆）变深变距螺杆加工很复杂，采用不多加工很复杂，采用不多3 3、主要参数、主要参数（（1 1）螺杆直径（）螺杆直径（D D）－）－螺杆的外径螺杆的外径设计时由产量确定，直径越大，则生产设计时由产量确定，直径越大，则生产能力越大能力越大DsDs－－螺杆直径，螺杆直径，D Db b－－ 机筒直径二者公机筒直径二者公称尺寸相同，可用称尺寸相同，可用D表示 （（2 2）长径比（）长径比（L/DL/D）） 长径比是指螺杆工作长度长径比是指螺杆工作长度L L与外径之比与外径之比3 3）螺杆的分段）螺杆的分段进料段（进料段（ L1L1 ）、压缩段（）、压缩段（L2)L2)：：也称熔融段也称熔融段计量段（计量段（L3)L3)：：也称均化段也称均化段 （（4 4）螺槽深度）螺槽深度 螺槽深度是指螺纹外半径与其根半径螺槽深度是指螺纹外半径与其根半径之差等深变距螺杆：螺槽深度用等深变距螺杆：螺槽深度用h h表示等距变深螺杆：等距变深螺杆：进料段：进料段：h h1 1，，一般为定值；一般为定值；计量段：计量段：h h3 3，一般也是定值；，一般也是定值；压缩段：压缩段： h h2 2，，由小变大。
由小变大 （（5 5）压缩比）压缩比εε螺杆进料段第一个螺槽容积与计量段最后一个螺杆进料段第一个螺槽容积与计量段最后一个螺槽容积之比螺槽容积之比对等距变深螺杆，对等距变深螺杆， εε＝＝0.93h1/h30.93h1/h3 （（6 6）导程（）导程（t)t)、、螺距螺距( (s)s)与升角与升角( (φ)φ) t=ns , t=πt=ns , t=πDtgDtgφφ，，对单螺纹螺杆，对单螺纹螺杆，t=st=ss =πs =πDtgDtgφφ为了便于加工，为了便于加工，通常取通常取t=Dt=D，，此时此时tgtgφ=1/φ=1/ππ φ =17°40’ φ =17°40’ ( (二二) )机筒机筒1 1、机筒的结构形式、机筒的结构形式整整体体式式：：易易保保证证精精度度，，易易装装配配，，热热量量分分布布均均匀匀，，大多数挤出机采用大多数挤出机采用分分段段式式：：易易加加工工、、不不易易保保证证装装配配精精度度、、热热量量分分布不均匀，用于实验性挤出机和排气挤出机布不均匀，用于实验性挤出机和排气挤出机衬套式：节省贵重金属衬套式：节省贵重金属 2 2、机筒的加热冷却、机筒的加热冷却橡胶挤出机：载体加热冷却。
橡胶挤出机：载体加热冷却 塑料挤出机和纺丝挤出机一般采用电加热塑料挤出机和纺丝挤出机一般采用电加热 4 4、材料和要求、材料和要求 高压容器，与螺杆要求一样，硬度要高压容器，与螺杆要求一样，硬度要求更高 （三）机头－挤出机的成型部件（三）机头－挤出机的成型部件 1、机头的作用、机头的作用 （（1）使熔融物料由螺旋运动变为直线运动；）使熔融物料由螺旋运动变为直线运动； （（2）产生必要的成型压力，以保证制品的密）产生必要的成型压力，以保证制品的密实；实；（（3）使物料进一步塑化均化；）使物料进一步塑化均化；（（4）成型制品成型制品 2、机头的分类、机头的分类（（1）按用途分：）按用途分：橡胶挤出机：橡胶挤出机：内胎机头、胶内胎机头、胶管机头、胎面机头、电缆机头；管机头、胎面机头、电缆机头；塑料挤出机：塑料挤出机：吹膜机头、挤管机头、挤板机吹膜机头、挤管机头、挤板机头、挤异型材机头、吹塑中空制品机头、造头、挤异型材机头、吹塑中空制品机头、造粒机头粒机头…；；纺丝挤出机机头（纺丝组件）：纺丝挤出机机头（纺丝组件）：长丝组件、长丝组件、短纤维组件短纤维组件 （（2）按机头与螺杆的相对位置分：）按机头与螺杆的相对位置分：直向机头－直向机头－机头内料流的方向与挤出机轴向一机头内料流的方向与挤出机轴向一致。
致横向机头（直角机头）－横向机头（直角机头）－制品离开机头的方向制品离开机头的方向与螺杆轴线成与螺杆轴线成90度斜向机头（斜角机头）－斜向机头（斜角机头）－制品离开机头的方向制品离开机头的方向与螺杆轴线成一定角度与螺杆轴线成一定角度 (3)按机头内压力的大小分：按机头内压力的大小分：橡胶挤出机和塑料挤出机：橡胶挤出机和塑料挤出机：低压机头：压力小于低压机头：压力小于4MPa；；中压机头：压力在中压机头：压力在4－－10MPa之间；之间；高压机头：压力高于高压机头：压力高于10MPa纺丝挤出机：纺丝挤出机：普通组件：压力小于普通组件：压力小于9.8MPa, 高压组件：压力大于等于高压组件：压力大于等于29.4MPa 3、机头的结构、机头的结构 第三节第三节 工作原理与产量分析工作原理与产量分析一、工作原理一、工作原理 进料段：进料段：作用：作用：对物料进行输送、压实、预热对物料进行输送、压实、预热物料状态：物料状态：固态需需解解决决的的核核心心问问题题：：提提高高对对固固体体物物料料的的输输送送能能力解解决决办办法法：：适适当当加加大大进进料料段段螺螺槽槽深深度度、、进进料料段段机筒开设纵向沟槽、进料段采用锥形机筒机筒开设纵向沟槽、进料段采用锥形机筒 压缩段：压缩段：作用：对物料进行加热、压缩、熔融和排气。
作用：对物料进行加热、压缩、熔融和排气物料状态：固液共存物料状态：固液共存 计量段：计量段：作用：对物料进行进一步的塑化和均化，作用：对物料进行进一步的塑化和均化，保证其以恒定的压力、流量和温度从机头保证其以恒定的压力、流量和温度从机头挤出物料状态：熔融态物料状态：熔融态 挤出量挤出量Q Q＝＝Q QD D- -Q Qp p- -Q Ql l二、产量分析二、产量分析（一）产量计算（一）产量计算1 1、理论公式、理论公式 五点假设五点假设：：第一，第一，计量段中物料是已完全熔融的等温计量段中物料是已完全熔融的等温状态的牛顿流体，它在螺槽中的流动为层流流动；状态的牛顿流体，它在螺槽中的流动为层流流动；第第二，二，熔体的压力仅仅是沿螺槽方向的函数；熔体的压力仅仅是沿螺槽方向的函数；第三，第三，熔熔体不可压缩，其密度不变；体不可压缩，其密度不变；第四，第四，螺槽宽度与深度之螺槽宽度与深度之比大于比大于1010；；第五，第五，将螺杆和机筒分别展为两个大平面，将螺杆和机筒分别展为两个大平面，并设螺杆平面静止而机筒平面以并设螺杆平面静止而机筒平面以v vb b=π=πDnDn的速度平移的速度平移。
挤出量挤出量Q Q＝＝Q QD D- -Q Qp p- -Q Ql l2、、经验公式经验公式Q=βdQ=βd3 3n n3 3、按挤出半制品线速度计算、按挤出半制品线速度计算 Q=60vgα Q=60vgα （二）影响生产能力的因素（二）影响生产能力的因素1 1、螺杆转速、螺杆转速通过增加通过增加n n来提高来提高Q Q是最简单和有效的方法但是最简单和有效的方法但n n的增加是的增加是有一定限度的，因为有一定限度的，因为(1)(1)n n过高时物料受到过强的剪切作用，过高时物料受到过强的剪切作用，易产生过热分解；易产生过热分解；(2)(2)n n的增加使物料在挤出机中流经时间的增加使物料在挤出机中流经时间缩短，固相物料来不及充分熔融和均化，从而导致熔体质缩短，固相物料来不及充分熔融和均化，从而导致熔体质量下降3)(3)转速增加，功率消耗也相应增大转速增加，功率消耗也相应增大 2 2、机头压力、机头压力（（1 1）螺杆特性曲线）螺杆特性曲线 B+CB+C越小，则螺杆特性曲线越平，即螺杆特性越小，则螺杆特性曲线越平，即螺杆特性越硬，挤出越稳定。
越硬，挤出越稳定 （（2 2）） 机头特性线机头特性线Q=Q=KpKp/μ /μ 对机头特性线，对机头特性线，p增加，则增加，则Q增加，；对增加，；对螺杆特性线，螺杆特性线，p增加，增加， Q Qp p和和Q Ql l增大，则增大，则Q降低对同一台挤出机而言，在正常工作降低对同一台挤出机而言，在正常工作情况下，从螺杆和机头挤出的物料必定相情况下，从螺杆和机头挤出的物料必定相同，故挤出机的工作点必定是螺杆与机头同，故挤出机的工作点必定是螺杆与机头特性线的交点特性线的交点 产量接近与螺杆直径的平方成正比，在一定条产量接近与螺杆直径的平方成正比，在一定条件下，适当地增大螺杆直径是提高挤出机生产件下，适当地增大螺杆直径是提高挤出机生产能力的一个重要途径能力的一个重要途径3 3、螺杆直径、螺杆直径 4、螺槽深度、螺槽深度对挤出量而言，螺槽深度存在一个最佳值，对挤出量而言，螺槽深度存在一个最佳值，并非越深越好而并非越深越好而h h3 3 较小的螺杆，螺杆特性较小的螺杆，螺杆特性线斜率绝对值较小，即螺杆特性较硬，挤出线斜率绝对值较小，即螺杆特性较硬，挤出稳定性较好浅的稳定性较好。
浅的h h3 3 ，，物料受到的剪切作用物料受到的剪切作用大，有利于它在计量段的进一步塑化和均化，大，有利于它在计量段的进一步塑化和均化，但过浅的但过浅的h h3 3 可能会引起热敏性物料的分解可能会引起热敏性物料的分解 5 5、计量段长度、计量段长度 增大增大L L3 3 可减少反流和漏流的流量，在其它条件可减少反流和漏流的流量，在其它条件相同时，相对地提高了产量另外，计量段较相同时，相对地提高了产量另外，计量段较长的螺杆，其工作特性较硬长的螺杆，其工作特性较硬 第三节第三节 新型螺杆和排气挤出机新型螺杆和排气挤出机一、新型螺杆一、新型螺杆（一）常规全螺纹三段螺杆存在的主要问题（一）常规全螺纹三段螺杆存在的主要问题（（1 1））不不能能保保证证固固体体床床在在消消失失之之前前始始终终以以最最大大的的面积与机筒相接触；（面积与机筒相接触；（2 2）固体床破裂；）固体床破裂；（（3 3））已已熔熔融融的的物物料料由由于于保保持持与与机机筒筒的的接接触触而而过过热结结果果：：导导致致温温度度、、塑塑化化极极不不均均匀匀以以及及由由此此造造成成的的物物料料粘粘度度等等不不均均匀匀，，压压力力、、产产量量波波动动大大，，尤尤其是在高转速情况下，这些弊端更为突出。
其是在高转速情况下，这些弊端更为突出 （二）新型螺杆（二）新型螺杆 1 1、分离型螺杆、分离型螺杆设计这类螺杆的指导思想是：设计这类螺杆的指导思想是：改变常规改变常规全螺纹三段螺杆在压缩段熔融过程中固全螺纹三段螺杆在压缩段熔融过程中固液相共存于同一螺槽的状况，将已熔融液相共存于同一螺槽的状况，将已熔融的物料与未熔融的物料尽早分离，从而的物料与未熔融的物料尽早分离，从而促进未熔融的物料更快熔融促进未熔融的物料更快熔融 2 2、屏障型螺杆、屏障型螺杆 3、分流型螺杆、分流型螺杆 4、组合螺杆、组合螺杆最大特点是适应性强，专用性也强，易于获得最大特点是适应性强，专用性也强，易于获得最佳的工作条件，在一定程度上解决了最佳的工作条件，在一定程度上解决了““万能万能””与与““专用专用””之间的矛盾之间的矛盾. . 二、排气式挤出机二、排气式挤出机用途：排出熔体中夹带的气体用途：排出熔体中夹带的气体 为保证挤出机的正常运转，第一、二为保证挤出机的正常运转，第一、二计量段的挤出量必须相等如果第一计量计量段的挤出量必须相等如果第一计量段的挤出量大于第二计量段挤出量时，物段的挤出量大于第二计量段挤出量时，物料必然在排气口溢出，反之，挤出不稳定，料必然在排气口溢出，反之，挤出不稳定，制品致密性差。