双螺杆挤出机ppt课件

《双螺杆挤出机ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双螺杆挤出机ppt课件（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、4.3 双螺杆挤出机双螺杆挤出机4.3.1 概述概述4.3.2 双螺杆挤出过程参量双螺杆挤出过程参量 4.3.3 双螺杆挤出机主要参数双螺杆挤出机主要参数4.4.4 双螺杆挤出机主要零部件双螺杆挤出机主要零部件 14.3.1 4.3.1 概述概述1 1单螺杆挤出机的局限性单螺杆挤出机的局限性u加料性能差加料性能差u排气效果差排气效果差u物料停留时间长物料停留时间长2 2 双螺杆挤出机的优点双螺杆挤出机的优点u容易加入带状料、粉料及玻璃纤维等物料容易加入带状料、粉料及玻璃纤维等物料u物料停留时间短物料停留时间短u塑化、混合效果佳塑化、混合效果佳u排气、自洁性能优良排气、自洁性能优良u比功率低比功

2、率低u螺杆特性硬螺杆特性硬24.3.1 4.3.1 概述概述3 3基本结构基本结构u挤压系统双螺杆机筒u传动系统u加热冷却系统u控制系统u加料装置u机座3是在一个是在一个“”字形机筒字形机筒内，由两根互相啮合的螺内，由两根互相啮合的螺杆组成。螺杆可以是整体杆组成。螺杆可以是整体或组装，同向旋转或异向或组装，同向旋转或异向旋转，平行或锥形的旋转，平行或锥形的 双螺杆挤出机挤压系统双螺杆挤出机挤压系统30 七月 20244双螺杆挤出机和单螺杆双螺杆挤出机和单螺杆挤出机挤出机工作原理比较工作原理比较u物料在单螺杆挤出机中的输送是依靠物料与机物料在单螺杆挤出机中的输送是依靠物料与机筒的摩擦力筒的摩擦力

3、u而双螺杆挤出机则为而双螺杆挤出机则为“正向输送正向输送”，有强制将，有强制将物料向前输送的作用，另外，双螺杆挤出机在物料向前输送的作用，另外，双螺杆挤出机在两根螺杆的啮合处还对物料产生剪切作用两根螺杆的啮合处还对物料产生剪切作用30 七月 202454 4 类型类型按相对位置按相对位置按旋转方向按旋转方向同向旋转同向旋转向内异向旋转向内异向旋转向外异向旋转向外异向旋转平行双螺杆平行双螺杆锥形双螺杆锥形双螺杆按螺杆轴线是否平行按螺杆轴线是否平行啮合型啮合型非啮合型非啮合型完全啮合型完全啮合型部分啮合型部分啮合型65 5 工作原理工作原理u双螺杆挤出机的结构尽管与单螺杆挤出机很相似，双螺杆挤出机

4、的结构尽管与单螺杆挤出机很相似，但是其工作原理与单螺杆挤出机很不相同。但是其工作原理与单螺杆挤出机很不相同。uu在双螺杆挤出机中，原材料由加料装置（一般为在双螺杆挤出机中，原材料由加料装置（一般为在双螺杆挤出机中，原材料由加料装置（一般为在双螺杆挤出机中，原材料由加料装置（一般为定量加料）通过加料口加入，且有些添加料（如定量加料）通过加料口加入，且有些添加料（如定量加料）通过加料口加入，且有些添加料（如定量加料）通过加料口加入，且有些添加料（如玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维 等）还需通过机筒中间的加料口加入，等）还需通过机筒中间的加料口加入，等）还需通过机筒中间的加料口加入，等）还需通过机筒

5、中间的加料口加入，物料经受双螺杆熔融、混炼、输送等作用到达挤物料经受双螺杆熔融、混炼、输送等作用到达挤物料经受双螺杆熔融、混炼、输送等作用到达挤物料经受双螺杆熔融、混炼、输送等作用到达挤出机头口模。出机头口模。出机头口模。出机头口模。u在这一过程中，物料的运动情况因螺杆的啮合方在这一过程中，物料的运动情况因螺杆的啮合方式、旋转方向的不同而不同。式、旋转方向的不同而不同。 啮合型同向双螺杆挤出机啮合型同向双螺杆挤出机75 5 工作原理工作原理u物料自料斗经定量装料器加入物料自料斗经定量装料器加入 机筒后，按照旋转机筒后，按照旋转方向，可从方向，可从 一根螺杆的螺槽经啮合区的间隙流一根螺杆的螺槽经

6、啮合区的间隙流入另一根螺杆的螺槽，入另一根螺杆的螺槽，形成旋转的倒形成旋转的倒形成旋转的倒形成旋转的倒“ “8”8”形向前形向前形向前形向前运动，于是，从加料口至机头存在着通道运动，于是，从加料口至机头存在着通道运动，于是，从加料口至机头存在着通道运动，于是，从加料口至机头存在着通道。u在啮合处，螺纹和螺槽的速度相反，物料相对速在啮合处，螺纹和螺槽的速度相反，物料相对速度很大，承受很大的剪切，有利于混合，度很大，承受很大的剪切，有利于混合，且能刮且能刮且能刮且能刮去螺槽内的积料，故具有较好的混炼和自洁作用。去螺槽内的积料，故具有较好的混炼和自洁作用。去螺槽内的积料，故具有较好的混炼和自洁作用。

7、去螺槽内的积料，故具有较好的混炼和自洁作用。u由于啮合处两根螺杆的速度方向相反，因此能在由于啮合处两根螺杆的速度方向相反，因此能在上下啮合区形成平衡的压力，上下啮合区形成平衡的压力，螺杆的轴承及机筒螺杆的轴承及机筒螺杆的轴承及机筒螺杆的轴承及机筒承载均匀，故可在高转速下工作。承载均匀，故可在高转速下工作。承载均匀，故可在高转速下工作。承载均匀，故可在高转速下工作。 啮合型同向双螺杆挤出机啮合型同向双螺杆挤出机85 5 工作原理工作原理u由于两根螺杆相互啮合，对物由于两根螺杆相互啮合，对物 料输送有强制的料输送有强制的推力，故推力，故螺槽内的物料可以不充满螺槽地向前输螺槽内的物料可以不充满螺槽地

8、向前输螺槽内的物料可以不充满螺槽地向前输螺槽内的物料可以不充满螺槽地向前输送。送。送。送。u螺杆啮合处对物料的剪切过程螺杆啮合处对物料的剪切过程 使物料的表层不使物料的表层不断的更新，断的更新，具有很好的脱挥排气性能具有很好的脱挥排气性能具有很好的脱挥排气性能具有很好的脱挥排气性能。uu近年来，为了强化同向旋转双螺杆挤出机的混炼近年来，为了强化同向旋转双螺杆挤出机的混炼近年来，为了强化同向旋转双螺杆挤出机的混炼近年来，为了强化同向旋转双螺杆挤出机的混炼能力，在螺杆元件中采用了各种结构的混合与剪能力，在螺杆元件中采用了各种结构的混合与剪能力，在螺杆元件中采用了各种结构的混合与剪能力，在螺杆元件中

9、采用了各种结构的混合与剪切元件，使其混炼能力得到了更大的增强，因此切元件，使其混炼能力得到了更大的增强，因此切元件，使其混炼能力得到了更大的增强，因此切元件，使其混炼能力得到了更大的增强，因此啮合型同向旋转双螺杆挤出机被广泛用于物料的啮合型同向旋转双螺杆挤出机被广泛用于物料的啮合型同向旋转双螺杆挤出机被广泛用于物料的啮合型同向旋转双螺杆挤出机被广泛用于物料的混炼。混炼。混炼。混炼。 啮合型同向双螺杆挤出机啮合型同向双螺杆挤出机95 5 工作原理工作原理u由于两根螺杆的旋转方由于两根螺杆的旋转方 向不向不同，一根螺杆中物料螺旋前进同，一根螺杆中物料螺旋前进的道路被另一根螺杆堵死，故的道路被另一根

10、螺杆堵死，故不能形成不能形成不能形成不能形成“ “8”8”运动运动运动运动。 啮合型异向双螺杆挤出机啮合型异向双螺杆挤出机u在啮合处，一根螺杆的螺纹插入另一根螺杆的螺槽在啮合处，一根螺杆的螺纹插入另一根螺杆的螺槽中，使中，使连续的螺槽被分割成相互隔离的连续的螺槽被分割成相互隔离的连续的螺槽被分割成相互隔离的连续的螺槽被分割成相互隔离的C C形小室形小室形小室形小室。u螺杆旋转时，随着啮合部分的轴向移动，小室也沿螺杆旋转时，随着啮合部分的轴向移动，小室也沿着轴向前移，螺杆每转一圈，小室就前移一个导程着轴向前移，螺杆每转一圈，小室就前移一个导程的距离，故的距离，故自机筒加料口到机头不存在物料的连续

11、自机筒加料口到机头不存在物料的连续自机筒加料口到机头不存在物料的连续自机筒加料口到机头不存在物料的连续通道通道通道通道。105 5 工作原理工作原理u少量物料被拉入两螺杆之间的少量物料被拉入两螺杆之间的径向间隙，受到径向间隙，受到 螺棱和螺槽间螺棱和螺槽间的研磨和滚压作用，此作用与的研磨和滚压作用，此作用与压压 延机上物料的滚压作用相似，延机上物料的滚压作用相似，称为称为“压延效应压延效应压延效应压延效应” 啮合型异向双螺杆挤出机啮合型异向双螺杆挤出机u由于压延效应，使机筒壁和轴承受力不均匀而局由于压延效应，使机筒壁和轴承受力不均匀而局部受压磨损，故部受压磨损，故异向旋转的双螺杆只能在较低的异

12、向旋转的双螺杆只能在较低的异向旋转的双螺杆只能在较低的异向旋转的双螺杆只能在较低的转速下工作。转速下工作。转速下工作。转速下工作。uu异向啮合型双螺杆混炼剪切作用较弱，故适用于异向啮合型双螺杆混炼剪切作用较弱，故适用于异向啮合型双螺杆混炼剪切作用较弱，故适用于异向啮合型双螺杆混炼剪切作用较弱，故适用于热敏料和需要受热时间短的物料的成型。热敏料和需要受热时间短的物料的成型。热敏料和需要受热时间短的物料的成型。热敏料和需要受热时间短的物料的成型。115 5 工作原理工作原理uu轴向漏流轴向漏流轴向漏流轴向漏流1 1：由于两螺杆不啮合，由于两螺杆不啮合，它们之间的径向间隙很大，所它们之间的径向间隙很

13、大，所以存在较大的轴向漏流。以存在较大的轴向漏流。 非啮合型双螺杆挤出机非啮合型双螺杆挤出机uu环形漏流环形漏流环形漏流环形漏流2 2：由于两螺杆的螺棱的相对位置是错开由于两螺杆的螺棱的相对位置是错开的，即一根螺杆的推力面的物料压力大于另一根螺的，即一根螺杆的推力面的物料压力大于另一根螺杆拖曳面的物料压力，从而产生了杆拖曳面的物料压力，从而产生了流动流动流动流动2 2（物料从物料从物料从物料从压力较高的螺杆推力面向另一螺杆压力较低的拖曳压力较高的螺杆推力面向另一螺杆压力较低的拖曳压力较高的螺杆推力面向另一螺杆压力较低的拖曳压力较高的螺杆推力面向另一螺杆压力较低的拖曳面流动面流动面流动面流动）。

14、）。）。）。125 5 工作原理工作原理uu拖曳流拖曳流拖曳流拖曳流3 3：同时随着螺杆的旋转，同时随着螺杆的旋转，在两螺杆的间隙处物料不断受到在两螺杆的间隙处物料不断受到搅动并被不断带走而更新（不论搅动并被不断带走而更新（不论两螺杆的转向如何），产生两螺杆的转向如何），产生流动流动流动流动3 3。 非啮合型双螺杆挤出机非啮合型双螺杆挤出机uu拖曳环流拖曳环流拖曳环流拖曳环流4 4：特别是在异向旋转过程中，物料在特别是在异向旋转过程中，物料在A处处受到阻碍，产生了受到阻碍，产生了流动流动流动流动4 4。uu而所有这些流动形式都增加了对物料的混炼和剪切而所有这些流动形式都增加了对物料的混炼和剪切

15、而所有这些流动形式都增加了对物料的混炼和剪切而所有这些流动形式都增加了对物料的混炼和剪切作用作用作用作用。uu由于这种啮合形式的双螺杆没有自清洁作用，所以由于这种啮合形式的双螺杆没有自清洁作用，所以由于这种啮合形式的双螺杆没有自清洁作用，所以由于这种啮合形式的双螺杆没有自清洁作用，所以一般仅用于混料。一般仅用于混料。一般仅用于混料。一般仅用于混料。135 5 工作原理工作原理 啮合型锥形异向双螺杆挤出机啮合型锥形异向双螺杆挤出机u计量段末的螺杆横断面积减小，因此在同等的机头压力下，它计量段末的螺杆横断面积减小，因此在同等的机头压力下，它具有较小的轴向压力，具有较小的轴向压力，减轻了止推轴承的负

16、载减轻了止推轴承的负载减轻了止推轴承的负载减轻了止推轴承的负载。u两个螺杆的轴线尾部分开，有利于安装较大的承载轴承，故两个螺杆的轴线尾部分开，有利于安装较大的承载轴承，故可可可可承受较大扭矩，且寿命长承受较大扭矩，且寿命长承受较大扭矩，且寿命长承受较大扭矩，且寿命长。u加料段直径大，螺杆强度高，物料受热面积大，加料段直径大，螺杆强度高，物料受热面积大，有利于塑化有利于塑化有利于塑化有利于塑化。而在计量段螺杆直径小，受热较小，而在计量段螺杆直径小，受热较小，有利于实现低温挤出有利于实现低温挤出有利于实现低温挤出有利于实现低温挤出。u由于锥形双螺杆比平行双螺杆有上述优点，由于锥形双螺杆比平行双螺杆

17、有上述优点，现已逐步取代了平现已逐步取代了平现已逐步取代了平现已逐步取代了平行异向旋转双螺杆挤出机行异向旋转双螺杆挤出机行异向旋转双螺杆挤出机行异向旋转双螺杆挤出机。14 描写双螺杆挤出这一过程的参量有温度、充满度、压力温度、充满度、压力和能量能量。4.3.2 4.3.2 双螺杆挤出过程参变量双螺杆挤出过程参变量 15 温度是挤出过程得以进行的重要条件之一。如前所述，物料从加入料斗到最后成型为制品是经历了一个复杂的温度过程的。 1 1、温度、温度16 热量来源热量来源热量来源热量来源 温温度度是是双双螺螺杆杆挤挤出出过过程程得得以以进进行行的的重重要要条条件件之之一一。物物料料由由固固态态变变

18、为为粘粘流流态态，需需要要热热量量。挤挤出出过过程热量的来源有两个：程热量的来源有两个：a.机筒外部加热器通过机筒传给物料的热量。b.物料与物料之间、物料与螺杆、物料与机筒之间的摩擦热和物料受剪切而生成的热量。1 1、温度、温度17 温度的调节温度的调节温度的调节温度的调节uu加料口：加料口：加料口：加料口：为保证物料顺利加入，必须保持固体的摩为保证物料顺利加入，必须保持固体的摩擦性质，故此段机筒不但不要加热，还需要冷却。擦性质，故此段机筒不但不要加热，还需要冷却。在加料口下游，机筒温度则需升高，以便将物料加在加料口下游，机筒温度则需升高，以便将物料加热，促使其熔融。热，促使其熔融。uu熔融后

19、：熔融后：熔融后：熔融后：机筒温度要机筒温度要保持低温保持低温，使物料保持较高的，使物料保持较高的粘度，这粘度，这有利于混合，防止物料过热分散，实现低有利于混合，防止物料过热分散，实现低温挤出温挤出。uu螺杆轴线方向机筒的温度设定：螺杆轴线方向机筒的温度设定：螺杆轴线方向机筒的温度设定：螺杆轴线方向机筒的温度设定：与双螺杆挤出机的与双螺杆挤出机的类型、螺杆构型及挤出物料特性和对最终挤出物性类型、螺杆构型及挤出物料特性和对最终挤出物性能要求有关，由双螺杆挤出机的加热冷却系统和温能要求有关，由双螺杆挤出机的加热冷却系统和温控系统来实现。控系统来实现。1 1、温度、温度18 建压导致的温升建压导致的

20、温升建压导致的温升建压导致的温升 在在熔熔体体输输送送中中螺螺杆杆建建压压的的同同时时，会会引引起起熔熔体体的的温温升：升：1 1、温度、温度uP压差压差uT温升温升u 熔体密度熔体密度uCp 比热容比热容um效率效率T（）=0.5P (bar) )u这意味着压力升高这意味着压力升高1 MPa，温度上升，温度上升5 。这种建压引起的温升有害无。这种建压引起的温升有害无益，即浪费能量，又易引起物料分解，也无益于混合。益，即浪费能量，又易引起物料分解，也无益于混合。u必须对螺杆建压区的构型进行优化，减少螺杆背压区的长度，使能量输必须对螺杆建压区的构型进行优化，减少螺杆背压区的长度，使能量输入和温升

21、达到最小值。入和温升达到最小值。19 2 2、充满度、充满度u由于采用计量加料，再加上主机螺杆转数可无级调节，以及双螺杆螺杆构型对物料的接受和输送的特点，因而沿螺杆轴线方向各螺杆区段的螺槽并不是都被物料充满，有的区段的螺杆元件处于非充满状态（饥饿状态饥饿状态饥饿状态饥饿状态）。充满度充满度充满度充满度uu充满度：充满度：充满度：充满度：物料填充螺槽的面积A与螺槽的总面积A之比。uu固体输送段：固体输送段：固体输送段：固体输送段：充满度一般小于1；取决于螺杆构型，uu熔融段：熔融段：熔融段：熔融段：充满度可能等于或小于1；uu熔体输送段：熔体输送段：熔体输送段：熔体输送段：充满度可能等于或小于1

22、；uu在排气段：在排气段：在排气段：在排气段：充满度必须小于1。uu反螺纹段、反向捏合块：反螺纹段、反向捏合块：反螺纹段、反向捏合块：反螺纹段、反向捏合块：充满度等于1。u为了使物料通过反螺纹段和反向捏合块，其上游用于建压的正向螺纹元件中必定有一段螺槽的充满度等于1。部分充满的螺槽部分充满的螺槽20 充满度的物理意义：充满度的物理意义：充满度的物理意义：充满度的物理意义：uu固体输送段：固体输送段：固体输送段：固体输送段：可表明物料与螺杆和机筒的接触情可表明物料与螺杆和机筒的接触情况，因而表明由机筒吸收热量的情况；况，因而表明由机筒吸收热量的情况；uu熔融段：熔融段：熔融段：熔融段：它意味着物

23、料受剪切的强弱；它意味着物料受剪切的强弱；uu排气段：排气段：排气段：排气段：它表明物料自由表面积的大小，排气效它表明物料自由表面积的大小，排气效果的好坏，冒不冒料；果的好坏，冒不冒料；uu熔体输送段：熔体输送段：熔体输送段：熔体输送段：它表明螺杆内是否建立起压力。它表明螺杆内是否建立起压力。 通过调节充满度，可以调节挤出过程，达到预期通过调节充满度，可以调节挤出过程，达到预期的目的。的目的。 2 2、充满度、充满度21 3 3、压力、压力 压力的建立：压力的建立：只有充满度等于1的区段，才有可能建立起压力。 压力的分布：压力的分布：沿螺杆轴线方向就有一个压力分布问题。用压力梯度（即沿螺杆轴线

24、方向单位长度上的压力变化）表示。 影响压力的因数：影响压力的因数：不同螺杆元件其建立压力的能力是不同的。口模形式和尺寸也影响压力分布。22啮合同向双螺杆沿螺杆轴线方向的压力分布啮合同向双螺杆沿螺杆轴线方向的压力分布 3 3、压力、压力23 4 4、能耗、能耗 能量平衡能量平衡能量平衡能量平衡u为了使加入的物料熔融呈粘粘粘粘流流流流态态态态，必须供给热热能能；为使物料压实，充满螺槽并通过阻力元件，物料必须在螺杆轴线某些位置建立起压力，即必须供给压压力力能能；为了使各组分进行分布混合和分散混合，必须提供剪切机械能剪切机械能。uu热能、压力能热能、压力能热能、压力能热能、压力能和剪切能剪切能剪切能剪

25、切能是由加热器的电能和驱动螺杆的机械机械机械机械能能能能转化而来。这些能量的一部分为熔融物料、成型制品所利用。其余部分作为热损失而损失掉。u双螺杆挤出过程中机械能和加热器提供的热能不但与双螺杆双螺杆双螺杆双螺杆挤出机的类型挤出机的类型挤出机的类型挤出机的类型有关，还与螺杆构型螺杆构型螺杆构型螺杆构型和不同的螺杆区段螺杆区段螺杆区段螺杆区段有关。24 挤出过程能力沿挤压系统的变化示意挤出过程能力沿挤压系统的变化示意 4 4、能耗、能耗25电机、加热器提供的能量与螺杆直径的关系电机、加热器提供的能量与螺杆直径的关系 4 4、能耗、能耗26 热热能能、压压力力能能和剪剪切切能能是由加热器的电能和驱动

26、螺杆的机机械械能能转化而来。这些能量的一部分为熔融物料、成型制品所利用。其余部分作为热损失而损失掉。 4 4、能耗、能耗27比功率消耗比功率消耗比功率消耗比功率消耗 比功比功比功比功( (耗耗耗耗) )率：率：率：率：表示一台挤出机能量转化和利用的好坏。表示一台挤出机能量转化和利用的好坏。 比功耗分毛比功耗和净比功耗。净比功耗是挤出过程中物料承受的总变形和应力的度量，它可以用平均剪切应力和平均剪切应变的乘积表示：u 最低比功耗是在最高挤出量和最低螺杆转数下得最低比功耗是在最高挤出量和最低螺杆转数下得到到 的，是挤出物料所需的最少能量。的，是挤出物料所需的最少能量。 4 4、能耗、能耗284.3

27、.3 4.3.3 双螺杆挤出机的主要参数双螺杆挤出机的主要参数 啮合同向双螺杆挤出机是当前用于塑料改性的主要混合设备之一。它的螺杆转数目前已高达12001500 rpm，长径比L/D可达3648或更长，其螺杆和机筒都是组合式，通过对螺杆元件、机筒元件进行科学的组合，可以获得范围广的剪切速率和剪应力，能进行分布混合和分散混合，可对聚合物进行共混、填充、增强改性和反应挤出。291 1 螺杆公称直径螺杆公称直径D D：指螺杆外径，单位mm。 对于锥形双螺杆而言，D是一个变值，一般同时表示小端直径d。 表示机器的加工能力。302 2 螺杆长径比螺杆长径比u螺杆有效长度与直径之比即L/DL/D 。u主要

28、取决于完成物料熔融塑化所需的挤出过程和停留时间、各种功能段的长度及数量等因素。u一般整体式双螺杆挤出机的长径比在718之间。对于组合式双螺杆挤出机，长径比是可变的。u目前，随着螺杆转速的高速化，挤出系统的长度（或螺杆长径比）总体呈现增大的趋势。313 3 螺杆的转向：螺杆的转向：螺杆的转向由同向和异向之分。一般同向旋转的双螺杆挤出机多用于混料，异向旋转的双螺杆挤出机多用于挤出成型制品。4 4 螺杆的转速范围：螺杆的转速范围：螺杆的最低转速和最高转速间的范围。5 5 驱动功率：驱动功率：指驱动螺杆的电动机功率，单位kW。6 6 加热功率：加热功率：指双螺杆挤出机机筒上各段加热功率的总和，单位kW

29、。327 7 双螺杆中心距公称尺寸：双螺杆中心距公称尺寸：指平行布置的两螺杆的中心距。单位mm。8 8 实际比功率：实际比功率：表征每小时内平均加工1kg物料所需电动机实际使用功率的指标。单位kW/（kg/h）。9 9 比流量：比流量：指螺杆每转的生产能力，表征挤出机的生产效率，单位（kg/h）/（r/min）。10 10 产量：产量：指每小时的挤出量，单位kg/h。334.4.4 4.4.4 双螺杆挤出机主要零部件双螺杆挤出机主要零部件344.4.4 4.4.4 双螺杆挤出机主要零部件双螺杆挤出机主要零部件1 1 螺杆螺杆 整体式螺杆整体式螺杆 组合式螺杆组合式螺杆35（1）整体式螺杆）整体

30、式螺杆u由整根材料加工制作，在一根螺杆上加工由整根材料加工制作，在一根螺杆上加工出各种基本结构单元（输送单元和混炼单出各种基本结构单元（输送单元和混炼单元）。元）。u加工难度大。加工难度大。u为了获得适当的压缩比为了获得适当的压缩比变螺距变螺距变螺棱宽度变螺棱宽度依靠锥形变化依靠锥形变化36（2）组合式螺杆）组合式螺杆u是由多个单独的螺杆元件沿轴向连接组成是由多个单独的螺杆元件沿轴向连接组成的组合体。的组合体。u元件具有互换性，可根据工艺需要进行组元件具有互换性，可根据工艺需要进行组合。合。u加工难度小于整体式螺杆。加工难度小于整体式螺杆。u主要组合单元：主要组合单元：u输送元件、剪切元件、压

31、缩元件、混合元输送元件、剪切元件、压缩元件、混合元件以及捏合元件。件以及捏合元件。37u用于输送物料，给物料一定的推力使物料能够克用于输送物料，给物料一定的推力使物料能够克服在流道中的阻力。服在流道中的阻力。结构多为螺纹型结构多为螺纹型结构多为螺纹型结构多为螺纹型。uu全啮合式全啮合式全啮合式全啮合式：间隙小，两螺杆在输送过程中形成了间隙小，两螺杆在输送过程中形成了几乎密闭的几乎密闭的“C”型空间，使物料很难进行相互间型空间，使物料很难进行相互间的混合，对物料进行强制输送，可以在很短的长的混合，对物料进行强制输送，可以在很短的长度内建立起较高的压力度内建立起较高的压力。（2）组合式螺杆）组合式

32、螺杆 输送元件输送元件38uu普通啮合式：普通啮合式：普通啮合式：普通啮合式：捏合间隙大，中心距捏合间隙大，中心距H大于两螺杆半大于两螺杆半径之和（径之和（R+r）以形成较大径向间隙，可增大啮合）以形成较大径向间隙，可增大啮合螺纹的轴向间隙。促进螺纹的轴向间隙。促进“C”型空间内物料的相互型空间内物料的相互混合并输送物料。混合并输送物料。u由于存在漏流和倒流，对物料的强制输送能力差。由于存在漏流和倒流，对物料的强制输送能力差。（2）组合式螺杆）组合式螺杆 输送元件输送元件39u包括剪切元件、混合元件、捏合元件等包括剪切元件、混合元件、捏合元件等u物料在双螺杆中的混炼过程是剪切与混合的结合。物料

33、在双螺杆中的混炼过程是剪切与混合的结合。uu剪切元件：剪切元件：剪切元件：剪切元件：由剪切盘或剪切螺纹组成，主要用于对由剪切盘或剪切螺纹组成，主要用于对物料进行剪切。物料进行剪切。（2）组合式螺杆）组合式螺杆 混炼元件混炼元件40uu混合元件：混合元件：混合元件：混合元件：齿形混合盘由带齿的两组盘组成，是齿形混合盘由带齿的两组盘组成，是混合元件的一种。还有销钉段、反螺纹段等元件。混合元件的一种。还有销钉段、反螺纹段等元件。主要起搅乱物料流的作用，使物料均化。主要起搅乱物料流的作用，使物料均化。销钉型销钉型反螺纹型反螺纹型（2）组合式螺杆）组合式螺杆 混炼元件混炼元件41uu捏合元件：捏合元件：

34、捏合元件：捏合元件：主要就是捏合块，是由截面相同但安装主要就是捏合块，是由截面相同但安装时错开一定角度的一组块所组成。随着螺杆的转动，时错开一定角度的一组块所组成。随着螺杆的转动，物料被挤入捏合块与机筒内壁之间的空腔且随着两物料被挤入捏合块与机筒内壁之间的空腔且随着两捏合块的啮合，空腔由大变小，再由小变大，物料捏合块的啮合，空腔由大变小，再由小变大，物料受到反复的剪切、膨胀、挤压，从而加速和改善了受到反复的剪切、膨胀、挤压，从而加速和改善了物料的塑化过程，提高了塑化质量物料的塑化过程，提高了塑化质量。（2）组合式螺杆）组合式螺杆 混炼元件混炼元件42螺杆组合设计螺杆组合设计 在组合设计时应正确

35、的了解各种螺杆元件的基本工作机理、功能，与物料加工工艺相结合，进行螺杆组合的设计。 设计螺杆组合螺杆组合的基本原则：u 保证在正常操作转速和温度下物料的塑化和排气u 进料口一般采用中等螺距的螺纹元件u 压缩段一般采用小螺距元件u 混炼段采用啮合快等剪切型元件、螺纹元件等适当组合u 排气口处采用大螺距螺纹元件。43（3 3） 螺纹头数螺纹头数uu单头螺纹单头螺纹单头螺纹单头螺纹 多用于捏合型同向旋转的双螺杆挤出机，主要多用于捏合型同向旋转的双螺杆挤出机，主要用于加工用于加工PVC，uu双头螺纹双头螺纹双头螺纹双头螺纹 由于螺槽较深，剪切强度相对小些，并有较好由于螺槽较深，剪切强度相对小些，并有较

36、好的加料性能，适合于混料和加工难于加入的物料的加料性能，适合于混料和加工难于加入的物料（如粉料）。（如粉料）。uu三头螺纹三头螺纹三头螺纹三头螺纹 螺槽较浅，对物料的剪切强度比双头螺纹大，螺槽较浅，对物料的剪切强度比双头螺纹大，主要用于需要高剪切的物料。主要用于需要高剪切的物料。 螺纹头数对于挤出机的性能及加工品种都有影响螺纹头数对于挤出机的性能及加工品种都有影响螺纹头数对于挤出机的性能及加工品种都有影响螺纹头数对于挤出机的性能及加工品种都有影响442 2 机筒机筒uu分段积木式：分段积木式：同向旋转双螺杆挤出机的机筒大多同向旋转双螺杆挤出机的机筒大多采用分段积木式结构，每段长度为（采用分段积

37、木式结构，每段长度为（34）D，其中，其中有加料口段（根据加料方式可设多段）和排气口段，有加料口段（根据加料方式可设多段）和排气口段，有的有测量熔体温度或压力的孔段。有的有测量熔体温度或压力的孔段。u对于介质冷却的机筒，各段还设有介质通道，以及对于介质冷却的机筒，各段还设有介质通道，以及固定加热器用的螺孔。固定加热器用的螺孔。u与组合式螺杆配合可根据物料和工艺要求灵活组合。与组合式螺杆配合可根据物料和工艺要求灵活组合。45流程工艺和配置流程工艺和配置1 1聚合物聚合物 2 2 填充物填充物 3 3 添加剂添加剂 4 4 预混器预混器 5 5 双螺杆侧加料双螺杆侧加料 6 6 液体计量加料液体计

38、量加料 7 7 双螺杆挤出机双螺杆挤出机 8 8 真空泵真空泵 10 10 切粒系统切粒系统 PVCPVC双螺杆组合挤出工艺流程双螺杆组合挤出工艺流程46 通通常常，一一台台成成功功的的双双螺螺杆杆挤挤出出机机选选择择首首先先在在于于确确定定理理想想的的筒筒体体组组合合和和配配置置，它它关关系系到到挤挤出出机机的的工工艺艺、螺螺杆杆的的长长径径比比、物物料料的的停停留留时时间间、混混炼炼塑塑化化程程度度，螺螺杆杆组组合合，筒筒体体的的组组合合和和配配置置是是双双螺螺杆杆挤挤出出机机工工程程技技术应用的一个重要内容。术应用的一个重要内容。47配混挤出配混挤出脱水干燥脱水干燥典型的挤出机主机配置结

39、构典型的挤出机主机配置结构48 与与筒筒体体排排列列相相密密切切的的因因素素有有：加加料料位位置置，排排气气或或脱脱挥挥口口的的数数量量及及位位置置，物物料料的的挤挤出出过过程程。通通常常，主主加加料料口口设设定定在在第第一一节节筒筒体体，中中间间物物料料（如如粉粉状状物物）通通常常是是在在上上游游物物料料处处于于半半塑塑化化状状态态下下加加入入，液液体体状状添添加加剂剂则则根根据据添添加加剂剂的的稳稳定定性性及及分分布布分分散散要要求求具具体体确确定定加加入入位位置置。排排气气筒筒体体的的设设置置与与中中间间粉粉体体的的加加入入位位置置、物物料料的的塑塑化化程程度度、低低分分子子产产物物的的

40、多多少少、螺螺杆杆组组合合结结构构等等因因素有关。素有关。49uu整体式：整体式：整体式：整体式：锥形双螺杆的机筒锥形双螺杆的机筒多采用整体式，其结构与单多采用整体式，其结构与单螺杆挤出机类似，内孔为螺杆挤出机类似，内孔为“”形，机筒与机头连接形，机筒与机头连接处有由处有由“”形过渡到圆形形过渡到圆形的连接段。的连接段。2 2 机筒机筒503 3 传动装置传动装置 传动装置应满足的要求：传动装置应满足的要求：传动装置应满足的要求：传动装置应满足的要求：u在满足螺杆中心距的条件下，传递额定扭矩。在满足螺杆中心距的条件下，传递额定扭矩。u两根螺杆传动轴应承受同样的扭矩负载。两根螺杆传动轴应承受同样

41、的扭矩负载。u应消除螺杆的径向力，防止螺杆弯曲。应消除螺杆的径向力，防止螺杆弯曲。 传动部件的型式传动部件的型式传动部件的型式传动部件的型式uu分置式：分置式：分置式：分置式：把齿轮传动分成两部分，即减速部分与把齿轮传动分成两部分，即减速部分与扭矩分配部分。扭矩分配部分。uu合体式：合体式：合体式：合体式：使用内齿轮，把减速与扭矩分配装置放使用内齿轮，把减速与扭矩分配装置放在同一齿轮箱内。在同一齿轮箱内。uu多电机式：多电机式：多电机式：多电机式：多电机多主动轴传动形式。多电机多主动轴传动形式。51止推轴承组止推轴承组止推轴承组止推轴承组u静压轴承静压轴承u动环、定环、圆盘动环、定环、圆盘u圆

42、盘上开有径向斜槽圆盘上开有径向斜槽u充入高压油充入高压油3 3 传动装置传动装置524 4 计量加料装置计量加料装置535 5 排气装置排气装置u双螺杆挤出机都设有排气双螺杆挤出机都设有排气装置，以排出挤出过程中装置，以排出挤出过程中物料的水分、湿气、夹带物料的水分、湿气、夹带的空气以及残留单体和低的空气以及残留单体和低分子挥发物。分子挥发物。u专用于脱水和排出挥发物专用于脱水和排出挥发物时，机筒要开设几个排气时，机筒要开设几个排气口。口。546 6 加热冷却系统加热冷却系统 由挤出过程知，温度是挤出过程得以进由挤出过程知，温度是挤出过程得以进行的必要条件之一，挤出机的加热冷却系行的必要条件之

43、一，挤出机的加热冷却系统就是为保证这一必要条件而设置的。统就是为保证这一必要条件而设置的。55塑料在挤出过程中得到的塑料在挤出过程中得到的热量来源热量来源: :料筒外部供热料筒外部供热依靠安装在料筒外部的加热器供给热量。依靠安装在料筒外部的加热器供给热量。内部供热内部供热是由物料与料筒内壁、物料与螺杆以及物料是由物料与料筒内壁、物料与螺杆以及物料之间相对运动所产生的摩擦剪切热供给。由电动机传输给之间相对运动所产生的摩擦剪切热供给。由电动机传输给螺杆的机械能转化而来。螺杆的机械能转化而来。u这两部分热量所占比例与螺杆、料筒的结构形式、这两部分热量所占比例与螺杆、料筒的结构形式、工艺条件、物料的性

44、质等有关，也与挤出过程的阶工艺条件、物料的性质等有关，也与挤出过程的阶段（如启动阶段，稳定运转阶段）有关。段（如启动阶段，稳定运转阶段）有关。 6 6 加热冷却系统加热冷却系统 56 这这这这两两两两部部部部分分分分热热热热量量量量所所所所占占占占的的的的比比比比例例例例在在在在挤挤挤挤出出出出过过过过程程程程的的的的不不不不同同同同区区区区段段段段也是不同的：也是不同的：也是不同的：也是不同的：u在在加加料料段段为为保保证证物物料料顺顺利利加加入入，必必须须保保持持固固体体的的摩摩擦擦性性质，故此段机筒不但不要加热，还需要冷却质，故此段机筒不但不要加热，还需要冷却。u熔熔融融段段在在加加料料

45、口口下下游游，机机筒筒温温度度则则需需升升高高，以以便便将将物物料料加热，促使其熔融。加热，促使其熔融。 当当物物料料熔熔融融后后，机机筒筒温温度度要要保保持持低低温温，使使物物料料保保持持较较高高的的粘粘度度，这这有有利利于于混混合合，防防止止物物料料过过热热分分散散，实实现现低低温温挤挤出。在正常工作时往往需冷却器进行冷却。出。在正常工作时往往需冷却器进行冷却。u沿沿螺螺杆杆轴轴线线方方向向机机筒筒的的温温度度设设定定，与与双双螺螺杆杆挤挤出出机机的的类类型型、螺螺杆杆构构型型及及挤挤出出物物料料特特性性和和对对最最终终挤挤出出物物性性能能要要求求有有关关，由双螺杆挤出机的加热冷却系统和温

46、控系统来实现。由双螺杆挤出机的加热冷却系统和温控系统来实现。6 6 加热冷却系统加热冷却系统 57 挤出机的加热方法挤出机的加热方法uu载载体体加加热热：原原理理是是先先将将液液体体（水水、油油、联联苯等）加热，再由它们加热料筒或螺杆。苯等）加热，再由它们加热料筒或螺杆。uu电加热：电加热：目前挤出机上应用得最多的是电目前挤出机上应用得最多的是电加热，它又分为电阻加热和电感加热。加热，它又分为电阻加热和电感加热。 6 6 加热冷却系统加热冷却系统 58 挤出机的冷却挤出机的冷却u挤挤出出机机设设置置冷冷却却系系统统（和和加加热热系系统统一一起起）是是为为了了保保证证塑塑料料在在工工艺艺要要求求

47、的的温温度度条条件件下下完完成成挤挤出出成成型型过过程程。挤挤出出过过程程中中经经常常会会产产生生螺螺杆杆回回转转生生成成的的摩摩擦擦剪剪切切热热比比物物料料所所需需要要的的热热量量多多的的现现象象，这这会会导导致致料料筒筒内内物物料料温温度度过过高高，如如不不及及时时排排出出过过多多的的热热量量，会会引引起起物物料料（特特别别是是热热敏敏性性塑塑料料）分分解解，有有时时也也会会使使成成型型难难以以进进行行。为为此此。必必须须对对料料筒筒和和螺螺杆进行冷却。杆进行冷却。6 6 加热冷却系统加热冷却系统 59 料料筒筒的的冷冷却却：现代挤出机的料筒都设有冷却系统。料筒的冷却方法有风冷和水冷风冷和

48、水冷。uu风冷：风冷：风冷：风冷：风冷比较柔和、 均匀、干净，在国内外生 产的挤出机上应用较多。 但风机占的空间体积大， 如果风机质量不好易有 声响。一般认为用于中小 型挤出机较为合适。6 6 加热冷却系统加热冷却系统 60uu水水水水冷冷冷冷：与与风风冷冷相相比比，水水冷冷的的冷冷却却速速度度快快，体体积积小小，成成本本低低，但但易易造造成成急急冷冷，从从而而扰扰乱乱塑塑料料的的稳稳定定流流动动。如如果果密密封封不不好好，会会有有跑跑、冒冒、滴滴、漏漏现现象象。用用水水管管绕绕在在料料筒筒上上的的冷冷却却系系统统，容容易易生生成成水水垢垢面面堵堵塞塞管管道道，也也易易腐腐蚀蚀。故故完完善善的

49、的水水冷冷系系统统所所用用的的水水不不是是自自来来水水，而而是是经经过过化化学学处处理理的的水水。软软化化水水并并经经过过除除氧氧处处理理。一一般般认认为为水水冷冷用用于于大大型型挤挤出出机机为好。为好。 6 6 加热冷却系统加热冷却系统 61 螺杆冷却螺杆冷却 平行异向双螺杆挤出机在加工热稳定性差的物料平行异向双螺杆挤出机在加工热稳定性差的物料(如如PVC等等)时，由于仅靠机筒外部冷却系统不足以将螺槽中物料由于时，由于仅靠机筒外部冷却系统不足以将螺槽中物料由于强烈的摩擦产生的多余热量带走，必须对螺杆进行冷却。强烈的摩擦产生的多余热量带走，必须对螺杆进行冷却。u冷却螺杆目的：冷却螺杆目的：第一

50、，获得最大的固体输送率第一，获得最大的固体输送率第二，冷却螺杆以控制制品质量。第二，冷却螺杆以控制制品质量。u冷却介质冷却介质 也也有有用用油油和和空空气气作作为为冷冷却却介介质质的的。油油和和空空气气的的优优点点是是不不具具有有腐腐蚀蚀作作用用，温控比较精确，也不易堵塞管道。温控比较精确，也不易堵塞管道。6 6 加热冷却系统加热冷却系统 62 料斗座冷却料斗座冷却 加加料料段段的的塑塑料料温温度度不不能能太太高高，否否则则会会在在加加料料口口形形成成“拱拱门门”，使使料料不不易易加加入入。为为此此。必必须须冷冷却却加加料料斗斗座座。此此外外，冷冷却却加加料料斗斗座座还还能能阻阻止止挤挤压压部

51、部分分的的热热量量传传往往止止推推轴轴承承和和减减速速箱箱，从从而而保保证证了了它它们们的的正正常常工作条件。加料斗座的冷却介质多用水。工作条件。加料斗座的冷却介质多用水。6 6 加热冷却系统加热冷却系统 63 双双双双螺螺螺螺杆杆杆杆挤挤挤挤出出出出机机机机设设设设置置置置有有有有严严严严格格格格的的的的安安安安全全全全保保保保护护护护措措措措施施施施，能能能能够够够够有有有有效效效效防防防防止止止止设备事故的发生：设备事故的发生：设备事故的发生：设备事故的发生：电器保护电器保护过载保护器过载保护器 （转矩保护或超电流保护）（转矩保护或超电流保护）机械保护机械保护传动装置与螺杆之间通过安全销

52、或安全键保传动装置与螺杆之间通过安全销或安全键保护。护。 主电动机与定量加料器的联锁保护装置主电动机与定量加料器的联锁保护装置机筒、螺杆热载体油温指示和控制以及超温报警装置机筒、螺杆热载体油温指示和控制以及超温报警装置排气发生故障以及机头压力超载等报警装置排气发生故障以及机头压力超载等报警装置润滑及止推轴承的油温油压指示与报警装置润滑及止推轴承的油温油压指示与报警装置7 7 安全保护装置安全保护装置 64 双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备主机：主机：主机：主机：8 8 双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备 65 双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出

53、机生产设备双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备主机：主机：主机：主机：8 8 双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备 66 双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备联动线：联动线：联动线：联动线：8 8 双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备 67 双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备水冷拉条切粒：水冷拉条切粒：水冷拉条切粒：水冷拉条切粒：8 8 双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备 68 双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备多螺杆挤出机：多螺杆挤出机：多螺杆挤出机：多螺杆挤出机：8 8 双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备 69 双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备生产现场：生产现场：生产现场：生产现场：8 8 双螺杆挤出机生产设备双螺杆挤出机生产设备 70