【正文】 s：其中 L為螺桿的工作部分長(zhǎng)度 ， Ds為螺桿直徑 。 根據(jù)螺桿在擠出機(jī)中的空間位臵 ， 又可以分為臥式擠出機(jī)和立式擠出機(jī) 。 ⑤ 切割裝臵：其作用是將連續(xù)擠出的制件切成一定的長(zhǎng)度或?qū)挾?。 二 、 輔機(jī) ① 機(jī)頭 （ 口模 ） ：它是制件成型的主要部件 ， 熔融塑料通過(guò)它獲得一定的幾何截面和尺寸 。 圖 52 擠出成型工作原理 擠出機(jī)組各部分組成： ? 主機(jī) ? 輔機(jī) ? 控制系統(tǒng) 一 、 主機(jī) ① 擠出系統(tǒng)：主要由螺桿和料筒組成 ， 是擠出機(jī)的關(guān)鍵部分 。 擠出成型制品在農(nóng)業(yè) 、 建筑業(yè) 、 石油化工 、 機(jī)械制造 、 醫(yī)療器械 、 汽車(chē) 、 電子 、航空航天等領(lǐng)域都有應(yīng)用 。 擠出的制品都是連續(xù)的型材 ， 如管 、 棒 、 絲 、 板 、 薄膜 、電線電纜包覆層等 。 ② 生產(chǎn)過(guò)程連續(xù) 。 1879年英國(guó)人 式螺桿擠出機(jī)專(zhuān)利 。第五章 塑料擠出機(jī) 概述 ? 學(xué)習(xí)擠出機(jī)的工作原理 、 構(gòu)成 ? 了解擠出機(jī)的分類(lèi)和主要技術(shù)參數(shù) ? 掌握擠出機(jī)的型號(hào)規(guī)定 擠出成型的特點(diǎn) ? 擠出成型也稱(chēng)擠壓模塑或擠塑 ， 它是在擠出機(jī)中通過(guò)加熱 、 加壓而使物料以流動(dòng)狀態(tài)連續(xù)通過(guò)口模成型的方法 。 1935年德國(guó)機(jī)械制造商 Paul Troestar生產(chǎn)出用于熱塑性塑料的擠出機(jī) 。 ③ 生產(chǎn)效率高 。 此外 ， 還可用于塑料的混合 、 塑化造粒 、 著色 、 摻合等 。 圖 51 擠出成型產(chǎn)品 擠出機(jī)的工作原理及組成 通常擠出成形過(guò)程包括三個(gè)階段 ： ? 塑化 ? 擠出成形 ? 冷卻定形 擠出機(jī)工作過(guò)程如下： 塑料從料斗進(jìn)入擠出機(jī) ， 在螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)作用下將其向前輸送 ， 塑料在向前移動(dòng)的過(guò)程中 ， 受到 料筒的加熱 、 螺桿的剪切和壓縮作用 使塑料熔融 ， 并實(shí)現(xiàn)由 玻璃態(tài) 、 高彈態(tài)及粘流態(tài) 的三態(tài)變化 。 塑料通過(guò)擠出系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體 ，并在這一過(guò)程中所建立的壓力下 ， 被螺桿連續(xù)地定量定壓定溫地?cái)D出機(jī)頭 。 ② 定型裝臵：它的作用是將從機(jī)頭中擠出的塑料的既定形狀穩(wěn)定下來(lái) ， 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 。 ⑥ 卷取裝臵：其作用是將軟制件 （ 薄膜 、 軟管 、 單絲 ） 卷繞成卷 。 ② 二 、 按擠出機(jī)的裝配結(jié)構(gòu) ① 分開(kāi)式擠出機(jī) ② 整體式擠出機(jī) —— 結(jié)構(gòu)緊湊 ， 需機(jī)械加工的零件數(shù)目少 ， 占地面積小 ， 是普遍通用的結(jié)構(gòu)類(lèi)型 。 ③ 螺桿的轉(zhuǎn)速范圍： Nmax～ Nmin， 單位為 r/min。 ⑦ 擠出機(jī)生產(chǎn)率： Q， 單位為 kg/h。型號(hào)由基本型號(hào)和輔助型號(hào)兩部分組成 。 與 SJ150相配的輔機(jī) SJFMl700， 表示上吹法 ，牽引輥筒工作長(zhǎng)度為 1700mm的塑料吹塑薄膜輔機(jī) ，其中 FM為輔機(jī)代號(hào) 。 熱塑性塑料隨著溫度的改變，產(chǎn)生 玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài) 三態(tài)變化，隨溫度重復(fù)變動(dòng)，三態(tài)產(chǎn)生重復(fù)變化。 ? 塑料加工與塑料三態(tài)： 塑料玻璃態(tài)時(shí)可切削加工 。 當(dāng)塑料溫度高于粘流態(tài)或低于玻璃態(tài)趨向時(shí) ， 均使熱塑性塑料趨向嚴(yán)重的惡化和破壞 ， 所以在加工或使用塑料制品時(shí)要避開(kāi)這二種溫度區(qū)域 。 圖 518 普通三段式螺桿 加料段 熔融段 均化段 （ 1）加料段 加料段由加料區(qū)和固體輸送區(qū)所組成 。 ～ 20176。 當(dāng)塑料從加料段得到初步的壓實(shí) ， 再進(jìn)入熔融段后 ， 隨著塑料繼續(xù)被推向前進(jìn)方向 ， 由于螺槽逐漸變淺 ， 以及過(guò)濾網(wǎng) 、 分流板和機(jī)頭的阻力 ， 在塑料中形成了很高的壓力 ， 把塑料壓得很密實(shí) 。 ε=(DsH1)H1/(DsH3)H3≈H 1/H3 式中 ， H1—— H3—— 均化段最后一個(gè)螺槽的深度 ② 熔融段長(zhǎng)度 L2 對(duì)非結(jié)晶型高聚物 L2＝ 55％ ～ 65％ L 對(duì)于結(jié)晶型高聚物 L2＝ (1～ 4)Ds （ 3）均化段 塑料經(jīng)過(guò)熔融段 ， 至末端處轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài) ， 各點(diǎn)處的溫度并不相同 。 ? 橫流 —— 熔體沿著垂直于螺紋壁方向的流動(dòng) ， 影響擠出過(guò)程中熔體的混合和熱交換作用 。 ② 等距突變螺桿：即加料段和均化段的螺槽深度不變 ，在熔融段處的螺槽深度突然變淺的螺桿 。 變距變深螺桿 變深變距螺桿是指螺槽深度和螺紋升角從加料段開(kāi)始至均化末端都是逐漸變化的 ， 即螺紋升程從寬逐漸變窄 ， 螺槽深度由深逐漸變淺的螺桿 。 圖 519 常見(jiàn)的螺桿頭部結(jié)構(gòu) 四 、 螺桿材料 螺桿是擠出機(jī)的關(guān)鍵部件 ， 作為螺桿的材料必須具備耐高溫 、 耐磨損 、 耐腐蝕 、高強(qiáng)度等特性 ， 同時(shí)還應(yīng)具有切削性能好 、熱處理后殘余應(yīng)力小 、 熱變形小等特點(diǎn) 。 要有較好的切削加工性能和熱處理性能 。 45鋼機(jī)械加工性能好 ， 價(jià)格便宜 ， 但耐腐蝕 、 耐磨損能力差 。 五 、 新型螺桿 對(duì)此類(lèi)問(wèn)題常用的處理方法： ① 加大長(zhǎng)徑比； ② 提高螺桿轉(zhuǎn)速； ③ 加大均化段的螺槽深度； ④ 采用新型螺桿結(jié)構(gòu) ， 主要有： 為了克服常規(guī)螺桿存在的缺點(diǎn) ， 人們創(chuàng)造了一些新型螺桿 ， 主要包括： ? 分離型螺桿 ? 屏障型螺桿 ? 銷(xiāo)釘螺桿 ? 組合螺桿 在熔融段增設(shè)一條副螺紋 ， 克服了常規(guī)螺桿中固體床和熔體共存一個(gè)螺槽中所產(chǎn)生的缺點(diǎn) ， 將熔融物料和未熔物料盡早分離 ， 從而促進(jìn)了未熔物料的熔融 。 這種螺桿通過(guò)剪切作用和渦流的混合作用 ， 將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮懿⑦M(jìn)行熱交換 ， 使物料熔融均化 ， 并且徑向溫差小 ， 產(chǎn)量 、 質(zhì)量都比常規(guī)螺桿好 。 另外 ， 由于固體碎片在熔融的過(guò)程中不斷從熔體中吸收熱量 ， 有可能降低熔料溫度 ， 故可獲得低溫?cái)D出 。 但設(shè)計(jì)復(fù)雜 ， 組合元件之間拆裝較麻煩 ， 在直徑較小的螺桿上實(shí)現(xiàn)有困難 。 清洗時(shí)嚴(yán)禁使用金屬器械砸撞螺桿 。 六 、 螺桿的維護(hù)保養(yǎng) 料筒 ? 料筒的結(jié)構(gòu)形式關(guān)系到熱量傳遞的穩(wěn)定性和均勻性 ， 并影響固體輸送效率 。 缺點(diǎn) —— 由于料筒長(zhǎng)度大 ， 加工要求較高 ， 對(duì)加工設(shè)備的要求也很?chē)?yán)格 。 缺點(diǎn) —— 對(duì)加工精度要求很高 ， 由于分段多 ， 難以保證各段的同軸度 ， 法蘭連接處破壞了料筒加熱的均勻性 ， 增加了熱量損失 ， 加熱冷卻系統(tǒng)的設(shè)臵和維修也較困難 。 節(jié)省貴重金屬 ， 襯套可更換 ， 提高了料筒的使用壽命 。 IKV料筒 （ 1）料筒加料段內(nèi)壁開(kāi)設(shè)縱向溝槽 為了提高固體輸送率，由固體輸送理論知，一種方法就是增加料筒表面的摩擦系數(shù)，還有一種方法就是增加加料口處的物料通過(guò)垂直于螺桿軸線的橫截面的面積。 采用上述方法后 ， 輸送效率由 ， 而且擠出量對(duì)機(jī)頭壓力變化的敏感性較小 。 三 、 料筒加料口的結(jié)構(gòu)與開(kāi)設(shè)位置 加料口的結(jié)構(gòu)必須與物料的形狀相適應(yīng) ， 應(yīng)使物料能從料斗或加料器中自由地 、 高效地加入料筒而不產(chǎn)生 “ 架橋 ” 中斷現(xiàn)象 。 (b)、 (d)、 (f)為常用的加料口 ， 其中 (b)的右側(cè)壁有一傾斜角度 (一般為 7176。 ， 其長(zhǎng)邊平行于料筒軸線 ， 長(zhǎng)度為螺桿直徑的 1/3～ 1/8倍 。 圖 530 口模和螺桿頭之間的過(guò)渡區(qū) 分流板： 形式 —— 分流板用不銹鋼制成 ， 有各種形式 ， 目前使用較多的是平板式分流板 ， 這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 制造容易 。 分流板厚度 —— 由擠出機(jī)的尺寸及分流板承受的壓力而定 。 過(guò)濾網(wǎng)一般為 20～ 120目 ， 1～ 5層 。 圖 532 塑料擠出機(jī)過(guò)濾網(wǎng) 圖 531 塑料擠出機(jī)分流板 加料裝置 一 、 料斗 常用形式： ? 圓錐形 ? 圓柱形 — 圓錐形 ? 矩形 ? 正方形 圖 533 普通料斗 料斗蓋 視鏡 活門(mén) ? 料斗一般做成對(duì)稱(chēng)形式 。 ? 料斗的容積要視擠出機(jī)的規(guī)格大小和上料方式而定 。 一般情況下 ， 小型擠出機(jī)用人工上料 ，大型擠出機(jī)用自動(dòng)上料 。 它只適用于小規(guī)格的擠出機(jī) 。 能在加料口堵塞時(shí)啟動(dòng)過(guò)載保護(hù)裝臵 ， 從而避免了加料裝臵的損壞 。 一 、 加熱系統(tǒng) 擠出機(jī)的加熱方法有以下幾種形式： ? 液體加熱 ? 蒸汽加熱 ? 電加熱 ? 遠(yuǎn)紅外線加熱 應(yīng)用最多的是電加熱 ， 蒸汽加熱很少應(yīng)用 。 特點(diǎn) —— 加熱均勻穩(wěn)定 ， 不會(huì)產(chǎn)生局部過(guò)熱現(xiàn)象 ， 溫度波動(dòng)小 。但易受損害 ， 而且只能承受 2～ 5W/cm 的負(fù)荷 ， 在500℃ 以上 ， 云母會(huì)氧化 。 體積小 、 裝拆方便 ，節(jié)省材料 。 如果要求更高的加熱溫度 ， 則可采用鑄鐵或鑄銅加熱器 ， 以提高加熱裝臵的耐久性 。 它能滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)中越來(lái)越高的工作溫度要求 ， 也是可彎曲成多種用途加熱器；優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，壽命長(zhǎng) 、 耐高溫 、 抗污染 、 絕緣性高 。 溫控方便靈敏 ， 溫度穩(wěn)定性好 。 特點(diǎn) —— 加熱效率比其他加熱方法高 。 二 、 冷卻系統(tǒng) 目的 —— 避免物料過(guò)熱而分解 ， 保證塑料在