【正文】 聚乙烯，才能 選用較小的槽深，這類塑料的成型溫度范圍很寬（如聚乙烯成型溫度范圍為 150～ 220℃ ,其范圍達(dá) 70℃），熱穩(wěn)定性很好。由此可以分析：當(dāng)機頭壓力較低時，增加計量段螺槽深度可以增加產(chǎn)量；而當(dāng)機頭壓力增大到超過臨界壓力，加深 H3 并不能使生產(chǎn)率增加，甚至還會產(chǎn)生相反的作用。除此之外在設(shè) 計新型螺桿時，由于附加的混煉元件保證了塑料的熔融與均化，因此新型螺桿的計量段槽深系數(shù) k 也可以取得最大值。由于加料段中的塑料并不像 D 塞流理論所假設(shè)的那樣整塊的移動，而是在斷面上有一速度分布。如，聚乙烯在松散時密度為 ～ ，而熔融后的密度為 g/cm3 .因此，其物理壓縮比為 ～ 。 ? = H1 /H3 38 根據(jù)上表取壓縮比為 ， 得 ： H mmH 31 ?? ?。 螺紋頭數(shù) 目前擠出機的螺桿大都是單頭螺紋。經(jīng)過一段時間后，即在螺桿上經(jīng)過一段長度后，塑料才能全部熔融。此外，即使對已結(jié)晶的那一部分塑料來說，正像 前面我們已分析過的那樣，螺桿的熔融段和壓縮段的位置不是等同的，在設(shè)計時壓縮段位置已被人為的固定不變，而熔融段位置卻隨操作條件和塑料性能的不同而不同。當(dāng)然，此時不僅設(shè)計了壓縮段長度 L2，而且也一起設(shè)計了其他螺桿參數(shù)。 從上面的分析，我們可以得出結(jié)論：為了保證在加料段結(jié)束時分界面上的塑料基本預(yù)熱到 熔融溫度，為了保證在壓縮段塑料能基本熔融完畢，加工那些比熱容大，熔點高，熱導(dǎo)率低，熔融潛熱大的塑料，螺桿加熱段 L1 應(yīng)該長一些。 徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 25頁 在理想的情況下，壓縮段與熔融段重疊，塑料移動到壓縮段末端時應(yīng)該全部熔融。計量段長度 L3 和產(chǎn)量的關(guān)系如圖 144 所示。此時，按式（ 144）計算， L3 為 320 ㎜，大致相當(dāng)于 5D 左右。 長徑比增加不僅僅由上述因素引起。應(yīng)當(dāng)力求在較小的長徑比下，獲得制品的高質(zhì)量和高產(chǎn)量。當(dāng)內(nèi)摩擦因數(shù)較低時，各層塑料間將存在著相對滑移，下層塑料不易被機筒拖拽向徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 28頁 前推進(jìn)?！?33176。當(dāng)螺棱 e 或 b 較大時會增大螺棱上的功率消耗。而楔形螺頂?shù)暮侠沓叽鐬棣?1/δ =， e1 /e0 =5。 （ 2） 工藝參數(shù) 生產(chǎn)率 G=550kg/h；螺桿轉(zhuǎn)速 n=60r/min。 40” 。 Vbz= Vb Cosφ = 103? m。 試計算 TAV 和δ : TAV = ??32 mTTmjkVa12 2?η =≈ 139℃ 。 查出 η a =925 MPa。 所以設(shè)計符合要求。 WX =2211 })]2(1[)1({????????? AAZzAAWXT =[TZ?]。 δ的計算值與設(shè)定值相差不大，可不在從新計算。 因此，熔膜中的剪切速率為： .? =?jV = s1? 。 螺槽寬度： W=B Cosφ =(Se) Cosφ = 機筒表面速度： Vb =∏ Dn= 103? m。物料熔點 Tm=110℃。 螺距 S=170 103? m；螺棱寬 e=15 103? m；螺紋頭數(shù) M=1； 加料段長度 L1 =1370 103? m；加料段螺槽深度 H1 =26 103? m； 徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 31頁 壓縮段長度 L2 =1360 103? m； 計量段長度 L3 = 103? m。而在階梯形螺頂和楔形螺頂上，壓力的分徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 30頁 布都是中間高兩邊低，產(chǎn)生的還原力會使螺桿懸浮于機筒之間不會產(chǎn)生金屬的直接接觸從而減少螺桿和機筒之間的磨損。 螺棱法向?qū)挾?e 和軸向?qū)挾?b： e=()D (314) b= φCose (315) 徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 29頁 幾種塑料的內(nèi)摩擦角φ i 塑 料 形 狀 內(nèi)摩擦角 /176。 不同的塑料和不同的粒料形狀其內(nèi)摩擦角是不同的。 圖 148 除了上述兩種典型的螺紋斷截面形狀之外，還有雙楔型螺紋斷面圖149，設(shè)計這種螺紋斷截面的出發(fā)點是：根據(jù)塞流固體輸送理論，認(rèn)為塑料在槽中是以密實的固體存在，組成固體塞在的固體顆粒間沒有沒有相對運動。長徑比增大以后，螺桿彎曲的可能性也增增加，容易發(fā)生徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 27頁 螺桿與機筒的刮磨。 螺桿三段長度分配 塑料類型 加料段 L1 壓縮段 L2 計量段 L3 無定性塑料 結(jié)晶型塑料 20%～ 30% 40%～ 60% 45%～ 50% （ 2～ 5） D 25%～ 30% 30%～ 45% 從上面一系列分析可以看出，為了保證擠出機各方面的性能，加料段、壓縮段和計量段都有加長的趨勢，這勢必引起螺桿長徑比的增加。計算徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26頁 時可以現(xiàn)令機頭壓力 p=15MPa。 從熔體輸送理論的生產(chǎn)率公式（ 1227）可以看出：計量段愈長，相應(yīng)的壓力流 Qp 和漏流 QL 都愈小，擠出機的實際 生產(chǎn)率便俞高。實驗也測出，在加料中，聚丙烯要經(jīng)過 8 個螺桿的長度才開始熔融（當(dāng)壓力等于 4MP 時），而高密度聚乙烯和聚苯乙烯則只要 個螺距的長度和 個螺距的長度便已開始熔融。此外，由于塑料是不良的導(dǎo)熱體，因此其熱導(dǎo)率 Ks 也是一個分鐘要的參數(shù)。如果正好在壓縮段上完成了 X/W 從 1 到 0 的過程，那么便可以認(rèn)為原來設(shè)計的參數(shù)徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24頁 是合理的。但是，結(jié)晶型材料在冷卻過程中都不可能完全結(jié)晶，存在著一定的結(jié)晶度。 三段式螺桿長度的確定 熱塑性材料分為無定型和結(jié)晶型兩大類。這也是為什么當(dāng)前的螺紋升角都在 170 ～ 300范圍之內(nèi)的原因。運用此公式的條件是外徑 D、螺距 S、螺紋法向棱寬 e 和螺紋升角φ在螺桿全長上都保持不變，螺紋頭數(shù)為 1. 當(dāng)壓縮比 ε 和計量段槽深 H3決定后，加料段槽深 H1 便可從下式算出： H1 =[D )(4 332 HDHD ?? ? ] 37 為了計算方便，可以用簡化的公式 38 來計算壓縮比 ? 。這個數(shù)值不同于物理壓縮比。但自今為止加料段的槽 深 H1的影響還不是很清楚。螺桿直徑較大者， k 值應(yīng)選擇較小，螺桿直徑較小者， k 值應(yīng)選擇較大；熱穩(wěn)定性較好的塑料 k 較小，熱穩(wěn)定性較差的塑料k 值較大；當(dāng)螺桿長徑比較大時， k 值可以選擇較大。 根據(jù)表格取γ =71 1?S 由 公式γ =π3HDn 得 ?? nDH ?3= 17 014 ?? 以上從擠出質(zhì)量的觀點分析了計量段螺槽深度 H3 的影響，此外我們還可以從產(chǎn)量的角度來分析計量段螺槽深度 H3 的影響。 從混合效果上來講，計量段槽深 H3 較小時，混煉程度較高，制品比較均勻。 螺槽深度和壓縮比的確定 螺槽深度是很重要的參數(shù)，我們可以從制品的質(zhì)量與產(chǎn)量兩方面來分析。 螺桿的長徑比 L/D 指螺桿的有效長度 L 和螺桿的直徑 D 之比，如果是新型的螺桿，其有效長度中應(yīng)該包括混煉段的長度。溫度降低時凝固 ,放出熱量。大量使用的常為低密度 (高壓 )聚乙烯。對于室外，鋁塑板正面涂覆氟碳樹脂（ PVDF）涂層，對于室內(nèi)，其正面可采用非氟碳樹脂涂層。但是，單螺桿擠出機作為一種基本的塑膠加工設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，而且具有更大的設(shè)計靈活性。用于玻纖增強物料加工 時，玻纖的添加量可以達(dá)到 50%以上，特別適于高填充物料的加工，具有非常廣闊的市場前景。磨盤擠出機可以通過調(diào)整磨盤組合以適應(yīng)不同高填充材料，如玻纖增強、磁性塑料、導(dǎo)電材料、新型陶瓷等物料的擠出加工。 超微型擠出機的研究開發(fā)，存在許多一般設(shè)備設(shè)計加工過程中難以想像的困難，據(jù)介紹，該設(shè)備開發(fā)的關(guān)鍵在于微型擠出機的加料、排氣、實現(xiàn)低溫擠出輸送等問題的解決。 特種單螺桿擠出機 隨著近年來市場發(fā)展的需要，國內(nèi)外不同廠家紛紛推出各種特殊結(jié)構(gòu)的單螺桿擠出機，以適應(yīng)特殊的市場需要。 專家認(rèn)為，擠出機主機和生產(chǎn)線今後的市場將向高技術(shù)含量、價格更趨走低的方向發(fā)展。相較而言，異向平行雙螺桿擠出機國內(nèi)開發(fā)較少，而成型所用設(shè)備更多的為錐形雙螺桿擠出機。由于單螺桿擠出機占用空間小，更幾乎成為復(fù)合加工與吹塑薄膜領(lǐng)域唯一使用的設(shè)備而獨領(lǐng)風(fēng)騷。典型的單螺桿擠出機是三段式的，分別是加料，壓縮和擠出段。s rated capacity, Optimization design proposal and product design standardization level enhancement, Optimization design proposal and product design standardization level enhancement, Reduced has designed personnel39。 AutoCAD 繪制螺桿、機筒和機架零件圖；擠出機總體結(jié)構(gòu)裝配圖。 (2) 根據(jù)主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計擠出機的整體結(jié)構(gòu)。擠出生產(chǎn)線由擠出機（主機），模具（機頭），制品成型和收集機械（輔機）組成。單螺桿擠出機有排氣和非排氣之分，雙螺桿有同向和逆向之分， 以及平行雙螺桿和錐形雙螺桿之分。平行雙螺桿擠出機有同向和異向之分。 多螺桿擠出機一般指三螺桿或三螺桿以上的擠出機，通常也是為了達(dá)到更好的混合加工效果而設(shè)計。平行同向雙螺桿擠出機要向第六代、第七代高速、大長徑比方向發(fā)展。 北京化工大學(xué)成功開發(fā)一種超高速微型手提式單螺桿擠出機。雙螺桿擠出機用于玻纖增強配混時，若玻纖含量超過 45%，加工就會變得相當(dāng)困難。尤其是各雙螺桿擠出機廠家紛紛推出往復(fù)螺桿擠出機。 以上介紹的幾種單螺桿擠出機，可以說是當(dāng)前中國市場具有一定代表性的產(chǎn)品。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步以及人們對螺桿認(rèn)識的提高，多種不同的擠出機結(jié)構(gòu)形式陸續(xù)面世。鋁塑板可以切割、裁切、開槽、帶 鋸、鉆孔、加工埋頭，也可以冷彎、冷折、冷軋，還可以鉚接、螺絲連接或膠合粘接等。聚乙烯的性能取決于它的聚合方式；在中等壓力 (1530 大氣壓 )有機化合物催化條件下進(jìn)行 ZieglerNatta 聚合而成的是高密度聚乙烯 (HDPE)。 螺桿設(shè)計 螺桿是擠出機最重要的部件，其性能好壞直接影響塑化質(zhì)量和產(chǎn)量。對于某些排氣螺桿，長徑比達(dá)到 40 左右或更長。由于剪切應(yīng)力而產(chǎn)生的熱量和螺槽深度 H 3的平方成反比。因剪切或其他原因造成的局部過熱不易造成無法彌補的后果。 也可以從融體輸送理論來估算螺槽深度 H3 的最佳值， 塑 料 最大剪切速率γ /S1? LDPE（相對分子質(zhì)量較高） LDPE（相對分子質(zhì)量較低） HPVC SPVC PS 56 104 26 60 108～ 92 徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19頁 )2(6 33231 WHQHvddzp ?? η (33) 將上式對 H3 求導(dǎo)并令導(dǎo)數(shù)等于零，經(jīng)一系列推導(dǎo)，可求得 H3 的最佳值： H3 =（φ236DSinLKQ?） 21 (34) 式中 QK _____口模形狀系數(shù)。從圖 146 還可以看出：根據(jù)塑料熱穩(wěn)定性的不同，系數(shù) k 分為三個區(qū)域。加料段螺槽較深時，壓力難以傳至螺槽底部，靠近螺槽底部的塑料運動速度較慢，這就降低了固體輸送生產(chǎn)率。 顯然幾何壓縮比應(yīng)大于物理壓縮比。 徐州工程學(xué)院 08 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22頁 螺距和螺紋升角 的確定 對單頭螺紋，螺距 S、螺紋升角φ和螺紋直徑 D 之間有下述關(guān)系： S=∏ Dtanφ 39 顯然在螺桿直徑已知以后，螺距和螺紋升角只要決定一個，另一個也就 確定了。雖然出現(xiàn)過雙頭螺紋的螺桿加料段，但考慮兩個原因，多頭螺紋仍然用的很少。在此過程中，塑料體積也逐漸變小。因此如果壓縮段 L2 很短，實際上很難保證這部分結(jié)晶型塑料正好在壓縮段上開始熔融并完成完全熔融過程。 加料段的作用是產(chǎn)生足夠的穩(wěn)定的壓力，保證穩(wěn)定的固體輸送并且 將分界面上的塑料預(yù)熱到熔融所需要的溫度。 固然可以用固體輸送理論非等溫模型的有關(guān)公式來計算加料長度 L1。但是，無論在組分上、或者在溫度分布上、或者在相對分子質(zhì)量分布上，剛?cè)刍奈锪隙际呛懿痪鶆虻模绻藭r姜物料從機頭擠出，制品的質(zhì)量將極為惡劣。 又上可知：在可能的條件下，計量段長度愈長，對提高螺桿的產(chǎn)量和改善混合均勻度都是有利的。 轉(zhuǎn)速 n、產(chǎn)量 Q、剪切速率γ、粘度η 1 與機頭壓力 p 等參數(shù)之間是互相影響的。為了完成某些特定的生產(chǎn)工藝，最近發(fā)展和出現(xiàn)的一系列特種擠 出機，往往都需要較大的長徑比。一般說來，長徑比有增大的趨勢（表 142）。因此，在螺槽底部便容易形成一層