【正文】 ，200，250，300mm（括號(hào)內(nèi)尺寸應(yīng)用較少）。 螺桿長徑比（L/D）螺桿長徑比是指螺桿工作部分長度L與直徑D之比，寫成L/D。 螺桿長徑比是標(biāo)志擠出機(jī)性能的一個(gè)重要參數(shù)。從五十年代至今，螺桿長徑比的發(fā)展趨勢是增大的。我國標(biāo)準(zhǔn)系列中規(guī)定L/D=15，20和25。目前國產(chǎn)擠出機(jī)長徑比以25為多。不同的塑料對螺桿要求的長徑比不同。如下： 塑料名稱長徑比壓縮比塑料名稱長徑比壓縮比硬質(zhì)聚氯乙烯（粒料）硬質(zhì)聚氯乙烯（粉料）硬質(zhì)聚氯乙烯（粒料）硬質(zhì)聚氯乙烯（粉料）聚 乙 烯22～2522～2520～2520～2522～25（2～3）3～4（2～5）～（3～4）3～53～4聚苯乙烯聚丙烯ABS聚甲醛聚碳酸酯16～2222～2520～2422～2520～252～（2～4）～（～4）（～）（～）（3）注：數(shù)值為常用值，括號(hào)內(nèi)為使用范圍。對于聚烯烴，長徑比增大，可提高物料的混合和塑化效率，生產(chǎn)能力提高，并有利于擠出質(zhì)量的提高。我國引進(jìn)的歐洲主流聚烯烴擠出機(jī)，90年代前期，L/D多為28，90年代后期則多為30，主要是為了適應(yīng)擠出機(jī)的產(chǎn)量的不斷提高。 ⑵螺槽深度（h） 螺桿螺紋表面形成近似于矩形截面的物料流通，通常稱為螺槽。螺槽深度h與螺槽內(nèi)容料體積有關(guān)，是重要的幾何參數(shù)。當(dāng)忽略螺桿外徑與機(jī)筒內(nèi)壁之徑向間隙時(shí)螺槽深度即為螺桿螺紋高度。用h1代表螺桿加料段螺槽深度；h3代表螺桿均化段螺槽深度。 螺槽深淺與物料的熱穩(wěn)定性、螺桿的塑化效率及壓縮比有關(guān)。其中均化段螺槽深度很重要。均化段螺槽深度影響到物料的剪切量。深度越小，剪切越強(qiáng)烈。熱穩(wěn)定性差的物料不宜受強(qiáng)剪切力，同一轉(zhuǎn)速下，深槽螺桿具有較大的輸出量，淺槽螺桿適用的壓力范圍寬。因此，選擇螺桿深淺時(shí)，必須兼顧幾方面因素，綜合考慮。⑶壓縮比 （CR） 螺桿壓縮比（CR）為螺桿加料段第一個(gè)螺槽容積（V1）和計(jì)量段最后一個(gè)螺槽容積（V3）之比。螺桿設(shè)計(jì)中選擇的這個(gè)壓縮比是幾何壓縮比。實(shí)際擠出過程物料的物理壓縮比是指料在加料口的螺槽內(nèi)松散固態(tài)的比容和在擠出溫度下完全熔融態(tài)的比容之比。設(shè)計(jì)螺桿時(shí)，應(yīng)選取螺桿的幾何壓縮比大于物料的物理壓縮比。加工不同塑料螺桿的壓縮比也不同。如下： 塑料名稱長徑比壓縮比塑料名稱長徑比壓縮比硬質(zhì)聚氯乙烯（粒料）硬質(zhì)聚氯乙烯（粉料）硬質(zhì)聚氯乙烯（粒料）硬質(zhì)聚氯乙烯（粉料）聚 乙 烯22～2522～2520～2520～2522～25（2～3）3～4（2～5）～（3～4）3～53～4聚苯乙烯聚丙烯ABS聚甲醛聚碳酸酯16～2222～2520～2422～2520～252～（2～4）～（～4）（～）（～）（3）注：數(shù)值為常用值，括號(hào)內(nèi)為使用范圍。等距不等深通用型螺桿壓縮比的計(jì)算公式如式：CR=（D—h1）h1 /（D—h3）h3 式中h1—螺桿加料段螺槽深度；h3—螺桿均化段螺槽深度。 （5）螺距（S）、螺棱寬度（e）螺旋升角（ф）和螺紋頭數(shù)（P）螺棱寬度（e）是指沿軸向螺棱頂部的寬度。螺距（S）、螺旋升角（ф）的意義與普通螺旋結(jié)構(gòu)相同，其計(jì)算法見式 S=πDtgф式中，S為螺距；D為螺桿直徑；ф為螺旋升角。 結(jié)合螺桿制造工藝，一般均采用螺距等螺桿直徑的螺桿結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的螺旋角為1739`。螺桿的螺旋方向一般為右旋。單頭螺桿較少見，有時(shí)也使用多螺紋螺桿。單螺桿的類型（1）、常規(guī)螺桿 所謂常規(guī)螺桿或普通螺桿是指生產(chǎn)上沿用已久的全螺紋螺桿。根據(jù)螺距和螺槽的變化可分為若干種，常見的是等距變深型螺桿，易制造。這類螺桿又分為突變螺桿和漸變螺桿，等距漸變螺桿，從加料段始，螺槽深度逐漸變淺，而螺距不變；主要用于加工無定型塑料（非結(jié)晶塑料，如PVC，ABS）；突變螺桿，加料段和均化段均為等深等距，均化段較長，壓縮段較短；在壓縮短，螺槽深度突然變淺；用于加工結(jié)晶性塑料如（PE、PP）。（2）、新型螺桿 新型螺桿是所有結(jié)構(gòu)上與常規(guī)螺桿有明顯不同的螺桿的統(tǒng)稱。種類非常繁多，但從設(shè)計(jì)原理上看，這些新型螺桿，都是在常規(guī)螺桿的某一軸向部位設(shè)置非常規(guī)螺紋段（或非螺紋段）獲得的。分離型螺桿 所謂分離型螺桿實(shí)質(zhì)上是具有連續(xù)螺旋屏障的螺桿。因此，國外一般將之稱為屏障型螺桿或BM螺桿。其特點(diǎn)是根據(jù)熔融理論所揭示的物料在螺槽中的熔融規(guī)律，在螺桿的熔融段附加一條螺紋，熔融段由兩條螺紋組成，這兩條螺紋把原來一條螺紋所型成的螺槽分為兩個(gè)螺槽，一條螺槽與加料段相通，另一條與均化段相通。附加螺紋與機(jī)筒壁的間隙要比原來的主螺紋的間隙大以使固液相分離。屏障間隙縫的剪切作用提高了物料的塑化質(zhì)量。實(shí)踐證明，這種螺桿具有塑化效率高，塑化效率好，產(chǎn)量波動(dòng)、壓力波動(dòng)及溫度波動(dòng)均比較小，單耗低，適應(yīng)性強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)低溫?cái)D出等優(yōu)點(diǎn)，故在國內(nèi)外都得到了較廣泛的應(yīng)用。 常規(guī)螺桿中，相變點(diǎn)會(huì)隨著螺桿轉(zhuǎn)速而移動(dòng)；分離型螺桿固相的相變點(diǎn)不能移動(dòng)，因而熔體輸送段不會(huì)變化。根據(jù)主附螺紋螺紋角螺距等的變化情況，具體有Naillefer螺桿、Barr螺桿、Dey—Lawrane；螺桿、Kim螺桿等。此外，還有l(wèi)ngen Housz螺桿，它結(jié)合了分離型螺桿的幾何形狀與多螺紋螺桿幾何形狀。 混合型螺桿 標(biāo)準(zhǔn)的三段式螺桿的混合能力相當(dāng)有限，因此出現(xiàn)了許多混煉元件，按照其主要的原理和功能，可分為分散混合元件和分布型混合元件。（1）、分散混合元件 當(dāng)有凝料或料團(tuán)需要破碎時(shí)，使用分散型混合元件。最普通的分散混合元件是開凹槽或開料槽的混合段。在這中混和段中，沿螺桿設(shè)置了一個(gè)或多個(gè)屏障螺棱，以致物料必須流過屏障螺棱，而經(jīng)受高剪切速率，相應(yīng)的剪切應(yīng)力破碎熔體中的顆粒。該混合段為直槽屏障段，此外還有諸如斜槽屏障段及三角形溝槽屏障段等。研究表明可將此類元件置于螺桿計(jì)量段末，也可將其設(shè)計(jì)在螺桿軸線的某個(gè)位置。（2）、分布型混合元件 在不同混合物一同摻混并且黏度均相當(dāng)高的場合，需要分布型混合。分布型混合比分散性混合更容易實(shí)現(xiàn)?；旧?，螺槽中速度分布的任何破壞都將產(chǎn)生分布性混合。通用的分布性混合元件為銷釘型混合段。在常規(guī)螺桿的熔融段或計(jì)量段的螺槽內(nèi)或在計(jì)量段末無螺槽的光滑圓柱表面上，以一定的排列方式設(shè)計(jì)疏密不等、數(shù)量不等的銷釘。這些銷釘分割料流，擾亂速度分布，可有效促進(jìn)熔融、增強(qiáng)混煉和均化。銷釘可以是圓柱狀的（裝在螺桿上），也可以是方型和菱形（在螺桿上銑出）。銷釘?shù)呐帕杏卸喾N形式，如人字型和環(huán)型等。實(shí)踐證明，銷釘螺桿可以提高產(chǎn)量，改善塑化質(zhì)量，提高混合物均勻性和添加物的分散度，獲得低溫?cái)D出。DIS螺桿元件也是一個(gè)良好的分布混合元件，通常加在普通全螺紋螺桿的均化段上。另一個(gè)分布混合元件是空穴傳遞混合器（CTM）。在螺桿和機(jī)筒內(nèi)壁均勻有凹槽。這種混合器具有分散混合兩種功能，對分布混合特別有效。（3）、靜態(tài)混合器 靜態(tài)混合器是設(shè)在擠出機(jī)口模和螺桿之間的一組固定元件。這些元件具有特殊幾何形狀。當(dāng)由螺桿來的熔體通過這些固定元件時(shí)，分割成若干股（層），每股（層）料流各自不斷改變其流動(dòng)方向。這些（層）料流在進(jìn)入?？谥坝謪R成一體。發(fā)生在靜態(tài)混煉器中的是壓力流，具有良好的分布混合能力。但剪切作用較低不適于分散混合，如固相團(tuán)塊（顏料、填充劑、末熔粒子）的粉碎。（4）、組合型螺桿 組合型螺桿不是一個(gè)整體，是由各種不同職能的螺桿元件組成的。一組合成型螺桿。通過改變元件的種類、數(shù)目組合順序，可得到各種特性的螺桿。但在直徑較小的螺桿上實(shí)現(xiàn)有困難。三、機(jī)筒擠出機(jī)機(jī)筒是環(huán)繞擠出機(jī)螺桿的圓筒，機(jī)筒和螺桿組成了擠出機(jī)的擠出系統(tǒng)。進(jìn)料口物料自進(jìn)料口引入螺槽；進(jìn)料口配裝在擠出機(jī)螺桿開始幾個(gè)螺棱附近。某些擠出機(jī)沒有分離的進(jìn)料口裝置，進(jìn)料口是擠出機(jī)機(jī)筒的組成部分。在進(jìn)料口鑄件與機(jī)筒的連接處，必須裝配隔熱器以防止機(jī)筒的熱逸散至進(jìn)料口裝置。進(jìn)料口鑄件通常用水冷卻，聚合物生溫過高會(huì)影響固態(tài)輸送。進(jìn)料口型狀應(yīng)與料斗形狀吻合，通常為圓形或正方形。進(jìn)料口型狀與物料形態(tài)及擠出機(jī)大小有關(guān)。進(jìn)料口的形狀及其在機(jī)筒上的開設(shè)位置對加料性能有很大影響。機(jī)筒結(jié)構(gòu)與材質(zhì)機(jī)筒結(jié)構(gòu)形式有兩種，即整體式和分段式（法蘭連接）。除科研實(shí)驗(yàn)用小型擠出、特大型擠出機(jī)及機(jī)筒上需裝設(shè)特殊混煉裝置情況外，一般采用整體式。機(jī)筒和螺桿應(yīng)用耐高溫、耐磨損、高強(qiáng)度和加工性能好的材料制成。如國內(nèi)常用的有45號(hào)鋼、40Cr、38CrMoAl等。螺桿材質(zhì)選用38CrMoAl、氮化鋼較好。機(jī)筒還可用鑄鋼和球墨鑄鐵制造。由于更換機(jī)筒比更換螺桿復(fù)雜，成本又較高，因此要求機(jī)筒的耐磨性比螺桿更高些。許多擠出機(jī)的螺桿和機(jī)筒均進(jìn)行耐磨處理。氮化或雙金屬合金化是兩種最普通的技術(shù)?！Ｔ囼?yàn)表明，雙金屬機(jī)筒內(nèi)襯的磨蝕性、耐蝕性要求要根據(jù)所加工的物料性質(zhì)來決定。聚烯烴樹脂本身要求并不很高，但擠出無機(jī)填料填充的聚烯烴樹脂時(shí)要特別注意。機(jī)筒壁厚的確定要保證強(qiáng)度要求、具有足夠的熱容量等因素。螺桿機(jī)筒的配合間隙，與擠出機(jī)生產(chǎn)率、機(jī)器使用壽命和成本有關(guān)。漏流量與間隙的三次方成正比，顯著影響擠出量。機(jī)筒和機(jī)頭的連接方式有螺紋連接、法蘭連接、螺釘連接等。機(jī)筒的加熱與冷卻擠出機(jī)的加熱冷卻系統(tǒng)是保證達(dá)到正常啟動(dòng)溫度和保證正規(guī)操作下所需的溫度。加熱一般有三種方法：電加熱、流體加熱、蒸汽加熱。一般使用電加熱。電加熱通常沿?cái)D出機(jī)機(jī)筒分段設(shè)置。小型擠出機(jī)通常為2～4段，而較大型擠出機(jī)則為5～10段。各段可單獨(dú)控制，因而能沿?cái)D出機(jī)保持溫度分布。因此這種溫度分布可能是平坦分布、遞增分布、遞減分布以及混合分布，均取決于特定的聚合物和操作。電加熱又分為電阻加熱和感應(yīng)加熱。感應(yīng)加熱成本較高，最常見的機(jī)筒加熱器是電阻加熱器。常用的是鑄鋁加熱器、陶瓷加熱器。陶瓷加熱器：加熱元件由嵌入螺旋型電加熱絲的陶瓷塊串聯(lián)而成，把它放入襯有絕緣材料的夾箍內(nèi)就構(gòu)成加熱箍。機(jī)筒加熱系統(tǒng)的主要參數(shù)（以上海金緯制造的JWS90/33 為例）：加熱段數(shù) 6加熱功率 48 kW加熱區(qū)分布8/8/8/8/8/8/kW擠出過程一般設(shè)計(jì)成總能量需求的主要部分由擠出機(jī)傳動(dòng)裝置供應(yīng)，則聚合物中很可能產(chǎn)生局部過熱。因而，需要冷卻系統(tǒng)。冷卻方式主要有水冷和風(fēng)冷兩種。加料口冷卻一般為水冷。結(jié)構(gòu)一循環(huán)水夾套和螺旋盤管為主要形式。這一段通常并沒有自動(dòng)溫度控制裝置。這里只要求該段處于低溫，以防止加料口的物料熔融和有助于加料，因此恒定流速的冷卻水已能滿足要求。冷水和冷風(fēng)可用于機(jī)筒冷卻。冷風(fēng)是比較溫和的冷卻方式，溫度波動(dòng)小。冷風(fēng)通道可設(shè)在機(jī)筒表面，加熱器內(nèi)表面或外表面。機(jī)筒壁上的冷卻流道分段控制，并用閥門控制冷卻介質(zhì)的流動(dòng)速度。比較通用的辦法是在機(jī)筒下邊每一控制安裝一只風(fēng)機(jī)。機(jī)筒冷卻段與加熱段相配合，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度的精確控制。四、加料裝置加料裝置由料斗和上料裝置組成。料斗將原料喂入擠出機(jī)，上料裝置的任務(wù)是將原料輸送到料斗中去。聚稀烴管材通常用粒料擠出。單螺桿擠出機(jī)所用加料斗的最普通形式是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的圓錐形料斗。料斗可用鋁板或不銹鋼板制作。料斗上可安裝觀察視孔，底部裝有活門以便停止加料或調(diào)節(jié)物料進(jìn)入螺桿的量。有些還安裝干燥或預(yù)熱裝置，使吹入的熱空氣通過物料以便喂給螺桿之前，從物料中除去濕氣，或有時(shí)是為了提高喂入物料的溫度。加料方式為重力加料和強(qiáng)制加料兩種形式。重力加料即物料加進(jìn)機(jī)筒僅借助于物料的自重。為克服重力加料方法中物料高度不斷變化及可能的“架橋現(xiàn)象”，可使用強(qiáng)制加料，如螺旋加料器等，但通常用于粉料及薄膜廢料等情況下。送料方式有人工上料和自動(dòng)上料兩種。自動(dòng)上料主要有彈簧上料、鼓風(fēng)上料、真空吸料和機(jī)械輸送等形式。目前世界上主要的擠出機(jī)制造商一般選用真空吸料。五、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由動(dòng)力機(jī)和傳動(dòng)裝置組成。動(dòng)力機(jī)是擠出機(jī)的動(dòng)力來源，主要是電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。傳動(dòng)裝置是將動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)和力傳給工作機(jī)構(gòu)——螺桿的傳動(dòng)裝置。擠出機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般由動(dòng)力機(jī)、調(diào)速裝置（大多為原動(dòng)力機(jī)本身），減速裝置和軸承組成。驅(qū)動(dòng)裝置通常按電動(dòng)機(jī)——調(diào)速裝置——減速箱——螺桿的順序，彼此用皮帶和齒輪連接起來。驅(qū)動(dòng)電機(jī)及調(diào)速 擠出機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的速度應(yīng)能無級(jí)調(diào)節(jié)。用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的類型有：可控硅調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)、電磁調(diào)速交流異步電動(dòng)機(jī)、交流整流子電機(jī)、交流異步電動(dòng)機(jī)和齒鏈?zhǔn)綗o級(jí)變速器。減速器 采用減速器匹配螺桿的低速與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的高速。最通常的減速器為齒輪減速箱，通常為兩級(jí)設(shè)計(jì)。此外，還有蝸輪減速器等。 剛性聯(lián)軸器、皮帶、鏈條均可用于擠出機(jī)的電動(dòng)機(jī)與減速箱之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。剛性聯(lián)軸器或鏈條傳動(dòng)比較有效可靠，皮帶傳動(dòng)可以防止機(jī)器過載。止推軸承擠出過程中，熔體對螺桿有一反作用力，大小為機(jī)頭壓力乘以螺桿橫斷面積。因而必須設(shè)置止推軸承以承擔(dān)作用于螺桿的軸向力。止推軸承的正確設(shè)計(jì)和布置，對擠出機(jī)的使用壽命有重要影響。在正規(guī)操作條件下和合適的機(jī)頭壓力下，止推軸承一般與擠出機(jī)的使用壽命一樣長。在擠頭壓力急劇波動(dòng)，或高速下運(yùn)轉(zhuǎn)，對壽命影響更大。螺桿尾部通常用鍵或光鍵固定并與軸承殼中的傳動(dòng)軸承相配合。止推軸承通常位于螺桿尾部與傳動(dòng)裝置的輸出軸（通常尾齒輪箱的輸出軸）的連接點(diǎn)上。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)線路中安裝電力表，以指示消耗用的功率或預(yù)報(bào)過載，精確的功率數(shù)值通過安裝功率表獲得。此外，還應(yīng)安裝指示螺桿的轉(zhuǎn)速表。螺桿轉(zhuǎn)速可通過電磁拾波或光學(xué)測速獲得。恒扭矩特性 大多數(shù)機(jī)出機(jī)傳動(dòng)裝置均有所謂“恒扭矩”特性。這表明在所有實(shí)際操作中，從傳動(dòng)裝置獲得的最大轉(zhuǎn)矩與功率的關(guān)系，轉(zhuǎn)矩—速度特性可用以確定功率—速度特性： P=CTN式中，T為轉(zhuǎn)矩，P為功率，N為螺桿速度或電動(dòng)機(jī)速度，C為常數(shù)（當(dāng)N以r/min表示時(shí)，C=2π/60≈）。因而，如果轉(zhuǎn)矩隨速度而保持恒定，則直接根據(jù)表達(dá)式，功率與速度成正比，這表明，只有在擠出機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)方能利用傳動(dòng)裝置的最大功率。每當(dāng)擠出機(jī)擠出量受功率所受限制時(shí)，有效的辦法是保證電動(dòng)機(jī)在全速下運(yùn)轉(zhuǎn)。如不這樣，簡單的齒輪變速常能緩解這種問題。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要參數(shù)有：電動(dòng)機(jī)功率，轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)扭矩。以CMS9028G為例：直流電機(jī)功率 150kW轉(zhuǎn)速 2000r/min驅(qū)動(dòng)扭矩 齒輪減速比 止推軸承壽命 32825h