【正文】 ，200，250，300mm（括號內(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)志擠出機性能的一個重要參數(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。我國引進的歐洲主流聚烯烴擠出機，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)忽略螺桿外徑與機筒內(nèi)壁之徑向間隙時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，剪切越強烈。熱穩(wěn)定性差的物料不宜受強剪切力，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，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螺槽容積（V1）和計量段最后一個螺槽容積（V3）之比。螺桿設(shè)計中選擇的這個壓縮比是幾何壓縮比。實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)計螺桿時，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，括號內(nèi)為使用范圍。等距不等深通用型螺桿壓縮比的計算公式如式：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。實踐證明，這種螺桿具有塑化效率高，塑化效率好，產(chǎn)量波動、壓力波動及溫度波動均比較小，單耗低，適應(yīng)性強，能實現(xiàn)低溫擠出等優(yōu)點，故在國內(nèi)外都得到了較廣泛的應(yīng)用。 常規(guī)螺桿中，相變點會隨著螺桿轉(zhuǎn)速而移動；分離型螺桿固相的相變點不能移動，因而熔體輸送段不會變化。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)有凝料或料團需要破碎時，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)置了一個或多個屏障螺棱，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量段末，也可將其設(shè)計在螺桿軸線的某個位置。（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現(xiàn)?；旧希莶壑兴俣确植嫉娜魏纹茐亩紝a(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)螺桿的熔融段或計量段的螺槽內(nèi)或在計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，可有效促進熔融、增強混煉和均化。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，獲得低溫擠出。DIS螺桿元件也是一個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。另一個分布混合元件是空穴傳遞混合器（CTM）。在螺桿和機筒內(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，分割成若干股（層），每股（層）料流各自不斷改變其流動方向。這些（層）料流在進入?？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現(xiàn)有困難。三、機筒擠出機機筒是環(huán)繞擠出機螺桿的圓筒，機筒和螺桿組成了擠出機的擠出系統(tǒng)。進料口物料自進料口引入螺槽；進料口配裝在擠出機螺桿開始幾個螺棱附近。某些擠出機沒有分離的進料口裝置，進料口是擠出機機筒的組成部分。在進料口鑄件與機筒的連接處，必須裝配隔熱器以防止機筒的熱逸散至進料口裝置。進料口鑄件通常用水冷卻，聚合物生溫過高會影響固態(tài)輸送。進料口型狀應(yīng)與料斗形狀吻合，通常為圓形或正方形。進料口型狀與物料形態(tài)及擠出機大小有關(guān)。進料口的形狀及其在機筒上的開設(shè)位置對加料性能有很大影響。機筒結(jié)構(gòu)與材質(zhì)機筒結(jié)構(gòu)形式有兩種，即整體式和分段式（法蘭連接）。除科研實驗用小型擠出、特大型擠出機及機筒上需裝設(shè)特殊混煉裝置情況外，一般采用整體式。機筒和螺桿應(yīng)用耐高溫、耐磨損、高強度和加工性能好的材料制成。如國內(nèi)常用的有45號鋼、40Cr、38CrMoAl等。螺桿材質(zhì)選用38CrMoAl、氮化鋼較好。機筒還可用鑄鋼和球墨鑄鐵制造。由于更換機筒比更換螺桿復(fù)雜，成本又較高，因此要求機筒的耐磨性比螺桿更高些。許多擠出機的螺桿和機筒均進行耐磨處理。氮化或雙金屬合金化是兩種最普通的技術(shù)?！?。試驗表明，雙金屬機筒內(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，但擠出無機填料填充的聚烯烴樹脂時要特別注意。機筒壁厚的確定要保證強度要求、具有足夠的熱容量等因素。螺桿機筒的配合間隙，與擠出機生產(chǎn)率、機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。機筒和機頭的連接方式有螺紋連接、法蘭連接、螺釘連接等。機筒的加熱與冷卻擠出機的加熱冷卻系統(tǒng)是保證達到正常啟動溫度和保證正規(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。電加熱通常沿擠出機機筒分段設(shè)置。小型擠出機通常為2～4段，而較大型擠出機則為5～10段。各段可單獨控制，因而能沿擠出機保持溫度分布。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)計成總能量需求的主要部分由擠出機傳動裝置供應(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)可用于機筒冷卻。冷風(fēng)是比較溫和的冷卻方式，溫度波動小。冷風(fēng)通道可設(shè)在機筒表面，加熱器內(nèi)表面或外表面。機筒壁上的冷卻流道分段控制，并用閥門控制冷卻介質(zhì)的流動速度。比較通用的辦法是在機筒下邊每一控制安裝一只風(fēng)機。機筒冷卻段與加熱段相配合，通過自動控制系統(tǒng)，實現(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，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。單螺桿擠出機所用加料斗的最普通形式是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的圓錐形料斗。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，或有時是為了提高喂入物料的溫度。加料方式為重力加料和強制加料兩種形式。重力加料即物料加進機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上料兩種。自動上料主要有彈簧上料、鼓風(fēng)上料、真空吸料和機械輸送等形式。目前世界上主要的擠出機制造商一般選用真空吸料。五、驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)由動力機和傳動裝置組成。動力機是擠出機的動力來源，主要是電動機，將電能轉(zhuǎn)換為機械能。傳動裝置是將動力機的運動和力傳給工作機構(gòu)——螺桿的傳動裝置。擠出機的驅(qū)動系統(tǒng)一般由動力機、調(diào)速裝置（大多為原動力機本身），減速裝置和軸承組成。驅(qū)動裝置通常按電動機——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)動電機及調(diào)速 擠出機的驅(qū)動系統(tǒng)的速度應(yīng)能無級調(diào)節(jié)。用于驅(qū)動電動機系統(tǒng)的類型有：可控硅調(diào)速直流電動機、電磁調(diào)速交流異步電動機、交流整流子電機、交流異步電動機和齒鏈?zhǔn)綗o級變速器。減速器 采用減速器匹配螺桿的低速與驅(qū)動電動機的高速。最通常的減速器為齒輪減速箱，通常為兩級設(shè)計。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的電動機與減速箱之間的傳動機構(gòu)。剛性聯(lián)軸器或鏈條傳動比較有效可靠，皮帶傳動可以防止機器過載。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)計和布置，對擠出機的使用壽命有重要影響。在正規(guī)操作條件下和合適的機頭壓力下，止推軸承一般與擠出機的使用壽命一樣長。在擠頭壓力急劇波動，或高速下運轉(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軸承相配合。止推軸承通常位于螺桿尾部與傳動裝置的輸出軸（通常尾齒輪箱的輸出軸）的連接點上。驅(qū)動電動機線路中安裝電力表，以指示消耗用的功率或預(yù)報過載，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)機出機傳動裝置均有所謂“恒扭矩”特性。這表明在所有實際操作中，從傳動裝置獲得的最大轉(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為螺桿速度或電動機速度，C為常數(shù)（當(dāng)N以r/min表示時，C=2π/60≈）。因而，如果轉(zhuǎn)矩隨速度而保持恒定，則直接根據(jù)表達式，功率與速度成正比，這表明，只有在擠出機全速運轉(zhuǎn)時方能利用傳動裝置的最大功率。每當(dāng)擠出機擠出量受功率所受限制時，有效的辦法是保證電動機在全速下運轉(zhuǎn)。如不這樣，簡單的齒輪變速常能緩解這種問題。 驅(qū)動系統(tǒng)的主要參數(shù)有：電動機功率，轉(zhuǎn)速，驅(qū)動扭矩。以CMS9028G為例：直流電機功率 150kW轉(zhuǎn)速 2000r/min驅(qū)動扭矩 齒輪減速比 止推軸承壽命 32825h