(1) 输送元件
① 具有一般螺纹结构，主要起输送作用。
等深、等距、槽宽等于棱宽、
纵横向皆封闭的输送元件
正位移能力强 混合作用差 用于固体输送和熔体输送
② 输送特点
Q
双（Qd+Ql)
I.优点 a.输送率高
单（Qd+QP+Ql)
双螺杆：QP=0
双螺杆：Q=Qd+QL
0 P
∴需要定量加料（饥饿加料，不能充满） b.螺杆特性线平缓，对机头适应性强—Q随P变化小 Q=Qd+Qp+QL+Qc
4、 挤出机的分类
单螺杆式 螺杆式
普通型
双螺杆式
按工作原理分
无螺杆式 排气式
高速自热型
按排气状况分
分段组合式
造粒挤出机
按用途分 混炼挤出机 超高分子量挤出机 立式挤出机
安装位置分
卧式挤出机 目前用的最广泛的是卧式单螺杆和双螺杆挤出机。
单螺杆挤出机
• 主要参数 螺杆直径：指螺杆外径，用D表示，单位毫米。 (美国max750mm)
塑料挤出机
[挤塑成型过程]
挤出成型是塑料成型加工的重要成型 方法之一。大部分热塑性塑料和橡胶都 能用此法进行加工。 应用：热塑性塑料，由挤出制成的产品都是 连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电 线电缆等． 热固性塑料：仅限于少数几种塑料，且挤出 制品的种类也有限。
挤出过程：分为两个阶段： 第一个阶段是使固态塑料塑化(即变成粘性流 体)并在加压情况下使其通过特殊形状的口模而 成为截面与口模形状相仿的连续体； 第二阶段则是用适当的处理方法使挤出 的连续体失去塑性状态而变为固体，即得 所需制品。
螺杆转动一圈， “C”形室前移一个导程的
距离。
② C形室沿螺杆轴向移动的速度为： VL＝t ·n，其中 t为螺杆导程，n为螺杆转速 异向全啮合双螺杆挤出机的理论挤出量： Q＝2n ·V，其中V为单个C型小室的体积
实际上，由于存在螺杆与机筒内壁的间隙，漏流使
产量不能达到理论产量。
③ 异向全啮合双螺杆啮合处的相对速度
同向双螺杆对物料的输送机理
结构（与异向转动双螺杆相比）： 相同点：在啮合区，螺棱插入螺槽形成“C”形室 不同点：“C”形室不封闭，两个螺杆间有一个连 续通道 （ “C”形室相连）。 通道形成： 在啮合区（开口处），物料沿一根螺 杆螺槽的“C”形室进入另一根螺杆螺槽的“C” 形室前进，再到啮合区时，又跨回前一根螺杆螺槽
螺杆长径比：用L／D表示。其中L为螺杆的有 效长度，即有螺纹部分的长度（工艺上将L 定义为由加料口中心线到螺纹末端的长 度），D为螺杆直径。
• 螺杆的转数范围：用n/min表示。
• 驱动电机功率：用N表示，单位千瓦。德国
φ500-3600kw φ600-5000kw
• 料筒加热段数：用B表示。 • 料筒加热功率：用E表示，单位千瓦。
挤出机的组成与分类
为使成型过程得以进行，一台挤出机一般由
下列各部分组成： 1.主机 2.辅机 3.控制系统
1、主机
• 挤压系统：
主要由料筒和螺杆组成。塑料通过挤压系统而
塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立的压力
下，被螺杆连续地定压定量定温地挤出机头。
传动系统： 它的作用是给螺杆提供所需的扭矩和转速。
更为精确的截面形状、尺寸和光亮的表面。通常
采用冷却和加压的方法达到这一目的。
•
冷却装置：由定型装置出来的塑料在此得到充分 的冷却，获得最终的形状和尺寸。
•
牵引装置：其作用为均匀地牵引制品。并对制品 的截面尺寸进行控制，使挤出过程稳定地进行。
• 3、控制系统（检测和控制） • 挤出机的控制系统：它由各种电器、仪表和执 行机构组成。根据自动化水平的高低，可控制 挤出机的主机、辅机的拖动电机、驱动油泵、 油（汽）缸和其它各种执行机构按所需的功率、 速度和轨迹运行，以及检测、控制主辅机的温 度、压力、流量，最终实现对整个挤出机组的 自动控制和对产品质量的控制。 • 我们一般称由以上各部分组成的挤出装置为挤 出机组。
的“C”形室。
同向双螺杆中物料形成
通道。
注意： 啮合型同向双螺杆的纵向必须开放，否则，螺杆会发生干涉 而不能啮合。即螺槽宽度大于螺棱宽度，纵向有通道。
特点：
同向双螺杆两螺杆之间没有压迫效应
同向双螺杆之间一般制作成紧密啮 合，以提高自洁能力。 同向双螺杆两螺杆啮合处的相对
速度
Vr＝2π ·n (Rb＋Rs) 具有更强的自洁性
布混合效果好。
定量加料：
控制物料的塑化情况，熔融与单螺杆相似
加设排气口：
相邻的腔室间没有压差，气体向料斗方向排气比较、困难，
必须设置排气口。 加强压缩： 因为固体输送段螺槽未充满，所以要加强压缩，有利于传 热，加速熔融，更好排气。·
压缩方式：
改变螺纹导程、螺棱宽度、螺杆外径、螺杆根径、设置反 向螺纹等。
VrA＝2π · n (Rb-Rs)
VrA为 A 点处两螺杆侧间隙间的相对速度 Rb为螺杆外半径
Rs为 螺杆内半径
具有良好的自洁性
④ 旋向的影响 异向向外： 在加料口不断腾出空间，使物料不断进入螺槽， 即进入“C”形室，然后随着“C”形室向前输送。
异向向内： 在加料口物料被拉入螺槽，螺槽空间暴露少，易 充满螺槽，且物料受到强烈的挤压，从而对螺杆
挤出成型的特点 与其它成型方法相比，挤出成型有下述特点： 1、 生产过程是连续的，因而其产品都是连续的； --可连续化生产 2、 生产效率高,一台φ200挤出机700kg/小时， 德国φ500挤出机20t/小时。 3、 应用范围广，能生产管材、棒材、板材、薄 膜、单丝、电线、电缆、异型材，以及中空制 品等； 4、 投资少，收效快 。 5、结构简单，易操作。 6、挤出成型在挤出机上进行，挤出机是塑料成 型加工机械的重要机台之一。


挤出机的综合工作点： 将螺杆特性线和口模特性线在同一个坐标中画出，两组直线 相交的点即为挤出机的综合工作点：



在C点处， Q机头=Q螺杆。 综合工作点会因螺杆转速的改变而改变。 综合工作点会因机头口模的改变而改变。
I. 优点 c. 自洁性好 单螺杆：在螺槽后面易滞料（PVC、PVDC易分解）
双 螺 杆 挤 出 机 的 类 型
捏 合 盘
双螺杆挤出机的工作原理
◆ 非啮合型双螺杆的工作原理 不能形成封闭或半封闭的型腔，无正位移输送条 件， 其输送机理与单螺杆相似。
◆
啮合型双螺杆的工作原理
能形成封闭或半封闭的型腔，有正位移输送条件，
其正位移输送程度与封闭程度有关。
只讨论全啮合式双螺杆挤出机输送机理。
沟槽式混合元件 开设垂直于螺棱的沟槽，起到回混作用。
偏心圆形 混合比较难 以混合的物 料。
菱形 剪切不强烈， 适用于剪敏性 的物料
曲边三角形 剪切强烈，适
用于能承受剪
切的物料
不同螺纹头数的螺纹元件
（a）单头
（b）～（e）多头
1－1头；2－2头；3－3头
菱 形 捏 合 盘 装 配 图
菱 形 捏 合 盘 装 配 图
挤出理论

如下图，我们称AB为螺杆的特性线。它是一组相互平行的直 线族，随螺杆n转速的改变而改变。

螺杆的特性线是挤出机的重要特性之一，它表示螺杆均化段 熔体的流率与压力的关系。随着机头压力的升高，挤出量降 低，而降低的快慢决定于螺杆特性线的斜率。
口模特性线 挤出机机头是挤出机的重要组成部分，是物料流经并 获得一定几何形状、必要尺寸精度和表面光洁度的部 件。对于熔体在机头内的流动规律的研究是非常重要 的。 假定熔体为牛顿流体，当其通过机头时，其流率方程 为： Q=KΔP/η 式中： K—口模常数，仅与口模尺寸和形状有关。 ΔP—物料通过口模时的压力降 η ---物料的粘度
齿形混合元件
可以进行分流，增加界面，有利于分布混合比较难以混
产生反压力，即螺杆分离力。
⑤ 两螺杆间存在间隙，两螺杆产生分离力更大。
⑥ 异向双螺杆挤出机的设计及操作特点
两螺杆主要设计成螺纹式： 有正向螺纹、反向螺纹和特种螺纹之安排 两螺杆之间的间隙： 间隙越小，剪切速率越大，分散混合效果好,但 两螺杆的分离力大。 间隙越大，剪• 异向双螺杆对物料的输送机理 • ① 特点（形成C形室沿螺杆轴向移动）
共轭纵横向全封闭的矩形螺槽，异向旋转
分开看：两根旋向不同的双螺杆 合着看：啮合区 一根螺杆螺棱插入另一根螺槽中，把两个
连续的螺旋通道分割成一段段的封闭“C”
形室，室数与螺纹圈数相同。 动 作：螺杆转动， “C”形室前移（轴向移动）
无自洁性
双螺杆：在啮合处有速度差，相互擦离，防止滞料 同向：Vr=V1b+V2s（自洁性更强） 异向：Vr=V1b- V2s
d. 物料停留时间短而均匀
单螺杆：有Qd、QP、QL，各处速度不同，
物料历程差异大（同进不同出），
停留时间分布宽，少部分停留时间长，
易分解，难控制。 双螺杆：稳定输送，QP≈0， QL也很少，物料历 程基本相 同，停留时间分布窄，停留时间短。
加热冷却系统：
其功用是通过对料筒（或螺杆）进行加热和冷却，保证
成型过程在工艺要求的温度范围内完成。
加料系统
• 2、辅机
• 机头（口模、芯架等）：它是制品成型的主要部
件，熔融塑料通过它获得一定的几何截面和尺寸。
• 定型装置：它的作用是将从机头中挤出的塑料的
既定形状稳定下来．并对其进行精整，从而得到
W% 双螺杆挤出机
单螺杆挤出机
t
物料在单、双螺杆中的停留时间
II.缺点 a.挤出量波动
螺纹末端：终啮合点打开：出料
终啮合点啮合：不出料 每转一周，就有一瞬间，无物料挤出。 异向比同向更突出，必须想办法解决挤出量波动的问题 b. 排气性能差—气体被围在螺槽内