改善挤出制品的质量（如降低内应力等），防止热 敏性物料过热分解，降低能量消耗，减少主辅机冷 却系统的负担，提高生产率。
常规螺杆设计
• 2）产量 • 所谓产量是指在保证塑化质量前提下，通过给定机
头的产量或挤出量。产量一般用公斤/小时或公斤／ 转来表示。
• 一根好的螺杆，应当具有较高的塑化能力。（生产
这是因为一台挤出机的生产率、塑化质量、填加物 的分散性、熔体温度、动力消耗等，主要决定于螺 杆的性能。
• 因此，将花两节较详细地介绍有关螺杆
• 85橡胶螺杆
常规螺杆设计
• 60销钉螺杆
常规螺杆设计
• 120销钉螺杆
常规螺杆设计
• 250大螺杆
常规螺杆设计
• 同是橡胶挤出机螺杆也不同：冷喂料挤出机与热喂料
挤出机螺杆就不同。
• 同是塑料挤出机螺杆也不相同：
• 例如聚氯乙烯和聚烯烃就有很大差别。前者为无定形
塑料，粘度大，对温度比较敏感，无明显熔点。后者 为结晶性塑料粘度较低，有明显的熔点。
• 就是同是聚氯乙烯，但由于生产厂家不同，或批号不
同，其性能也有差异。
件轻而易举的事。在进行螺杆设计时，要综合考虑 以下诸因素：
• 1)物料的特性及其加入时的几何形状、尺寸和温度
状况。
• 不同物料的物理特性（如挤出温度范围、粘度、稳
定性和流变性能）相差很大，因而加工性能也很不 相同。
• 橡胶挤出机螺杆与塑料挤出机螺杆差别很大：如螺
杆长径比、螺槽深度、螺杆结构（塑料挤出机螺杆 带有混炼元件、剪切元件）等
第一章 挤出成型设备
第三节 常规螺杆设计
常规螺杆设计
1.3 常规螺杆设计
• 螺杆和料筒组成了挤出机的挤压系统。为说明挤压
系统的重要性，人们通常称之为挤出机的心脏。
• 塑料(橡胶)正是在这一部分由玻璃态转变为粘流态，
然后通过口模、辅机而被做成各种制品的。
• 如果就螺杆和料筒相比，螺杆更显得居于关键地位。
• 4)螺杆转数。 • 由于物料的熔融速率很大程度上取决于剪切速率，
而剪切速率与螺杆转数有关，故进行螺杆设计时必 须考虑螺杆转数这个因素。
常规螺杆设计
• 5)挤出机的用途。 • 设计螺杆时必须弄清楚挤出机是用作加工制品．还
是用作混料、造粒或喂料。因为不同用途的挤出机 的螺杆在设计上是有很大不同的。
• 1）关于螺杆型式的确定
按照传统的说法，常规全螺纹三段螺杆分为渐变型 螺杆和突变型螺杆。
常规螺杆设计
• a、渐变型螺杆是指由加料段较深螺槽向均化段较浅
螺槽的过渡，是在一个较长的螺杆轴向距离内完成 的。特点如下：
• a）渐变螺杆大多用于无定形塑料和橡胶的加工。如
聚氯乙烯；
• b）它对大多数物料能够提供较好的热传导，传热均
匀，效果好。适用于热敏性塑料；
• c）对物料的剪切作用较小，而且可以控制，其混炼
特性不是很高，也可用于结晶性塑料。
• 物料在这种螺杆中的熔融过程正如熔融理论所揭示
的那样。
常规螺杆设计
• 在对评价螺杆的标准有了统一的看法和对螺杆设计
必须考虑的因素有了一个全面的了解之后，方能进 行螺杆的具体设计。
常规螺杆设计
• 3、常规全螺纹三段螺杆的设计 • 所谓常规全螺纹三段螺杆，是指出现最早、应用最
广、整根螺杆由三段组成，其挤出过程完全依靠全 螺纹的形式完成的螺杆。这种螺杆的设计包括螺杆 型式的确定、螺杆分段及各段参数的确定、螺杆直 径和长径比的确定、螺杆和料筒间隙的确定等，下 面分别叙述。
• 一根好的螺杆，在保证塑化质量的前提下，单耗应
尽可能低。
• 5）制造的难易 • 一根好的螺杆还必须易于加工制造，成本低。 • 以上几条标准必须综合起来考虑，只强调一方面是
片面的。当然，也允许针对不同要求，重点保证某 条标准的达到。
常规螺杆设计
2、设计螺杆考虑的因素
• 要设计一根合乎以上标准的性能优异的螺杆并非一
• a、具有合乎要求的各种性能。包括规定的物理、化
学、力学、电学性能；
• b、具有合乎要求的表观质量。如能达到用户对气泡、
晶点、染色分散均匀性的要求等。
常规螺杆设计
c、具有合乎要求的螺杆的塑化质量：
• 螺杆所挤出的熔体温度是否均匀，轴向波动、径向
温差多大。
• 是否有得以成型的最低的熔体温度。 • 挤出的熔体是否有压力波动。 • 染色和其它填加剂的分散是否均匀等。 • 应当指出，低温挤出是目前的一个发展趋势，它能
螺杆，
• b、低阻力机头，需与均化段螺槽较深的螺杆相配。 • c、对排气挤出机，机头阻力的大小和螺杆性能的匹
配显得更重要，弄得不好，挤出机甚至不能工作。
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• 3)料筒的结构形式和加热冷却情况。 • 由固体输送理论知，在加料段料筒壁上加工出锥度
和纵向沟槽并进行强力冷却，会大大提高固体输送 效率。若采用这种结构形式的料筒，设计螺杆时必 须在熔融段和均化段采取相应措施，使熔融速率、 均化能力与加料段的输送能力相一致。
• 进而言之，同是一种物料，粉状和粒状的加工性能也
不尽一样，预热和不预热对加工性能也有影响。
• 因此，要采取不同的螺杆设计来适应不同的物料。
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• 2）口模的几何形状和机头阻力特性。 • 由挤出机的工作图可知，口模特性线要与螺杆特性
线很好地匹配，才能获得满意的挤出效果。如：
• a、高阻力机头，一般要配以均化段螺槽深度较浅的
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• 压片机双锥螺杆
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• 锥双压片
常规螺杆设计
• 锥形双螺杆
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• 锥形双螺杆35-90
常规螺杆设计
1、评价螺杆的标准 如何评价螺杆的好坏呢？由前面对挤出过程的分
析可以看出，至少应当从以下几个方面评价螺杆：
• 1）塑化质量
一根螺杆首先必须能生产出合乎质量要求的制品。 所谓合乎质量要求是指所生产的制品应当合乎以下 几个方面的要求:
能力）
• 3）适应性 • 所谓螺杆的适应性是指螺杆对加工不同塑料、匹配
不同机头和不同制品的适应能力。一般说来，适应 性越强，往往伴随着塑化效率的降低。
• 因此我们总希望一根好的螺杆，其适应性和高的塑
化效率都应兼备。
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• 4）单耗
• 所谓单耗，是指每挤出一公斤塑料（橡胶）所消耗
的能量，一般用 N用表示。其中 N为功率（千瓦）， Q为产量（公斤/小时）。