第二章挤出机
挤出机的组成及各部分的作用
挤出机的组成及各部分的作用挤出机是一种用于将塑料或橡胶等物料加热熔化后挤出成型的设备。
它由多个组件组成，每个组件都起着重要的作用。
1. 进料系统进料系统是挤出机的一个重要组成部分，其主要作用是将原料输送到挤出机的螺杆腔中。
进料系统通常包括料斗、输送器和预热器。
料斗用于存放原料，输送器将原料从料斗中输送到挤出机螺杆腔中，预热器则用于加热原料，以提高挤出效果。
2. 加热系统加热系统是挤出机的另一个重要组件，其主要作用是提供热能，将原料加热到熔融状态。
加热系统通常由加热器和温度控制器组成。
加热器通常采用电加热或燃气加热方式，通过调节加热器的温度，可以控制挤出机螺杆腔中的温度，从而控制原料的熔化程度。
3. 螺杆系统螺杆系统是挤出机的核心组件，其主要作用是将熔化的原料挤出成型。
螺杆系统通常由螺杆、螺杆筒和螺杆传动系统组成。
螺杆在转动的过程中，将原料从进料口推送到出料口，并通过螺杆筒的加热使原料熔化。
螺杆传动系统则用于驱动螺杆旋转，通常采用电机和减速器组成。
4. 模头系统模头系统是挤出机的另一个重要组件，其主要作用是将熔化的原料挤出成型，并控制挤出的形状和尺寸。
模头系统通常由模头和模具组成。
模头通过调节模具的开合程度，控制挤出成型的速度和形状。
模头还可以根据需要调整挤出的截面形状，以实现不同形状的产品。
5. 冷却系统冷却系统是挤出机的必备部分，其主要作用是将挤出成型的产品快速冷却，以固化和定形。
冷却系统通常由冷却水管路、冷却器和风扇组成。
冷却水通过冷却器循环流动，将热量从挤出成型的产品中带走，以实现快速冷却。
风扇则通过对产品表面的风冷，进一步促进产品的冷却和固化。
6. 控制系统控制系统是挤出机的重要组成部分，其主要作用是对挤出机的各个部分进行控制和调节，以实现挤出过程的稳定运行。
控制系统通常由电气控制柜、触摸屏和PLC控制器组成。
通过控制系统，可以对挤出机的温度、压力、速度等参数进行监控和调节，以实现挤出过程的精确控制。
挤出机原理
挤出机原理
挤出机是一种常用的塑料加工设备，其原理是利用螺杆旋转将塑料颗粒加热、
熔化，并通过一定的压力将熔融塑料挤出成型。
挤出机的工作原理可以分为三个主要步骤，加料、熔化和挤出。
首先，塑料颗粒被输送到挤出机的进料口，然后通过螺杆的旋转和推进，塑料
颗粒被逐渐推送到机筒的加热区。
在加热区，塑料颗粒受到高温加热，逐渐熔化成为熔融状态的塑料熔体。
同时，螺杆的旋转还起到了混合和均匀加热的作用，确保塑料熔体的温度和性能均匀一致。
接下来，熔化的塑料熔体被推送到机筒的压力区，通过螺杆的旋转和挤压，塑
料熔体受到一定的压力，使其在机筒内得到进一步的挤压和塑形。
在这个过程中，塑料熔体的温度和压力得到了精确的控制，以确保挤出成型的塑料制品具有良好的物理性能和外观质量。
最后，经过压力区的挤出成型后的塑料制品通过模具头，按照模具的形状和尺
寸得到所需的成型产品。
挤出成型的塑料制品可以是管材、板材、薄膜、型材等不同形状和尺寸的制品，广泛应用于塑料加工行业。
总的来说，挤出机的工作原理是通过螺杆的旋转和推进，将塑料颗粒加热、熔化，并通过一定的压力将熔融塑料挤出成型。
这种工作原理简单高效，能够满足不同形状和尺寸的塑料制品的生产需求，是塑料加工行业中不可或缺的重要设备之一。
挤出机
概述
3、挤出机的分类 挤出机的分类：随着挤出机用途的增加，出现了各种 挤出机，分类方法很多。 1）按螺杆数目的多少，可以分为单螺杆挤出机和多螺 杆挤出机； 2）按可否排气，分为排气挤出机和非排气挤出机； 3）按螺杆的有无，分为螺杆挤出机和无螺杆挤出机； 4）按螺杆在空间的位置，可分为卧式挤出机和立式挤 出机。 以上各种挤出机将在本章陆续予以介绍。最常用的是 卧式单螺杆非排气挤出机，本章将以此为重点进行介 绍。
第二节 挤出理论
（3）胶料在挤出段机筒内的流动
将螺杆、料筒展开，料筒与螺杆的相对速度Vb被分解为平行 于螺槽方向的分速度Vbx和垂直于螺槽方向得分速度Vbz,使熔
体产生了不同方向的流动，从而实现了熔体的输送和混合。
第二节 挤出理论
熔体在螺槽中的流动有以下几种运动合成： a、正流（拖曳流） 是由物料受机筒的摩擦拖曳引起的，最大处速度为Vz，平行于螺 纹沟槽方向，使胶料沿螺槽向机头方向移动， 起到挤出物料的 作用，流量用Qd表示。 胶料在螺槽内的压力沿流动方向逐渐升高，迫使部分胶料由机头向 胶料口方向反流（压力流），由逆流和漏流两部分组成。
第四章
挤出成型设备
本章概述
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 概述 挤出理论 常规螺杆设计 新型螺杆设计 料 筒 分流板、过滤网 加料装置 传动系统 加热冷却系统
挤出机动画之一
挤出机动画之二
概述
1.1 概 述
挤出成型是橡胶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。 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；即可连续化 生产
挤出机工作原理
挤出机工作原理
挤出机是一种用于将塑料、橡胶等材料加热、熔化后挤出成型的设备。
它的工作原理基本上可以分为以下几个步骤：
1. 加料：在挤出机的进料口投入塑料颗粒或其他形状的原料。
2. 加热：通过电加热器或其他加热装置，对进料口的原料进行加热，使其熔化成为可挤出的熔融状态。
3. 挤出：将熔融状态的原料通过螺杆推入机筒内。
螺杆会不断旋转，将原料向前推进。
4. 压力形成：随着螺杆的旋转，原料会被推压到机筒的末端。
在末端设有一个模具，可以根据需要设置成不同的形状。
5. 冷却与固化：当原料从模具中挤出后，会立即接触到冷却装置。
冷却装置可以是冷风、冷水或其他冷却介质。
原料在冷却过程中会逐渐固化，形成所需的产品形状。
整个工作过程需要保持稳定的温度和压力，并通过控制螺杆的旋转速度和供料量来实现对产品质量的控制。
挤出机的工作原理简单明了，广泛应用于塑料制品、管材、膜材、线缆等行业中。
挤出机工作原理
挤出机工作原理
挤出机是一种常用的塑料加工设备，它通过将塑料颗粒加热、熔化并挤出成型，用于制造各种塑料制品。
挤出机的工作原理是利用机械力和热能将塑料颗粒加工成所需的形状，下面我们来详细了解一下挤出机的工作原理。
首先，塑料颗粒被放入挤出机的料斗中，然后通过螺杆的旋转将颗粒送入机筒内。
在机筒内，塑料颗粒被加热并熔化，形成熔融状态的塑料熔体。
螺杆的旋转同时也将熔融的塑料熔体向前推进，并通过机筒内的加热和压力加工成所需的形状。
在挤出机的机头部分，熔融的塑料熔体经过模具的成型孔，被挤出成型。
模具
的形状决定了最终挤出成型的产品形状，可以是管状、板状、薄膜状等不同形状的塑料制品。
挤出机的工作原理可以简单概括为，塑料颗粒加热熔化后，通过螺杆的旋转和
机筒内的压力加工成所需形状的塑料制品，最终通过模具的成型孔挤出成型。
总的来说，挤出机的工作原理是通过加热、熔化和挤出来实现塑料制品的加工
成型，是一种高效、精密的塑料加工设备。
挤出机在塑料制品生产中具有广泛的应用，可以制造各种形状和尺寸的塑料制品，为塑料加工行业的发展做出了重要贡献。
挤出机的工作原理
挤出机的工作原理
挤出机是一种常用于塑料加工中的设备，它通过将固态的塑料材料加热融化并置于高压下，然后通过挤压系统将其挤出成所需的形状和尺寸。
挤出机由供料系统、加热系统、挤出系统和控制系统组成。
首先，将固态的塑料原料放入供料系统中，经过给料器和螺杆的传送，进入挤出机的加热区域。
在加热区域，电热器或加热带将塑料原料加热至熔融状态，使其变得具有塑性。
接下来，经过熔融区的加热作用，塑料原料被推入挤出机的挤出螺杆中。
挤出螺杆通过转动，产生大量的剪切力和压力，将熔融的塑料原料向前方推进。
在挤出螺杆的作用下，熔融的塑料通过挤出机的模具或模头，被迫通过模具或模头的小孔，产生出想要的形状，并冷却固化。
最后，经过冷却系统的冷却和风冷，挤出机所产生的塑料制品被割断或收集起来，以供后续的加工和使用。
整个挤出过程中，控制系统会监测和控制温度、压力、速度等参数，以确保挤出机的工作安全和良好的产品质量。
总结来说，挤出机的工作原理是通过将固态塑料原料加热融化并置于高压下，经过挤压系统将其挤出成所需的形状和尺寸。
第二节 挤出理论
1）螺杆特性线： 挤出机均化段的流率方程如下：
Q
n
f
P
由上式可知：α、β、γ、L3是与螺杆几何参数相关的 常数，η.ηf也是常数。因此上述方程实际上成了Q与 △P的线性方程。
其直线的斜率为：
f
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。
d. 漏流： 由机筒与螺棱间隙δ处形成的倒流。方向沿螺杆轴 线方向，并由机头向后。流量用QL表示。对提高挤 出机流量起反作用。
实际上螺槽中熔体 的总的流动是这几 种流动的总和。 挤出机的生产能力 即：
Q=Qd-Qp-QL
3．均化段功率消耗于三部分： 螺槽中剪切物料所消耗的功率；
保持螺槽中压力所消耗的功率；
是由物料受机筒的摩擦拖曳引起的，最大处速度为
V1， 起到挤出物料的作用，流量用Qd表示。
b、倒流（压力流）
由机头、口型等阻力 元件产生的压力引起
Vb Vb
机筒表面
的回流。方向与正流
y
方向相反，流量为QP
正流
xz 螺杆表面
倒流
c.横流（环流）：
由垂直于螺棱方向的分速度V2引起（如图)， 使物料 在螺槽内产生翻转运动。方向与V2方向相同，对生 产能力没有影响，但能促进物料的混合、搅拌和热 交换，流量Qc=0
这就是说，人们还没有完全认识挤出过程。关于挤 出过程的理论正在发展中。
目前常用的关于挤出过程的理论，是在常规全螺纹 螺杆中建立起来的。
根据实验，物料自料斗加入到由机头挤出，要通过 几个职能区：固体输送区、熔融区和熔体输送区。
固体输送区，通常限定在自加料斗开始算起的几个 螺距中，在该区，物料向前输送并被压实，但仍以 固体状存在。
塑料挤出机使用说明书
塑料挤出机使用说明书使用说明书第一章：引言1.1 产品简介塑料挤出机是一种常用的塑料加工设备，主要用于将塑料原料加热熔化后，通过挤出机筒体的压力，使熔化后的塑料通过模具挤出成型。
本使用说明书旨在向用户提供关于塑料挤出机的详细使用方法和操作注意事项。
第二章：设备组成及结构2.1 设备组成塑料挤出机主要由下列部分组成：- 输送系统：用于将塑料原料输送至挤出机筒体中；- 挤出系统：包括挤出机筒体、螺杆和模具等，用于将塑料原料熔化并挤出成型；- 控制系统：用于控制挤出机的运行和参数调节。
2.2 结构说明塑料挤出机的结构分为以下几个部分：- 输送系统：包括送料器、输送管道和加料装置等；- 挤出系统：包括挤出机筒体、螺杆、鼻头和模具等；- 控制系统：包括电器控制柜和操作面板等。
第三章：使用前准备3.1 安装要求在使用塑料挤出机之前，请确保满足以下安装要求：- 设备应放置在平坦稳固的地面上，确保其稳定；- 设备应与电源连接良好，确保电气安全；- 输送系统应与挤出系统正确连接，防止塑料原料外泄。
3.2 检查设备在使用塑料挤出机之前，请进行以下检查：- 确保挤出机筒体、螺杆和模具等部件完好无损；- 检查输送系统和控制系统的各个部件是否正常运行；- 检查电器控制柜和操作面板的运行状态。
第四章：操作方法4.1 开机准备按照以下步骤进行开机准备：1. 启动电源，确保输送系统和控制系统正常工作；2. 打开控制系统面板，设置合适的温度和压力参数；3. 检查挤出机筒体是否预热到设定温度。
4.2 加料操作1. 将塑料原料放入加料装置中，并设置加料量和速度；2. 检查加料装置和输送系统，确保塑料原料顺利输送至挤出机筒体。
4.3 挤出成型1. 确保挤出机筒体内的塑料原料达到熔化状态；2. 调节挤出机的压力和速度，确保挤出成型过程平稳进行；3. 根据需要，调节模具和鼻头等部件，实现不同形状的成型效果。
第五章：操作注意事项5.1 安全操作- 在操作过程中，严禁将手或其他物体伸入挤出机筒体和模具中；- 避免与电气设备接触时湿手操作，以防触电事故发生；- 使用时应穿戴好个人防护设备，如安全帽、防护眼镜和防护手套等。
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五.挤出机的型号表示
1、主机的型号表示；
SJ
类组 品 规 设
别别 种 格 计
代代 代 参 序
号号 号 数 号
用S表示塑料机械；J表示挤出成型机械；品种代号用英文字母表示，其 中挤出机不标排气式（P）、喂料（W）、鞋用（E）、双螺杆（S）、双螺 杆锥形（SZ）、双螺杆混炼（SH）；规格参数用阿拉伯数字表示；设计序号 表示对原结构的某些参数进行改进的次数，按A、B、C、D等英文字母的顺 序选用。
第三节 挤出理论简介
为使挤出机达到稳定的产量和质量，一方面，沿螺槽方 向任一截面上的质量流率必须保持恒定且等于产量，另一 方面，熔体的输送速率应等于物料的熔化速率。如果不能 实现这些条件，就会引起T、P、Q的波动。因此，从理论 上阐明挤出机中固体的输送、熔融和熔体的输送与螺杆的 几何结构、物料的性能和操作条件之间的关系，无疑是有 重要意义的。
机筒加热区
熔体输送区 熔融区 固体输送区
1、固体输送阶段：
螺槽被松散的玻璃态物料（固体粒子或 粉末）所充满，在旋转着的螺杆的作用 下，随着运动阻力的增大而逐渐被压 实。同时，由于机筒外部加热器的加热、 螺杆和机筒对物料产生的剪切热以及物 料之间产生的摩擦热，使物料的温度逐 渐升高。
机头赋予制品所需的形状，即使熔融的聚合物材料经机头获得 制品所需的几何截面和尺寸。
定型装置稳定从机头挤出的制品的形状，并对其进行精整，从 而得到尺寸更为精准的截面形状及更为光亮的制品表面。
冷却装置对经定型后的制品实施进一步的冷却，以获得最终制 品的形状和尺寸。
牵引装置均匀地牵引制品，并对制品的截面尺寸进行拉伸控制， 使挤出过程平稳地进行。
然而，塑料在挤出过程中经历着温度、压力、 黏度甚至化学结构等的变化，相应地出现了玻璃 态、高弹态和粘流态三种不同的物理状态，这一 过程看起来简单，实际上很复杂的。直到目前还 没有形成一种完整的、令人满意的用来解释整个 挤出过程并指导挤出机设计和生产实践的理论。 目前，应用最广的挤出理论依然是根据挤出机工 作过程中的三个阶段而建立起来的三段理论，即 固体输送理论、熔融理论和熔体输送理论。
第二章
挤出成型机
（extruder）
日本40t/h世界最大挤出机
第一节 概 述
一.挤出成型
在农业生产中，许多不同的材料都可用挤出方法成型，如金、 粘、陶瓷、食品等。这些物料在加工时，在压力下推进一开孔， 物料即被“挤出”。开孔部分称为“口模”。物料通过口模， 取近似口模的形状，再经过各种方式的处理，获得所需的形状 并使之固定。
（3）通过较为完善的控制，使挤塑机具有较高的 产量，安全运行及自动化控制。
四、挤塑成型设备的分类及其基本参数
1.分类： 随着挤塑成型技术的不断发展，出现了 各
种类型的挤塑成型设备，其分类方法很多，例如
螺杆挤塑机 按螺杆的有无分
无螺杆（注塞式、电磁动能式）挤塑机
单螺杆挤出机 按螺杆的数目分 双螺杆挤出机
②求出在不同工艺条件下的固体输送率。
③分析压力的产生、发展和沿程的分布，以便 正确地选择挤出工艺参数。
④分析摩擦系数对固体物料输送的影响，以便 采取相应的措施提高固体输送率。
3、理论推导中的假设条件
来自料斗的物料在螺槽中以被压实，形成密实的具有弹性的 无内变形的固体塞。 固体塞与所有面同时紧密地接触，并以恒定的速率移动。 固体塞与各表面的摩擦系数是一个常数，但在螺杆和机筒表 面可以取不同值。摩擦系数与压力无关。 螺槽是矩形的，并且其深度不变。 忽略固体塞的密度变化、忽略重力对机筒与螺杆之间间隙的 影响。 固体塞上的压力只是沿螺槽流道长度Z1的函数，即P=f(Z1)。
挤出机中心高度：即螺杆轴线距地 面
的高度，用H表示，单位mm。
3、普通螺杆的基本结构及其参数
普通螺杆的基本结构如图及其基本参数如图，除前面 介绍的螺杆直径D和长径比L/D外，还有如下几个基本 参数：
s
D h3 h1
L3
φ
L2
L1
L
螺杆直径：即螺杆外径，用D表示，单位mm．
螺杆长径比：指螺杆有效工作长度L与螺杆直径 D之比，用L/D表示．
切割装置将连续挤出的制品卷绕成卷。
3、控制系统
由各种电器、仪表和相关的执行机构所组成
作用：
（1）控制机组的电动机。各种执行机构，使其满 足工艺要求的转速，功率及机组的协调运行。
（2）检测。控制机组的工艺参数如T、P
螺杆的长度用mm作单位
2）螺槽深度 它是一个变化值，用h表示，单位mm，对普通螺 杆来说：
加料段的深度用h1表示 一般是一定值 熔融段的深度用h2表示 是变化值 均化段的深度用h3表示 一般是一定值
3 ）螺距 其定义同一般螺纹，用s表示，单位
mm。
4）螺旋角 其定义同一般螺纹，用ф表示，单
一、固体输送理论
1、物料在螺杆加料段螺槽中的运动:
①轴向运动，是由于旋转螺杆的螺棱推进面对物料产 生的轴向推力所至。
②旋转运动，是由于物料与螺杆、物料与机筒之间的 摩擦所至。
2、理论研究的目的
①通过对固体物料的运动分析和受力分析，了 解螺槽中固体输送的本质，以便正确地设计螺 杆和机筒加料段的结构。
3、熔体输送阶段：
由于输送来的熔体各点的温度很不 均匀，产生的温度、压力和产量的 波动大，为了保证挤塑过程稳定进 行，熔体在此阶段进一步受到均匀 塑化，最终被定温、定压、定量、 连续地输送至机头。
三段七区状态
当螺杆内不通如冷却水时，物料在螺槽中的整个挤出过程 的状态为三段七区。
第一段为加料段，包括（1）非塞流区，即固体物料相对滑移， 随压力增加逐渐被压实。（2）塞流区。
4、生产操作简单 工艺控制容易，产品质
量较为稳定。
5、设备成本低 投资少，见效快，主机可
以多用途使用。
2、聚合物中的热塑性塑料和弹性体 可在熔融状态或固态下挤出，可分为：
（1）塑化挤出：聚合物以固态微乳挤出机，当通过挤出机螺 杆从边料口输送到口模时物料被熔融。
（2）熔体喂料挤出：聚合物以熔融状态喂入挤出机
塑料之所以能进行加工，由其内在 因素所决定的。通过高分子物理学可 知，聚合物一般存在着玻璃态、高弹 态和粘流态三种物理状态。在一定条 件下，这三种物理状态将发生相互转 化，故塑料能进行成型加工的 。
普通挤出机的工作过程
物料在挤出机中的工作过程如图：物料从料斗加入机筒， 随着螺杆的旋转而被逐渐推向机头方向。此过程是通过以 下三个阶段来完成的。
第二段为压缩段，包括（3）熔膜区，即熔体段的开始区。（4） 熔池区，该区仅有上熔膜和熔池。（5）环流区，在该区的固 相四周均存在熔体。（6）固相破碎区，到熔融
后期，作用在未熔固相物料上的外力愈来愈大，固相就会产生 裂纹并进而破裂成无数碎块。
第三段为计量段，包括（7）熔体输送区，该段物料的流速流 量可采用经典的流体力学方程计算。
2、有较完善和先进的控制系统，能准确无误、协调地控制挤 塑机的各个动作，使挤塑机的温度、压力和质量流率等严格控 制在工艺条件的范围内，以获得高质量的产品。
3、具有足够的强度和刚度，结构合理、紧凑，以利于操作和 维护，成本低。
三、挤塑成型设备的组成及其作用
一台挤出设备通常由主机(挤出机),辅机及其控制系统组成. 通常这些组成部分统称为挤出机组.
立式挤出机
螺杆在空间呈竖直放置，其 优缺点恰好与卧式机相反， 应用少，一般小型机采用
非排气式挤出机 按挤出机可否排气分
排气式挤出机 目前挤出机的最常见形式为中小型卧式单螺杆非排气式普通成型挤 出机，简称普通挤出机
2. 基本参数
机筒加热功率：用E表示，单位kW。
挤出机产量：用Q表示，单位kg/h。
螺杆转速范围：用nmin~nmax表示，单位r/min。 nmin表示最低转速，nmax表示最高转速。
4、螺杆的有效工作长度与分段
1）螺杆长度：对普通螺杆来说，根据物料在挤出机 中经历的三个阶段，人们常常把螺杆的有效工作长度L 分为三段。
（1）加料段L1( feeding zone) ：其作用是将松散的物 料逐渐压实并送入下一段；减小压力和产量的波动， 从而稳定地输送物料；对物料进行预热。
例如：SJW 150x15B 表示螺杆直径为150mm，长径比为15：1，经过第二次改进的喂料挤出机。
2、辅机的型号表示
SJ
F
类组 别别 代代 号号
品 种 代 号
辅 助 代 号
规 格 参 数
设 计 序 号
第二节 挤出成型基本原理
挤出成型是将物料送入加热的机筒与 旋转着的螺杆之间进行固体物料的输送、 熔融压缩、熔体均化，最后定量、定速和 定压地通过机头口模而获得所需的挤出制 品。
多螺杆挤出机
超小型挤出机 小型挤出机 按螺杆直径的大小分为 中型挤出机 大型挤出机 超大型挤出机 普通挤出机 按螺杆的转速分 高速挤出机 超高速挤出机
整体式挤出机 按挤出机的装配结构分
组合式挤出机
螺杆在空间呈水平放置，重心低 而稳定，厂房要求不高，操作和
维护方便，生产中应用最 广
卧式挤出机 按挤出机的螺杆在空间的位置分
（2）熔融段（压缩段）L2( compression zone) ： 其作用是把物料进一步压实；将物料中的空气 推向加料段排出；使物料全部熔融并送入下一 段。
（3）均化段（计量段）L3 (metering zone )：其作用 是将已熔融物料进一步均匀塑化，并使其定温、 定压、定量、连续地挤入机头。
加热冷却系统主要来保证物料和挤压系统在成型加工中的温度 控制.
控制系统主要由电器元件、仪表和执行机构组成。作用是调节 控制螺杆转速、机筒温度以及机头压力等。