3-2单螺杆挤出机的基本结构
单螺杆挤出机的基本结构课件
tg t
W B c o ts e c o stc o s e
πD
i i
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构 螺纹展开图（i=2）
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构
三、螺杆结构参数 4、螺杆的安装尺寸 螺杆与机筒内壁的间隙
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构
塑料在普通单螺杆挤出机中的挤出过程
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构
二、挤压系统的组成及作用
2、作用
连续稳定地运输（固体、熔体） 熔融、塑化（固体→熔体） 混合、均化（温度、组成分布均匀） 增压—有利于排气、泵送，使制品密实
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构 三、螺杆结构参数
第二节 单螺杆挤出机的基本结构
三、螺杆结构参数
3、螺纹尺寸 ➢ 螺纹头数 i ➢ 螺旋升角 （ b， s， ） ➢ 螺旋线展开长度 Z （ Zb， Zs ，Z） ➢ 螺纹导程 t , 螺距 S ➢ 螺棱宽度 e —螺棱轴向宽度 e’—螺棱法向宽度，e’= e cos
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构 3、螺纹尺寸
560
1.6
90/25 105/25 120/25 130/25 135/25 150/25 160/25 180/25 200/25
φ90
φ10 5
φ12 0
φ13 0
φ13 5
φ15 0
φ16 0
φ18 0
φ20 0
25:1 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1
单螺杆挤出机的基本结构
单螺杆挤出机的基本结构1.进料系统：进料系统主要由进料口、送料螺杆和进料框架等部分组成。
进料口是将塑料原料导入挤出机的入口，通常位于挤出机的中央。
送料螺杆负责将塑料原料从进料口输送到挤出螺杆中，以便进行加热和挤出。
进料框架则用于支撑进料系统的各个部分。
2.挤出系统：挤出系统是单螺杆挤出机的核心部分，主要由挤出螺杆、筒体和模具等构成。
挤出螺杆是一根螺旋状的器件，其内部有螺槽和梳齿，可以将塑料原料从进料系统中推送到模具中，并通过旋转和加热等方式使其得到塑化和挤出。
筒体是挤出螺杆的外壳，通常由加热器和冷却系统组成，用于提供加热和冷却之间的均匀温度控制。
模具是形成塑料制品的关键部分，可根据不同的产品需求进行定制。
3.传动系统：传动系统主要由电机、减速机和传动轴等组成，用于驱动挤出螺杆和其他相关部件的旋转。
电机作为动力源，通过减速机将高速旋转的电机输出转换为适合挤出螺杆的低速旋转。
传动轴连接电机和减速机，将转动动力传递给挤出螺杆。
4.加热和冷却系统：加热和冷却系统用于控制螺杆和筒体的温度，以确保塑料原料能够完全塑化和挤出。
加热系统通常由电加热器组成，可提供恒定和均匀的加热温度。
冷却系统包括循环水路和冷却器等部件，用于降低挤出系统的温度并保持稳定。
5.控制系统：控制系统用于监控和控制挤出机的运行状态，可根据产品要求实时调整挤出螺杆和相关部件的转速、温度和压力等参数。
控制系统一般包括电气仪表、PLC控制器和触摸屏等，操作简单方便。
除了以上基本结构，单螺杆挤出机通常还配备其他附属设备，如真空系统、加料器、料斗和中间筒等，以提高生产效率和产品质量，并满足特定的产品加工要求。
总的来说，单螺杆挤出机的基本结构由进料系统、挤出系统、传动系统、加热和冷却系统以及控制系统等部分组成，每个部分都发挥着重要的作用，共同完成塑料加工的工艺过程。
单螺杆挤出机结构.
其他系统
传动系统主要由电机、齿轮减速箱和轴承等组成。 其作用是驱动螺杆在一定转速范围内旋转，并使螺杆在按工艺要求 保证螺杆获得所必须的扭矩和转速并能均匀地旋转，完成物料的塑化 和挤出过程。 控制系统主要由控制箱和一些电气控制元件、开关等组成。其作用 是对挤过程的温度、挤出速度、电源等进行控制。
谢谢大家
8
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单螺杆挤出机结构
主讲 刘西文
1
单螺杆挤出机结构
普通单螺杆挤出机的结构主要由挤压系统、加料系统、传动系 统、加热冷却系统及控制系统等部分组成。
单螺杆挤出机的主要组成部件
挤压系统
挤压系统的主要由料筒、螺杆、分流板和过滤网等组成。 挤压系统的作用是将粒状、粉状或其它形状的塑料在一定温度和压 力的作用下塑化成均匀的熔体，然后被螺杆定温、定压、定量、连续 地挤入机头。
加料系统
加料系统主要由料斗和自动上料装置等组成。料斗通常为锥形， 底部都有截流装置，以便调整和切料流，料斗侧有视孔和标定计量装 置。 其作用是向挤压系统稳定且连续不断地提供所需的物料。
加热冷却系统
加热冷却系统主要由料筒外部所设置的加热器、冷却装置等组 成。其作用是通过对料筒、螺杆等部件进行加热或冷却，保证 成型过程在工艺要求的温度范围内完成。
挤出成型：单螺杆挤出机的基本结构、成型原理、工艺与流程[专业参考]
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专业参考
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机头是口模与料筒的过渡连接部分，口模是制品 的成型部件，通常机头和口模是一个整体，习惯 上统称为机头。
机头的作用为：口模为具有一定截面形状的通道. 塑料熔体在口模中流动时取得所需形状并被模外 的定型装置和冷却装置冷却硬化而成型.
机头和口模包括过滤网、多孔板、分流器、模芯、 口模、机颈
压缩比
指螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一 个螺槽的容积之比， 表示塑料通过螺杆的全过程 被压缩的程度。
压缩比愈大，塑料受到挤压的作用也就愈大。
专业参考
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螺槽深度h
h小，产生较高的剪切速率，有利于传 热和塑化，但挤出生产率低；
热敏性塑料(如PVC)宜用深槽螺杆 熔体粘度低和热稳定性较高的塑料(如PA
专业参考
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熔体在均化段的流动包括四种主要形式：
(1)正流 是物料沿螺槽方向(z方向)向机头的流动， 这是均化段熔体的主流，是拖电流动，它起挤出 物料的作用；
(2)逆流 沿螺槽与正流方内相反(—z方向)的流动， 它是由机头口模、过滤网等对料流的阻碍所引起 的反压流动，它将引起挤出生产能力的损失
正流和逆流的综合称为净流，是汇流和逆流的种速 度的代数和
固体床沿挤出方向逐渐减小。
从上述的熔化实验研究可知：
(1)塑料的整个熔化过程是在螺杆熔融区进行的
(2)沿挤出方向固体床宽度逐渐减小直到为零,其减小部分被熔融所占 有
(3)沿挤出方向固体床厚度逐渐减小直到为零,其减小部分形成熔膜
(4)熔化作用发生在熔膜和固体床的界面上,有一部分发生在固相与熔
池的迁移面.
足够厚、刚度、内壁光滑、有时也刻有沟槽、 有加热装置、冷却装置、温度显示和控制装置， 一般是、电磁震荡控制
3-2单螺杆挤出机的基本结构
传动与控制系统 挤压系统
加热、冷却系统
单螺杆挤出机图示
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 二、挤压系统的组成及作用 1、组成： 加料装置、料筒、螺杆、机头、口模等
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 二、挤压系统的组成及作用 2、作用
塑料在普通单螺杆挤出机中的挤出过程
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 二、挤压系统的组成及作用
h −h A=
1
3
Z2
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 三、螺杆结构参数 3、螺纹尺寸 螺纹头数 i 螺旋升角ϕ （ ϕ b， ϕ s， ϕ ） 螺旋线展开长度 Z （ Zb， Zs ，Z） 螺纹导程 t , 螺距 S 螺棱宽度 e —螺棱轴向宽度 e’—螺棱法向宽度，e’= e cosϕ
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 3、螺纹尺寸
第三章 挤出成型
第二节 单螺杆挤出机的基本结构
一、单螺杆挤出机的结构 二、挤压系统的组成及作用 三、螺杆结构参数 四、螺杆的类型 五、挤出机的辅机设备（自学）
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 一、单螺杆挤出机的结构 挤压系统—心脏 单螺杆挤出机 加热、冷却系统
单螺杆挤出机的基本结构
6
380
6
380
6
380
7
380
7
380
中心高 (mm)C型
340 340 340 510 510 610 660 660 660 710 710 800 1000
中心高 （mm）
D型
330 560 560 560 600 600 600 625 625 800 1000
重量 （t）
0.8 1
1.3 1.6 1.8
➢ 渐变度A： 描述螺槽深度变化的几何参数，
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构
三、螺杆结构参数
3、螺纹尺寸 ➢ 螺纹头数 i ➢ 螺旋升角 （ b， s， ） ➢ 螺旋线展开长度 Z （ Zb， Zs ，Z） ➢ 螺纹导程 t , 螺距 S ➢ 螺棱宽度 e —螺棱轴向宽度 e’—螺棱法向宽度，e’= e cos
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构 3、螺纹尺寸
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4、螺杆的安装尺寸 螺杆与机筒内壁的间隙
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Polymer Processing Engineering
Beijing University of Chemical Technology
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《聚合物加工工程》
第三章 挤出成型（Extrusion）
第一节 概述（录像） 第二节 单螺杆挤出机的基本结构 第三节 单螺杆挤出理论 第四节 排气挤出机的工作原理 第五节 双螺杆挤出机的工作原理 第六节 挤出成型工艺
单螺杆挤出机的基本结构和作用
单螺杆挤出机的基本结构和作用单螺杆挤出机的基本结构和作用1. 简介单螺杆挤出机（Single Screw Extruder）是一种常用于塑料加工行业的设备，主要用于塑料材料的挤出加工。
它具有简单的结构和高效的生产能力，被广泛应用于塑料制品生产过程中。
2. 基本结构单螺杆挤出机由以下几个基本部件组成：螺杆螺杆是单螺杆挤出机的核心部件，通常由高强度的合金钢制成。
螺杆的作用是将塑料料料送入机筒并进行熔融，同时通过旋转运动将熔融的塑料向前推送。
机筒机筒是单螺杆挤出机的外壳，通常由合金钢制成。
机筒内设置有一系列加热和冷却装置，用于调节塑料料料的温度。
同时，机筒还具有一定的压力传递功能，使塑料料料得以在螺杆作用下被连续挤出。
进料口和出料口进料口位于机筒一端，用于将塑料料料送入机筒。
出料口位于机筒另一端，用于挤出已熔融的塑料，形成所需的产品形状。
传动系统传动系统由电机、减速机和联轴器组成，主要负责驱动螺杆的旋转运动。
通过调节传动系统的转速和扭矩，可以控制挤出机的塑化能力和生产速度。
控制系统控制系统采用计算机或PLC控制，用于监测和调整挤出机的工作状态。
通过控制系统，可以实现对挤出机的温度、压力、转速等参数进行精确控制，以确保生产过程的稳定性和产品的质量。
3. 挤出过程和作用单螺杆挤出机的工作过程主要包括以下几个阶段：进料和塑化塑料料料由进料口进入机筒，经过螺杆的旋转和外力的作用，逐渐被推送到出料口。
在此过程中，塑料料料会被加热和熔融，形成熔融塑料，同时塑料料料中的气体被排出。
挤出和冷却熔融塑料通过出料口挤出，通过模具或模板形成所需的物体。
同时，通过冷却装置对挤出的塑料进行快速冷却，使其固化成型。
切割和收集已固化的塑料被切割成所需长度，并通过传送带或其他方式收集起来。
单螺杆挤出机的作用主要有以下几个方面：•实现塑料料料的塑化和熔融，使其具备挤出的可塑性；•通过调节挤出机的参数和工艺，实现对挤出产品的形状、尺寸和性能的控制；•提高生产效率，实现连续、高速的生产过程；•降低生产成本，提高产品的竞争力。
螺杆挤出机
一、单螺杆挤出机纳基本结构在塑料挤出机中，最基本和最通用的是单螺杆挤出机。
其基本结构如图6—1所示。
主要包:低传动、加料装盟、料筒、照扦、机头与口模等五部分。
(一)传动部分通常由电动机、减速箱和抽承等组成。
在挤出过稍中，要求螺杆转速稳定，不随螺杆负荷的变化而变化，以保证制品质量均匀一致。
但在不向的场合下，又要求螺杆能变速，以达到一台设备能适应挤出不同塑料或不同制品的要求。
为此，传动部分一殷采用交流整流子电动机、直流电动机等装置，以达无级变速，一舶绍杆转速为10一100转／分。
(二)加料装置供料一般多采用粒料，也可采用带状料或粉料。
装料设备通常都使用锥形加料斗，其容积至少应能容纳一小时的用料。
料斗底部有截断装置，以便调整和切断料流，料斗侧面有视孔和标定计量的装置。
有些料斗并带有可防止原料从空气中吸收水分朗真空(减压)装置或加热装置，有些料斗有搅拌器，并能自动上料或加料。
(三)料简为一金属圆筒，一般用耐温耐压强度较高、坚固耐磨、耐腐的合余钢或内衬合金钢的复合钢管制成。
一般料筒的长度为其直径的15—30倍，其长度以使物料得到充分加热和塑化均匀为原则。
料筒应有足够厚度、刚度。
内壁应光滑，有些料简则刻有各种沟槽，以增大与塑料的摩擦力。
在料筒外部附有用电阻、电感或其它方式加热的加热器、温度自控装置及冷却(风冷或水冷等)系统。
(四)螺杆螺杆是挤出机最主要部件，它直接关系到挤出机的应用范围和生产率。
通过螺杆的转动对塑料产生挤压作用，塑料在料简中才能产生移动、增压和从摩擦取得部分热量，塑料在移动过程中并得到混合和塑化，粘流态的熔体在被压实而流经口模时，取得所需形状而成型。
与料筒一样，螺杆也是用高强度、耐热和耐腐蚀的合金钢制成。
由于塑料品种很多，性质各异；因此为适应加工不同塑料的需要，螺杆种类很多，结构上也有些差别，以便能对塑料产生较大的输送、挤压、混合和塑化作用。
困6—2为几种较常螺杆。
表示螺杆结构特征的基本参数有直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺杆与料筒的间隙等。
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长径比 L/D 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1 25:1
最大挤出量 (PET) (kg/h) 8 38 80 120 220 300 440 500 550 700 780 1050 1400
螺杆转速 (r/min) 20-90 20-90 20-90 20-80 20-80 20-70 20-60 20-60 0-60 20-60 20-60 20-50 20-50
Polymer Processing Engineering
Beijing University of Chemical Technology
《聚合物加工工程》
第三章 挤出成型（Extrusion） 第一节 概述（录像） 第二节 单螺杆挤出机的基本结构 第三节 单螺杆挤出理论 第四节 排气挤出机的工作原理 第五节 双螺杆挤出机的工作原理 第六节 挤出成型工艺
加热 段 3 3 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7
加热电 压（V） 220 220 220 220 220 220 220 220 380 380 380 380 380
中心高 (mm)C型 340 340 340 510 510 610 660 660 660 710 710 800 1000
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 挤出机规格参数
JWM 挤出机 规格 25/25 45/25 65/25 80/25 90/25 105/25 120/25 130/25 135/25 150/25 160/25 180/25 200/25 螺杆 直径 φ25 φ45 φ65 φ80 φ90
φ10 5 φ12 0 φ13 0 φ13 5 φ15 0 φ16 0 φ18 0 φ20 0
h −h A=
1
3
Z2
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 三、螺杆结构参数 3、螺纹尺寸 螺纹头数 i 螺旋升角ϕ （ ϕ b， ϕ s， ϕ ） 螺旋线展开长度 Z （ Zb， Zs ，Z） 螺纹导程 t , 螺距 S 螺棱宽度 e —螺棱轴向宽度 e’—螺棱法向宽度，e’= e cosϕ
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 3、螺纹尺寸
口模
定型装置
冷却装置
牵引装置
切割装置
堆放
The End
t tgϕ = π⋅D
t ⎛t ⎞ W = Bcosϕ = ⎜ − e ⎟cosϕ = cosϕ − e′ i ⎝i ⎠
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 螺纹展开图（i=2）
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 三、螺杆结构参数 4、螺杆的安装尺寸 螺杆与机筒内壁的间隙 δ
第二节 单螺杆挤出机的基本结构
传动与控制系统 挤压系统
加热、冷却系统
单螺杆挤出机图示
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 二、挤压系统的组成及作用 1、组成： 加料装置、料筒、螺杆、机头、口模等
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 二、挤压系统的组成及作用 2、作用
塑料在普通单螺杆挤出机中的挤出过程
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 二、挤压系统的组成及作用
2、作用 连续稳定地运输（固体、熔体） 熔融、塑化（固体→熔体） 混合、均化（温度、组成分布均匀） 增压—有利于排气、泵送，使制品密实
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 三、螺杆结构参数
Db
Ds
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 三、螺杆结构参数 1、规格尺寸 螺杆直径D：Db—螺杆外径 Ds—螺杆根径 D —螺杆平均直径 螺杆长度L：L —螺杆有效工作部分长度 L1—加料段长度 L2—压缩段长度 L3—均化段长度 螺杆长径比 L/D L= L1 + L2 + L3
第三章 挤出成型
第二节 单螺杆挤出机的基本结构
一、单螺杆挤出机的结构 二、挤压系统的组成及作用 三、螺杆结构参数 四、螺杆的类型 五、挤出机的辅机设备（自学）
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 一、单螺杆挤出机的结构 挤压系统—心脏 单螺杆挤出机 加热、冷却系统
传动与控制系统
第二节 单螺杆挤出机的基本结构
中心高 （mm） D型
重量 （t） 0.8 1
330 560 560 560 600 600 600 625 625 800 1000
1.3 1.6 1.8 3 4 4 4 5 6 10 12
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 三、螺杆结构参数
2、螺槽尺寸 宽度：B—螺槽轴向宽度 W—螺槽法向宽度 深度：H1（h1）—加料段深度 H2（h2）—压缩段深度 H3（h3）—均化段深度 压缩比ε：加料段第一个螺槽容积与均化段最 后一个螺槽容积之比 渐变度A： 描述螺槽深度变化的几何参数，
四、螺杆的类型 根据应用要求螺杆可设计成不同结构，如： 渐变型螺杆、突变型螺杆、等深不等距螺杆、 等距不等深螺杆、不等深不等距螺杆、新型螺杆
第二节 单螺杆挤出机的基本结构
等距不等深螺杆
第二节 单螺杆挤出机的基本结构
等深不等距螺杆
分离型螺杆
第二节 单螺杆挤出机的基本结构 五、挤出机的辅机设备
辅机
机头压力 (MPa) 15-25 15-25 15-25 15-25 15-25 15-25 15-25 15-25 15-25 15-25 15-25 15-25 15-25
传动 功率 KW 2.5 7.5 18.5 37 45 55 75 90 90 110 132 180 220
加热 功率 (KW) 3 8 20 30 30 40 48 48 57 72 84 110 150