单螺杆挤出机的基本结构课件
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
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单螺杆挤出机结构
主讲 刘西文
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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。
单螺杆挤出机的基本结构
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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
tg t
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W B c o t se c o stc o s e
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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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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
第三章 挤出机new
物料到排气段基本塑化，物料中一部分气体由于被压实自料斗逸出，由于该 段螺槽突然加深，排气口又通真空泵，压力骤降，气体排出
四.排气功能要求：排气孔下聚合物压力为零；此处聚合物完全熔融
五.其它形式排气挤出机
第三节 双螺杆挤出机
一.结构
与单螺杆挤出机相似 各部件作用也基本相同
二.分类
• 螺旋角 • 螺棱宽e • 螺距s • 螺杆外径与料筒间隙
5.材料和强度校核
材料：耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高强度 45号钢、氮化钢、38CrMoAl等
强度校核：可看作一端固定的悬臂梁，受扭矩、轴向力和自 重产生弯曲的影响 工作时，可不考虑自重产生的弯曲 P147
日本40t/h世界最大挤出机
2.啮合反转型
两根螺杆对称，回转方向不同，一根螺杆上物料被另一根螺棱堵 死，以近似密闭C型小室的形态向前输送。设计时将一根螺杆的 外径与另一根的根径之间留有一定间隙，以便物料通过时受强剪 切搅拌和压延作用，塑化效果好，用于加工制品
四.优点
物料停留时间短 优异的混合、塑化效果 低的比功率消耗
五.主要参数
• 突变式，螺槽深度的变化在较短的 螺杆距离内完成
4.基本参数
• 螺杆直径,指螺杆外径mm，标志挤 出机的加工能力，已系列化，30、 45、65、90、120、150、200.一 般根据制品形状、材料类型及生产 率要求确定
• 长径比，L/D,(L为有效工作部分长 度，工艺上定义为加料口中心线到 螺杆末端的长度),L/D在一定意义上 表征了挤出机的塑化能力和质量， 一般25~30
获得压缩比的方法
• 等深不等距法(压缩比大，但不宜加工，计量段易窝料) • 等距不等深法(加工方便，用得最多) • 不等距不等深法(制造复杂) • 锥形螺杆 Lc,对于结晶型材料，1D~5D；非结晶型长5~15D，占总长的50%~60%.
单螺杆挤出机的基本结构
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
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
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构
等距不等深螺杆
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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
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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
口模 定型装置
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
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
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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
单螺杆挤出机的介绍PPT课件
为加大输送能力，不希望加料段温度升得过高， 相反有时要冷却；
b.压缩段和计量段—高温熔融。
为了促使物料熔融，均化，物料要升到较高的温 度。
为了便于物料的容易加入、输送、熔融、均化以 及在低温下挤出，获得高质量、高产量的制品，每 一种物料的挤出过程应有一条合适的温度轮廓曲线 。
1）绝对流率（流量，产量）
用Q表示，为每小时公斤。
2）比流率
用每转的流率 Q/n表示。后者更能反映挤 压系统性能，应当作为比较挤压系统性能 的标准。
30
3）影响流率的因素
a.机头的阻力 b.螺杆、料筒的设计 c.螺杆转数 d.加热冷却系统 e.物料的性质等。
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4、能量（功率）
1）能量平衡
若从能量的观点来观察挤出过程，就有一 个能量平衡问题。
7 2019年10月25日星期五
• 2)外热、内热的作用，物料熔融 同时，在料筒外热和螺杆、料筒对物料的混合
、剪切作用所产生的内摩擦热的作用下，塑料的 温度逐渐升高。对于常规三段全螺纹螺杆来说， 大约在压缩段的三分之一处，与料筒壁相接触的 某一点的塑料温度达到粘流温度，开始熔融。
• 3）物料全部熔融，变为粘流态
热和冷却，保证成型过程在工艺要求的温度范围内完成。 4 控制系统：控制挤出机的拖动电机、按所需的功率、速
度运行，检测、控制温度、压力等参数，完成对制品的质 量控制，使其满足工艺要求。
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单螺杆挤出机
传动装置
加料装置
机筒
螺杆
单螺杆挤出机结构示意图
1-机座 2-电动机 3-传动装置 4-料斗 5-料斗冷却区 6-机筒 7-料筒加热器 8-热点偶控温点 9-螺杆 10- 过滤网及多孔板 11-机头加热器 12-机头 13-挤出物
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。
2 单螺杆挤出机介绍
单螺杆挤出机的挤出过程
2.1.3.1 聚合物的三态变化
图2-5
聚合物三态变化图
31/102
图2-6
常规全螺纹螺杆的三个职能区
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（1）加料段
功能主要是对塑料进行 压实和输送。
33/102
（2）熔融段或压缩段
是使塑料进一步压实和 塑化。
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（3）计量段 塑料进入计量段后将进 一步塑化和均匀化，并使之 定压、定量和定温地从挤出 机头挤出。
2 单螺杆挤出机
1/102
2.1 概 述
挤出成型亦称挤压成型， 它是将物料加热熔融成粘流态， 借助螺杆的挤压作用，推动粘 流态的物料，使其通过口模而 成为截面与口模形状相仿的连 续体的一种成型方法。 所采用的设备称为挤出机。
2/102
塑料原料
加热 挤出机
塑料熔体 定型
加压
挤塑模具（机头）
初始形状的连续体
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传动系统
其作用驱动螺杆，保证螺 杆在工作过程中所需要的扭矩 和转速。
9/102
加热冷却系统 它保证塑料和挤压系统在 成型加工中的温度控制要求。
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加料系统
主要由料斗和自动上料装 置等组成。其作用是向挤压系 统稳定且（2）辅机
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 机头 定型装置 冷却装置 牵引装置 切割装置 卷取装置 堆放装置
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④螺纹螺距：用S表示 ⑤螺纹升角：用φ表示 ⑥螺纹头数：用P表示 ⑦螺槽轴向宽度：用B表示 B=S-b ⑧螺棱的轴向宽度：用b表示 ⑨螺槽的法向宽度：用W表示 ⑩螺棱的法向宽度：用e表示 11 螺纹外径与机筒内壁之间隙：用δ表示
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φ
图2-4
塑料机械知识—-单螺杆挤出机的结构
挤出机的结构2．1 单螺扦挤出机的结构单螺杆挤出机的结构组成，有挤压系统、加料系统、传动系统、加热冷却系统和控制系统五大部分组成。
大要零件位置名称见图2—1(1) 挤压系统挤压系统中螺杆和机筒是主要零件，另外还有分流板和过滤网配合工作，其功能就是把投人到机简中的粉体或粒状料，在螺杆转动和机简温度的作下，塑化成熔融状态，挤山成型制品。
(2) 传动系统传动系由电屯动机、皮带轮、减速箱和螺杆的轴承座等部件组成它们之间的联动，驱动螺杆在机筒内旋转，保证螺杆有一定的转动扭矩和相稳定的转速：(3)加料系统加料系统中有料斗、加料器和上料设备。
二者协调配合工作作，保证加料器在料斗中定时、定量的向机筒内供料。
(4)加热冷却系统加热系统是按工艺要求，给机筒一定的热量装置。
冷却系统是降低机筒温度的装置这两个部分间断性的工作，控制稳定机简的各部位在工艺给定的温度范围内。
(5)控制系统控制系统按工艺条件要求、控制挤出机的电动机转速和加热冷却系统工作，执行工艺条件规定的各参数。
保证挤比机生产正常、稳定地进行工作。
[塑料挤出机及制品生产故障与排除] 2．1．1 挤压系统挤压系统主要由螺杆和机筒组成：拉挤出机的不同用途，挤压系统可配置排气装置、调压装置、换网装置、多机头用挤出分流装置、还有静态混合器和计量泵等。
2．1．1．1 螺杆螺朴是挤压系统中的主要冬件它的各部分几何形状的变化．直接影响螺仔的引：作忻能效果。
对期料制品的产量和质量，都省非常重大影响。
1、螺杆的T作性能指标评定(1)型化质贵按专业标渺规定制造的挤出帆，挤塑今扩：的塑料制品巴应是符合质量标准。
螺杆处挤烟土严影响产品质量的关键冬件，物料的混介质虽、印化的是否均习、柳树的径向温差是否较小、压力红均衡、能量消托些比较低、／4：严令的提高，这边都受螺杆上作质数的影响、(2)比流量这个比值大，说明这d1螺杆的塑化能力强t量的单仆为(Ldll)／(r／min)(3)比功率这个价小，说明小广；问佯质量的朗料制品消耗少．比功率的单价为kW／(岭h)。
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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
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1.6
90/25 105/25 120/25 130/25 135/25 150/25 160/25 180/25 200/25
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加热 功率 (KW)
3
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加热 加热电 段 压（V）
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中心高 (mm)C型
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340
中心高 （mm）
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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
螺杆 直径
φ25
φ45
长径比 L/D
25:1
25:1
最大挤出量 (PET) (kg/h) 8
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螺杆转速 (r/min)
20-90
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机头压力 (MPa)
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传动 功率 KW 2.5
7.5
Db
Ds
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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
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
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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
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构
等距不等深螺杆
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构
等深不等距螺杆
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分离型螺杆
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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
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构
挤压系统
传动与控制系统
加热、冷却系统
单螺杆挤出机图示
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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 1、组成： 加料装置、料筒、螺杆、机头、口模等
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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
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第二节 单螺杆挤出机的基本结构
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
口模 定型装置
冷却装置
牵引装置
切割装置
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The End
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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
A h1 h3
Z2
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，
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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）
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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