高速深螺槽双螺杆挤出机不规则几何外形螺纹元件
螺纹元件
1.正向螺纹元件正向螺纹元件主要用于物料的输送。
正向螺纹元件螺槽的形状可以是矩形，也可以是其它形状，目前多采用螺旋形的螺槽形状。
2.反向螺纹元件反向螺纹元件的形状与正向螺纹元件的形状类似，只是螺槽的螺旋方向相反。
由于反螺纹向相反方向输送物料，正螺纹向挤出方向输送物料，因此物料在反螺纹段入口前方建立起高压，以克服反螺纹中的反向流动所产生的阻力，使物料通过反螺纹的缝隙而向前输送。
在挤出机中有时根据挤出工艺的需要，要在螺杆轴向的不同位置或相当短的距离内形成不同的压力区（压差有时大到几个兆帕），这时就可利用反螺纹元件来实现此目的。
例如在螺杆轴向某一位置加入液体添加剂或发泡剂，加入位置必须处于低压区，此时在加入区前设置反螺纹元件形成高压起密封作用，防止液体添加剂或发泡剂向反向流动，而在反螺纹元件后则形成低压区利于添加剂或发泡剂的加入。
在排气口前设置反螺纹元件，可在排气区前形成高压，而在排气区突然降压以利于排气。
反向螺纹中的压力降反向螺纹元件本身无正向输送能力，物料的正向输送是以压力损失为代价的。
反向螺纹元件压力降的大小是设计和选用这种元件时必须考虑的重要因素。
反螺纹元件是阻力元件，压力增大，应在其前方设置正螺纹输送元件，才能克服其阻力，将物料向口模方向输送。
加入一段反螺纹元件就会出现一个压力峰值，加入两段反螺纹元件就会出现两个压力峰值；以此类推，可根据需要设置多个反螺纹元件。
螺纹元件如图2-8所示。
3.捏合盘元件的特点？捏合盘元件具有优异的混合、熔融性能，在双螺杆挤出机中应用比较广泛。
捏合盘也可以做成单个的，然后装到轴上组成组合块，此时可调节捏合盘间的错列角，如图2-9。
捏合盘的剪切强度取决于它有几个突起（即是类偏心圆、菱形还是曲边三角形）、形状、尺寸精度及其与机筒（以及另一盘）之间的间隙，也取决于各捏合盘之间的错列角。
对于类偏心圆盘状捏合盘，使用组合时，应把偏心安排在同一方向，使得在一对捏合盘间有一种连续扫过的关系。
双螺杆挤出机结构及主要零件
双螺杆挤出机构造及主要零件双螺杆挤出机的零部件组成与单螺杆挤出机的零部件组成根本相似。
两种挤出机不同之处是双螺杆挤出机的机筒内有两根螺杆、加料局部采用螺旋强制向机筒内供料，螺杆用轴承的规格和布置比拟复杂。
双螺杆挤出机的组成零部件位置如图1所示。
图1 双螺杆挤出机主要零部件组装位置1—连接法兰；2—分流板；3—机筒；4—电阻加热；5—双螺杆；6—螺旋加料装置；7—料斗；8—螺杆轴承；9—齿轮减速箱；10—传送带；11—电动机；12—机架1、螺杆构造双螺杆中的螺杆构造类型有多种，在双螺杆挤出机的分类中，有旋向不同螺杆及螺杆组合啮合与否型螺杆；以螺杆的螺纹局部组成和螺杆的外形分类，还有多种类型。
(1) 按螺杆的螺纹局部组成分可分为整体式螺杆和组合式螺杆。
①整体式螺杆整体式螺杆中可分为螺纹局部外圆直径完全一样的圆柱形螺杆和外圆直径逐渐缩小的圆锥形螺杆。
圆柱形螺杆中又分为螺杆的螺距从加料段至均化段逐渐变小型螺杆和螺纹距不变、而螺纹棱宽度由加料段至均化段逐渐加大变宽型螺杆。
②组合式螺杆组合式螺杆是指螺杆的螺纹局部由几个不同形式的螺纹单元组合而成，这些螺纹单元装在一根带有长键的轴上或组装在六角形芯轴上，成为一根挤塑某种塑料的专用螺杆。
啮合型同向旋转双螺杆构造多采用组合式螺杆。
(2) 按两根螺杆的轴心线平行与否分双螺杆又分为两根螺杆直径一样、组装后两根螺杆的轴心线平行的圆柱形螺杆和两根螺杆直径由大到小逐渐变化、组装后两根螺杆轴心线不平行的圆锥形螺杆。
这两种螺杆的外形构造如图2所示。
图2 圆柱形和圆锥形双螺杆的外形构造2、机筒构造双螺杆挤出机的机筒构造和单螺杆挤出机的机筒构造形式一样，也分整体式机筒和分段组合式机筒。
机筒构造形式如图3所示。
图3 双螺杆挤出机的机筒构造1一排气口；2—进料口在双螺杆挤出机中，啮合异向旋转双螺杆和锥形双螺杆挤出机一般多采用整体式机筒；只有少数大型挤出机采用分段组合式机筒，目的是为了方便机械加工和节省一些较贵重的合金钢材。
双螺杆挤出过程详解
(1) 概况与单螺杆挤出机的挤出过程相比，啮合同向双螺杆挤出机的挤出过程更为复杂多变，因为影响这一过程的因素更多，如加料量、螺杆构型、螺杆啮合、操作条件(温度、螺杆转速) 等。
图3-16列出了物料自加料口加入到离开双螺杆，物料在螺杆机筒中经历的挤出过程。
该挤出过程包括加料段、熔融段、熔体输送段、混合段、对空排气段、均化段、真空排气段、计量段。
在熔体输送段还可以将添加物加入。
当然，并非每一种挤出过程都必须包括这些阶段，有的还要多一些，有的则少一些，但基本上包括这些阶段。
图3-16 物料在挤出过程中经历的各阶段①在加料段(也称固体输送段)，物料由计量加料器加入机筒加料口下方的螺杆后，螺槽并不是全充满的，有一个充满度(小于1)，物料呈固体状态。
这一段的螺杆基本上由正向输送螺纹元件组成，但螺纹导程可由大到小，以提高物料对螺槽的充满度。
②物料进入熔融段后，在机筒加热器传给机筒的热量和螺杆元件(捏合盘)对物料的挤压、剪切所产生的热量作用下，物料开始熔融，在通过该段后，基本变为熔体。
这一段物料的充满度比固体输送段高，有压力产生，耗费的能量最大。
③接下来物料进入熔体输送段，由熔融段输送过来的残留固相最后熔融变为熔体。
该段的螺杆由大导程的正向输送螺纹元件组成，物料的充满度低(小于1)，未建立压力，故可在此段将要添加的物料(聚合物或添加剂)加入(用侧加料器或垂直加料器加入)。
在熔体输送段加入的物料和熔体一起进入由捏合块组成的混合段，进行混合(分布混合和分散混合)。
④在混合段下游紧接着对空排气段，该段由大导程的正向输送螺纹元件组成，混合物对螺槽的充满度低(小于1)，故有较大的自由表面积可将上游物料熔融、混合时产生的气体和侧加料器加入物料时带入的气体在大气压下排到空气中去。
⑤物料进入对空排气段下游的均化段后，在捏合块剪切作用下对混合物各组分进行均化(主要是分布混合，但对仍未分散的组分亦继续进行分散混合)，使各组分混合均匀。
双螺杆挤出机课件
5 工作原理
☆ 非啮合型双螺杆挤出机
拖曳流3：同时随着螺杆的旋转 ，在两螺杆的间隙处物料不断受 到搅动并被不断带走而更新（不 论两螺杆的转向如何），产生流 动3。
拖曳环流4：特别是在异向旋转过程中，物料在A处 受到阻碍，产生了流动4。
而所有这些流动形式都增加了对物料的混炼和剪切 作用。
由于这种啮合形式的双螺杆没有自清洁作用，所以
通道。
10
5 工作原理
☆ 啮合型异向双螺杆挤出机
少量物料被拉入两螺杆之间的 径向间隙，受到 螺棱和螺槽间 的研磨和滚压作用，此作用与 压 延机上物料的滚压作用相似 ，称为“压延效应”
由于压延效应，使机筒壁和轴承受力不均匀而局 部受压磨损，故异向旋转的双螺杆只能在较低的 转速下工作。
异向啮合型双螺杆混炼剪切作用较弱，故适用于 热敏料和需要受热时间短的物料的成型。
16
1、温度
☆ 热量来源 温度是双螺杆挤出过程得以进行的重要条件之
一。物料由固态变为粘流态，需要热量。挤出过 程热量的来源有两个： a.机筒外部加热器通过机筒传给物料的热量。 b.物料与物料之间、物料与螺杆、物料与机筒之间 的摩擦热和物料受剪切而生成的热量。
17
1、温度
☆ 温度的调节
加料口：为保证物料顺利加入，必须保持固体的摩 擦性质，故此段机筒不但不要加热，还需要冷却。 在加料口下游，机筒温度则需升高，以便将物料加 热，促使其熔融。
双螺杆挤出过程中机械能和加热器提供的热能不但与双螺杆 挤出机的类型有关，还与螺杆构型和不同的螺杆区段有关。
24
4、能耗
挤出过程能力沿挤压系统的变化示意
25
4、能耗
电机、加热器提供的能量与螺杆直径的关系 26
1.双螺杆的结构与工作原理
异向双螺杆挤出机的特点
定量加料
控制物料的塑化情况
加设排气口
纵向气体导通向料斗方向排气、从排气口排出
加强压缩
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
啮合同向旋转双螺杆挤出机的工作原理
啮合型同向双螺杆的物料流动
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。
开放的矩形螺槽双螺杆的物料流向
增加混合作用 剪切作用加大
为了提高混合效果，加长停留时 间，应将两螺杆之间有物料交换 部分嚙合、纵向皆开放的。
双螺杆挤出机的工作原理
纵向皆开放、部分嚙合的两螺杆之间的 物料交换速度分布和压力分布。
异向双螺杆挤出机的特点
两螺杆之间的间隙
间隙越小，剪切速率越大，但通过量越 少，混合效果差。
实际上，由于存在间隙，漏流使 产量不能达到理论产量。
双螺杆挤出机的工作原理
异向旋转啮合双螺杆啮合处的相对线速度
VrA＝2π ·n (Rb-Rs) VrA A室的体积 Rb-螺杆外半径 Rs –螺杆内半径
B点处，VrA和 VrB V数值不等，方向相同。 O点处，Vro＝0
具有良好的自洁性
双螺杆挤出机的工作原理
结 束
纵向开放、横向 封闭的输送元件， 具有较强的输送 能力，但混合作 用差。
双螺杆挤出机中的功能元件
压缩元件
螺槽为等深变矩，螺棱 宽度由薄变厚，螺槽容 积变小。
螺槽为等深变矩， 螺矩连续变小，起 到压缩作用。
双螺杆挤出机中的功能元件
混合混炼元件
沟槽式混合元件 开设垂直于螺棱的沟槽，起到回混作用。
双螺杆挤出机中的功能元件
第四章-螺杆挤出机-1(新)
三、分类
按螺杆数目分
单、双、多 （前两种用得最多）
按喂料方式分
冷喂、热喂（要预热＞50℃）
按螺杆安装位置分
卧式、立式
按螺杆转速分
常规（100~300r/min）、高速（300~900r/min）、 超高速（900~1500r/min）
四、规格表示及技术特征
挤出成型过程可分为如下三个阶段：
1、塑化阶段 在挤出机上进行塑料的加热和混炼， 使固态原料变为均匀的粘性流体。
2、成型阶段 在挤出机螺杆的作用下，熔融塑料 以一定的压力和速度连续通过装在挤出机上的成型 机头，获得一定的断面形状。
3、定形阶段 通过冷却等方法使熔融塑料已获取 的形状固定下来，成为固态制件。
2. 摩擦系数 f
在螺杆结构参数确定，以及工艺参 数设定后，移动角只与摩擦因数 有关。
a. 提高螺杆光洁度；涂F4
b. 在料筒上开设纵向槽沟，提高 物料与机筒之间的摩擦因数；
c. 降低螺杆温度，通冷却水；
d. 根据摩擦因数与温度的关系， 适当提高加工温度。
总结：为获得最大的固体输送速率
从挤出机结构来考虑：
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。
（一）常规螺杆 一、评价螺杆的标准及设计时应考虑的因素 1、评价螺杆质量的标准有： ①塑化质量 一根螺杆必须能生产出合乎质量要
求的制品。即制品：
A、具有合乎要求的各种性能。具有合乎规定的物 理、化学、力学、电学性能；
a.增加螺槽深度是有利的，但会受到螺杆
扭矩的限制。其次，降低塑料与螺杆的摩擦系数 也是有利的。再者，增大塑料与料筒的摩擦系数， 也可以提高固体输送速率，但要注意会引起物料 停滞甚至分解，因此料筒内表面还是要尽量光洁。
双螺杆挤出机螺纹元件的作用
双螺杆挤出机螺纹元件的作用引言双螺杆挤出机是一种常用于塑料、橡胶等材料加工中的设备，其工作原理是将原料通过双螺杆的旋转和挤压，使其变形并通过模具成型。
在双螺杆挤出机中，螺纹元件起着至关重要的作用。
本文将深入探讨双螺杆挤出机螺纹元件的作用及其影响。
作用一：传递转矩和推动物料螺纹元件是双螺杆挤出机中负责传递转矩和推动物料的关键部件。
具体而言，螺纹元件通过螺纹的螺距和螺纹的几何形状，将驱动螺杆的转动转化为物料的推动力。
螺纹元件与螺杆之间的摩擦力使得物料随着螺杆的旋转而移动，从而实现了物料的挤出过程。
作用二：加热和塑化物料螺纹元件中通常会设置加热孔道，通过导入加热介质（如热水或热油等），对螺杆和螺纹元件进行加热。
加热的目的是将物料加温至其熔化点以上，从而使得物料具有足够的流动性。
另外，螺纹元件的结构设计也能对物料进行塑化，即通过螺纹元件的搅拌和压缩作用，使得物料的分子结构发生变化，达到塑化的效果。
2.1 加热孔道的设计加热孔道通常设计在螺纹元件的侧壁或芯轴内部。
在设计加热孔道时，需要考虑以下几个方面： - 加热孔道的数量和布局：一般来说，加热孔道越多，物料加热均匀度越高。
加热孔道的布局也需要考虑物料的流动方向和流速，以确保物料能够充分受热。
- 孔道尺寸和形状：孔道的尺寸和形状会影响加热介质的流量和流速，从而影响加热效果。
合理的孔道设计可以提高加热效率和均匀度。
- 加热介质的选择：加热介质的选择需要考虑其热导性能、稳定性和对物料的安全性。
常见的加热介质有热水、热油等。
2.2 塑化效果的影响因素螺纹元件的结构设计会直接影响物料的塑化效果，主要影响因素包括： - 螺距：螺距的大小会影响物料的挤出速度和物料在螺纹通道中停留的时间。
较大的螺距可以增加物料的流动性，加快塑化过程。
- 螺纹深度和宽度：螺纹的深度和宽度决定了螺纹元件对物料的压缩效果。
较大的螺纹深度和宽度可以增大物料的受力面积，提高塑化效果。
- 螺距变化：在某些情况下，螺距会在螺纹元件的长度方向上发生变化。
双螺杆机螺纹元件
双螺杆机及螺纹元件产品常识螺杆挤出机的分类按螺杆机作用分类：分为连续挤出和非连续挤出。
按螺杆数量分类：分为：单螺杆、双螺杆和三螺杆（多螺杆）挤出机。
按螺杆形态分类：分为整体螺杆和积木式组合型双螺杆（多螺杆）。
双螺杆挤出机又可分为：平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机；以及平行同向和平行异向双螺杆挤出机。
目前国内单螺杆挤出机应用最为广泛，适用于一般材料的挤出加工。
双螺杆挤出机由于具有因摩擦产生的热量较多，物料受到的剪切比较均匀，螺杆的输送能力较大，挤出比较稳定，物料在机筒内停留的时间较长，因此物料混合均匀。
双螺杆挤出机/造粒机用途双螺杆挤出机到底应用在什么方面呢？双螺杆挤出机是塑胶加工机械中的一种重要设备、它已不仅仅适用于高分子材料的挤出成型和混炼加工，它的用途已拓宽到食品、饲料、电极、炸药、建材、包装、纸浆、陶瓷、化工、LED材料等领域。
挤出机螺杆高速化也带来了一系列需要克服的难点：如物料在螺杆内停留时间减少会导致物料混炼塑化不均、物料经受过度剪切可能造成物料急骤升温和热分解，挤出稳定性控制困难会造成挤出物几何尺寸波动，相关的辅助装置和控制系统精度必须提高，螺杆与机筒的磨损加剧需要采用高耐磨及超高耐磨材质，减速器与轴承在高速运转情况下如何提高其寿命等问题都需要解决。
挤出机在工作过程的电气自动化控制也在不断发展，传统电气控制都是分别采用单机自动化仪表实现的，如今已发展到采用人机界面技术、计算机技术、变频技术等构成的触摸屏、PLC、温度控制模板、变频调速等组成的电气控制系统。
大家都知道挤出机在不断地发展，其用途也将越来越广泛。
螺杆及螺纹元件的功能和作用（一）、螺杆的分段及其功能1）螺杆一般分：输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段5个段。
1、输送段，输送物料，防止溢料。
2、熔融段，此段通过热传递和摩擦剪切，使物料充分熔融和均化。
3、混炼段，使物料组分尺寸进一步细化与均匀，形成理想的结构，具分布性与分散性混合功能。