2010第六章 挤出成型机解析
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挤出成型—挤出设备(高分子成型课件)
率高。 ü 热敏性聚合物（如PVC）宜用深槽螺杆 ü 熔体黏度高和热稳定性较高的聚合物（如PA等）宜用浅槽螺杆
④螺纹升角θ：物料形状：Ａ细粉30º Ｂ粒状15º Ｃ球状、柱状17º。螺 纹升角θ 一般取17º41′（易加工，对产量影响不大）。 ⑤螺纹宽度：0.08～0.12D，截面通常为梯形，靠近螺槽底部较宽，其根部 应用圆弧过渡。
2 挤出系统——是最主要的系统，它由料筒、螺杆、多孔板和过滤网组成。 （4）过滤装置
多孔板和过滤网设置：机筒和机头连接处，多孔板支撑过滤网（2~3层的 铜丝网或不锈钢丝网）。 作用：物料离开计量段时，避免有杂质未熔冷料进入机头口模，并减少螺 杆带来的旋转作用。 （5）机头与口模 ü机头：口模与料筒之间的过渡部分。其作用为使物料由挤出时旋转运动 →直线运动，并产生成型压力，保证制件密实使物料进一步均匀塑化，均 匀平稳导入口模。 ü口模：具有一定截面形状的通道，使熔体从口模中流出时获得所需形状 ，是用螺栓/其它方法固定在机头上。 ü机头还设有校正和调整装置（定位螺钉），能调整和校正模芯与口模的 同心度、尺寸和外形。
2 按螺杆转速分： 普通（100r/min）、高速（300r/min）超高速（300-1500r/min）三种挤出机
一、挤出机的分类和组成
（一） 挤出机分类
3 按按螺杆数目分： 单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机（如三 螺杆、四螺杆、五螺杆、…等） 4 按照可否排气： 非排气型挤出机（目前普遍）和排气型挤出机 5 按装配结构分： 整体式和分开式挤出机
二、挤出机组的辅机设备
1 辅机设备 定形装置、冷却装置、牵引装置、切割装置和卷取装置
2 辅机设备型号的表示
辅机型号：主机和辅机是匹配使用的。 一般在主机型号的第 三项后加“F”，然后在加设备汉字的第一个拼音字母表示， 最后是 辅机型号的主参数。
④螺纹升角θ：物料形状：Ａ细粉30º Ｂ粒状15º Ｃ球状、柱状17º。螺 纹升角θ 一般取17º41′（易加工，对产量影响不大）。 ⑤螺纹宽度：0.08～0.12D，截面通常为梯形，靠近螺槽底部较宽，其根部 应用圆弧过渡。
2 挤出系统——是最主要的系统，它由料筒、螺杆、多孔板和过滤网组成。 （4）过滤装置
多孔板和过滤网设置：机筒和机头连接处，多孔板支撑过滤网（2~3层的 铜丝网或不锈钢丝网）。 作用：物料离开计量段时，避免有杂质未熔冷料进入机头口模，并减少螺 杆带来的旋转作用。 （5）机头与口模 ü机头：口模与料筒之间的过渡部分。其作用为使物料由挤出时旋转运动 →直线运动，并产生成型压力，保证制件密实使物料进一步均匀塑化，均 匀平稳导入口模。 ü口模：具有一定截面形状的通道，使熔体从口模中流出时获得所需形状 ，是用螺栓/其它方法固定在机头上。 ü机头还设有校正和调整装置（定位螺钉），能调整和校正模芯与口模的 同心度、尺寸和外形。
2 按螺杆转速分： 普通（100r/min）、高速（300r/min）超高速（300-1500r/min）三种挤出机
一、挤出机的分类和组成
（一） 挤出机分类
3 按按螺杆数目分： 单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机（如三 螺杆、四螺杆、五螺杆、…等） 4 按照可否排气： 非排气型挤出机（目前普遍）和排气型挤出机 5 按装配结构分： 整体式和分开式挤出机
二、挤出机组的辅机设备
1 辅机设备 定形装置、冷却装置、牵引装置、切割装置和卷取装置
2 辅机设备型号的表示
辅机型号：主机和辅机是匹配使用的。 一般在主机型号的第 三项后加“F”，然后在加设备汉字的第一个拼音字母表示， 最后是 辅机型号的主参数。
知识点六 挤出成型
知识点六挤出成型挤出成型是一种广泛应用于塑料、橡胶等高分子材料加工的重要工艺。
它通过将原材料加热熔融，并在挤出机的作用下，使其通过特定形状的模具，从而获得具有连续截面形状的制品。
挤出成型的原理相对较为简单，但实际操作中却涉及到众多复杂的因素。
首先，原材料被加入到挤出机的料筒中。
料筒内部通常设置有加热装置，将物料加热至熔融状态。
与此同时，螺杆在电机的驱动下旋转，对物料进行搅拌、混合和输送。
螺杆是挤出机的核心部件之一，其设计和参数对于挤出过程的稳定性和产品质量有着至关重要的影响。
螺杆的螺距、螺槽深度以及旋转速度等因素都会影响物料的输送、塑化和挤出量。
在挤出过程中，物料在螺杆的推动下逐渐向前移动，并在机头处汇聚。
机头是连接挤出机和模具的部分，其作用是将物料均匀地分配到模具的各个部位。
模具则决定了最终产品的形状和尺寸。
挤出成型的优点众多。
其一，它具有较高的生产效率，可以实现连续化生产，大大提高了产量。
其二，能够生产出各种复杂截面形状的制品，如管材、板材、棒材、薄膜等，满足了不同领域的需求。
其三，挤出成型的工艺相对较为简单，易于操作和控制，生产成本相对较低。
然而，挤出成型也并非完美无缺。
在生产过程中，可能会出现诸如挤出不均匀、制品表面粗糙、尺寸偏差等问题。
这些问题往往与原材料的性质、挤出机的参数设置、模具的设计以及加工工艺等因素有关。
为了获得高质量的挤出制品，需要对各个环节进行严格的控制和优化。
在原材料的选择方面，要确保其质量稳定、性能符合要求。
对于挤出机的参数设置，需要根据不同的材料和产品要求进行调整，例如螺杆的转速、加热温度等。
模具的设计和制造精度也直接影响着制品的质量，需要精确计算和加工。
此外，挤出成型后的制品还需要进行适当的后处理，如冷却、牵引、切割等。
冷却过程的均匀性对于制品的性能和尺寸稳定性有着重要影响。
牵引速度的控制则关系到制品的拉伸程度和尺寸精度。
在实际应用中，挤出成型在塑料管材生产中发挥着重要作用。
挤出成型设备介绍和特性曲线
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。
• 定型装置：将从机头中挤出的塑料的既定形状稳 定下来．并对其进行精整，从而得到更为精确的 截面形状、尺寸和光亮的表面。通常采用冷却和 加压的方法达到这一目的。
• 冷却装置：由定型装置出来的塑料在此得到充分 的冷却，获得最终的形状和尺寸。
• 牵引装置：其作用为均匀地牵引制品。并对制品 的截面尺寸进行控制，使挤出过程稳定地ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ行。
• 经历的形态：玻璃态----粘流态----高弹态----玻璃态
3、控制系统
• 挤出机的控制系统：它由各种电器、仪表和执行机 构组成。根据自动化水平的高低，可控制挤出机的 主机、辅机的拖动电机、驱动油泵、油（汽）缸和 其它各种执行机构按所需的功率、速度和轨迹运行， 以及检测、控制主辅机的温度、压力、流量，最终 实现对整个挤出机组的自动控制和对产品质量的控 制。
挤出成型设备介绍和特性曲线
动画演示
§4-1 概 述
1.定义：挤出成型又称挤塑（挤压模塑），在挤出机的 螺杆或柱塞的挤压作用下，使高聚物的熔体（或粘 流体），通过一定形状的口模，而成为具有恒定截 面的连续型材的一种成型方法。
2.应用： 塑料挤出成型：管材、板材、片材、薄膜、挤出吹 塑。主要是热塑性塑料的挤出，现也有热固性。
§4-2-2 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
知识点六 挤出成型
知识点六挤出成型挤出成型是一种常见且重要的塑料加工方法，广泛应用于塑料制品的生产中。
它通过将塑料原料加热至熔融状态，并在挤出机的作用下，迫使塑料通过特定形状的模具，从而获得具有一定截面形状和尺寸的连续塑料制品。
挤出成型的工作原理相对较为简单直观。
首先，塑料原料被送入挤出机的料筒中。
料筒通常配备有加热装置，将原料加热至适宜的熔融温度，使其变成具有良好流动性的熔体。
在挤出机内部，有一个或多个螺杆，它们不断旋转，推动塑料熔体向前移动。
螺杆的设计和旋转速度对挤出过程中的压力、流量和混合效果起着关键作用。
随着塑料熔体被推向模具，模具的形状决定了最终挤出制品的外形。
模具通常具有狭窄的通道和特定的几何形状，以确保塑料熔体在通过时能够形成所需的截面。
从模具挤出的塑料制品通常需要经过冷却和固化，以保持其形状和尺寸的稳定性。
冷却方式可以是空气冷却或水冷却，具体取决于制品的材料和尺寸。
挤出成型具有许多优点。
其一，它能够实现连续生产，生产效率高，适合大规模生产。
其二，通过更换模具，可以方便地生产出各种不同形状和尺寸的制品，具有较强的灵活性。
其三，挤出成型可以加工多种塑料材料，包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等常见塑料。
此外，挤出成型的制品通常具有较好的尺寸精度和表面质量。
然而，挤出成型也存在一些局限性。
例如，对于一些复杂形状的制品，可能需要进行后续的加工和处理。
在挤出过程中，塑料的分子取向可能会导致制品在某些方向上的性能差异。
而且，挤出成型对原料的性能要求较高，如果原料的质量不稳定，可能会影响制品的质量。
在实际应用中，挤出成型被广泛用于生产各种塑料制品。
比如，管材和管件是挤出成型的常见产品。
无论是用于供水、排水还是输送气体的管材，都可以通过挤出成型来制造。
此外，板材、薄膜、电线电缆的绝缘层等也常常采用挤出成型工艺。
在建筑领域，挤出成型的塑料门窗型材具有良好的隔热性能和耐候性。
在包装行业，挤出成型的塑料薄膜用于食品包装、日用品包装等。
挤出成型
根据挤出过程的理论和实践证明，增加料 筒内表面的摩擦系数可提高塑料的输送能力，因 此，挤出机料筒的加料段内开设有纵向沟槽和靠 近加料口的一段料筒内壁做成锥形。轴向沟槽的 数量与料筒直径的大小有关。槽数太多，会导致 物料回流使输送量下减。槽的形状有长方形的、 三角形的或其他形状的。 料筒的冷却 料筒冷却方法有风冷和水冷两种。风冷的特 点是冷却比较柔和、均匀、干净，但风机占有空 间体积大，其冷却效果易受外界气温的影响。 与风冷相比，水冷的冷却速度快、体积小、成本 低。但易造成急冷，水一般都未经过软化处理， 水管易出现结垢和锈蚀现象而降低冷却效果或被 堵塞、损坏等。
（6）螺纹棱部宽E E太小会使漏流增加，产量降低 （7）螺杆与料筒的间隙 其大小影响挤出机的生产 能力和物料的塑化。 图7-3
螺杆冷却
螺杆冷却的目的是利于物料的输送，同时 防止塑料因过热而分解。通入螺杆中的冷却介质 为水或空气。在最新型挤出机上，螺杆的冷却长 度是可以调整的。根据各种塑料的不同加工要求， 依靠调整伸进螺杆的冷却水管的插入长度来提高 机器的适应性。 要求：螺杆表面光洁，温度要低一些。
第六章 挤出成型
挤出成型
单螺杆挤出机的基本结构 挤出成型原理 挤出成型工艺与过程
挤出产品：薄膜（包装膜、农膜）
挤出产品：管材
挤出产品：片材产品，其他产品
波纹管
板片材挤出机
气垫片
挤出成型过程分两个阶段进行。 第一阶段将物料加热塑化，使呈粘流状态并在加压下 通过一定形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体； 第二阶段将这种连续体用适当的方法冷却、定型为 所需产品。
3. 熔体输送理论 对应均化段 粘流态物料，物料在螺槽中的流 动看成四种类型的流动所组成。 A.正流 是物料沿螺槽方向向机头的流动，均化段熔 体的主流。 B.逆流 沿螺槽与正流方向相反的流动，它是由机头、 过滤网等对物流的阻碍所引起的反压流动，又称 压力流动，引起生产能力的损失。 正流与逆流的综合称为净流。 C.横流 物料沿X轴Y轴二方向在螺槽内往复流动， 环流。 D.漏流 物料在螺杆和料筒的间隙沿着螺杆的轴向向 料斗方向的流动。
挤出成型设备介绍(PPT 88页)
杆挤出机、双螺杆挤出和多螺杆挤出机。 ⑵按结构形式分：立式、卧式和阶式。 ⑶按可否排气分：排气式挤出机和非排
气式（常规式）挤出机。 ⑷按用途分：制品成型挤出机、混炼造
粒挤出机和压延机喂料挤出机。 ⑸按螺杆转速分：常规挤出机（100～
300r/min）、高速挤出机（300～900r/min
）和超高速挤出机（900～1500r/min）。
①机头
俗称口模，是挤出成型的模具，是制品 成型的主要部件。熔料通过它获得一定的 几何截面和尺寸。
7
②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确的截面 形状及更为光亮的制品表面。定型过程通
常采用冷却和加压的方法来实现。 ③冷却装置
对经定型后的制品实施进一步冷却，以 获得最终制品的形状和尺寸。 ④牵引装置
表层得到不断的更新，具有很好的脱挥排气
性能。 ②啮合型异向旋转双螺杆挤出机
29
工作原理： ⅰ由于两根螺杆的旋转方向不同，一根螺 杆中物料旋转前进的道路被另一根螺杆堵死， 故不能形成”∞”运动。在啮合处，一根螺杆 的螺纹插入另一根螺杆的螺槽中，使连续的 螺槽被分割成互相隔离的C形小室。螺杆旋 转时，随着啮合部分的轴向移动， C形小室 也沿着轴向前移，螺杆每转一圈， C形小室
④发泡挤出机。在机筒上开设有发泡剂加 入装置，可成型发泡的挤出制品。
16
⑤喂料挤出机。机筒可以摆动一个角 度，主要用于给压延机均匀喂料。
⑥阶式挤出机。由两台（以上）挤出 机串联而成，主要用来回收造粒、脱挥或 发泡成型加工。
⑦电磁动态挤出机。是近年中国首创
发明的利用电磁动态作用进行塑化的挤出 机，特点是结构紧凑和节省电能。
⑧可视化挤出机。是近年开发的在机
气式（常规式）挤出机。 ⑷按用途分：制品成型挤出机、混炼造
粒挤出机和压延机喂料挤出机。 ⑸按螺杆转速分：常规挤出机（100～
300r/min）、高速挤出机（300～900r/min
）和超高速挤出机（900～1500r/min）。
①机头
俗称口模，是挤出成型的模具，是制品 成型的主要部件。熔料通过它获得一定的 几何截面和尺寸。
7
②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确的截面 形状及更为光亮的制品表面。定型过程通
常采用冷却和加压的方法来实现。 ③冷却装置
对经定型后的制品实施进一步冷却，以 获得最终制品的形状和尺寸。 ④牵引装置
表层得到不断的更新，具有很好的脱挥排气
性能。 ②啮合型异向旋转双螺杆挤出机
29
工作原理： ⅰ由于两根螺杆的旋转方向不同，一根螺 杆中物料旋转前进的道路被另一根螺杆堵死， 故不能形成”∞”运动。在啮合处，一根螺杆 的螺纹插入另一根螺杆的螺槽中，使连续的 螺槽被分割成互相隔离的C形小室。螺杆旋 转时，随着啮合部分的轴向移动， C形小室 也沿着轴向前移，螺杆每转一圈， C形小室
④发泡挤出机。在机筒上开设有发泡剂加 入装置，可成型发泡的挤出制品。
16
⑤喂料挤出机。机筒可以摆动一个角 度，主要用于给压延机均匀喂料。
⑥阶式挤出机。由两台（以上）挤出 机串联而成，主要用来回收造粒、脱挥或 发泡成型加工。
⑦电磁动态挤出机。是近年中国首创
发明的利用电磁动态作用进行塑化的挤出 机，特点是结构紧凑和节省电能。
⑧可视化挤出机。是近年开发的在机
6.1挤出成型
直径D、长径比（L/D）、压缩比、螺距t、螺槽深度h
螺杆的基本参数
直径D 45~150，也有30~150mm，科研 到15~150mm，D越大，加工能力越大，生 产效率越高。 长径比（L/D） 通常为18~25，小的可达到 1:30甚至1:35。
L/D越大，有利于塑化和混合，减少漏流和逆流， 生产能力大，且螺杆适应性强。 但L/D增大，加工时间长，降解，自重加大而使 自由端下垂，易擦伤。
角式机头：薄膜、线缆包复物和吹塑制品。
六、辅助设备
1）原料输送和预处理设备
2）定型和冷却设备
3）牵引装置
4）切断装置
5）辊卷装置
6）控制设备
二、挤出成型原理
固体-弹性体-粘流(熔融)体的形变过程
温度、压力、粘度，甚至化学结构发生 变化 根据塑料在挤出机三段中的物理状态变 化和流动行为建立了固体输送理论、熔 融理论和熔体输送理论。
当螺杆转动时，螺杆斜棱对固体塞产生推力P，使固体塞沿垂直于斜 棱的方向运动，其速度为Vx ，轴向的分力使固体塞沿轴向以速度Va 移动。螺杆旋转时表面速度为Vb ，如果螺杆看成长静止不动的，而 将料筒看成是以速度Vb对螺杆作相向的切向运动，其结果也是一样 的。
Vz是Vb+Vx的矢量和，它使固体塞沿z轴方向移动
随着塑料往祝头方向的输送，熔融过程逐渐进行.自熔融区始点(相交 点)A开始，固相宽度逐渐减少，液相宽度则逐渐增加，直到熔化区终 点(相变点)B，固相宽度就减小到零。螺槽的整个宽度内均将为熔融 物 充满。从熔化开始到固体床的宽度降到零为止的总长，称为熔化长度。 一般讲熔化速率越高则熔化长度越短；反之就越长。在熔化区域中，
熔化过程的实验研究
《挤出成型技术》课件
模具结构设计
根据制品形状和尺寸进行结构设计，确保制品成型质量、提高生产 效率。
冷却系统
设计合理的冷却系统，控制模具温度，减小制品成型后的收缩率。
挤出成型设备的操作与维护
01
操作规程
制定严格的设备操作规程，确保 操作人员熟悉设备性能和安全操 作要求。
维护保养
02
03
故障排除
定期对设备进行维护保养，检查 各部件磨损情况，及时更换易损 件。
高分子材料在挤出成型技术中的优势在于其可塑性强、加工温度低、成型周期短 等，使得制品具有轻量化、高强度、耐腐蚀等优良性能。同时，高分子材料在挤 出成型过程中易于实现自动化和智能化生产，提高了生产效率和产品质量。
新型挤出成型技术的研发与推广
随着科技的不断发展，新型挤出成型技术不断涌现，如微孔塑料挤出技术、异型截面管材挤出技术、 反应挤出技术等。这些新型技术的研发和应用，极大地丰富了挤出成型制品的种类和性能，满足了不 同领域的需求。
挤出成型技术的应用领域
挤出成型技术广泛应用于塑料加工行业，如管材、型材、薄膜、板材等产品的生产 。
除了塑料加工行业，挤出成型技术还应用于橡胶、陶瓷、玻璃纤维等材料的加工。
随着科技的发展，挤出成型技术的应用领域不断扩大，如3D打印技术的出现，使得 挤出成型技术也可以用于制造个性化的定制产品。
02
挤出成型设备
挤出成型工艺的控制要素
温度控制
温度是挤出成型工艺的重要控制要素之一，包括 机筒温度、模具温度等。温度的控制直接影响着 塑料的塑化和产品质量。
速度控制
速度控制包括挤出速度、注射速度等，它影响着 产品的产量和质量。合理地调整速度参数，可以 提高生产效率和产品质量。
压力控制
压力也是挤出成型工艺的重要控制要素之一，包 括挤出压力、注射压力等。压力的控制对于塑料 的流动性和产品的致密性至关重要。
根据制品形状和尺寸进行结构设计，确保制品成型质量、提高生产 效率。
冷却系统
设计合理的冷却系统，控制模具温度，减小制品成型后的收缩率。
挤出成型设备的操作与维护
01
操作规程
制定严格的设备操作规程，确保 操作人员熟悉设备性能和安全操 作要求。
维护保养
02
03
故障排除
定期对设备进行维护保养，检查 各部件磨损情况，及时更换易损 件。
高分子材料在挤出成型技术中的优势在于其可塑性强、加工温度低、成型周期短 等，使得制品具有轻量化、高强度、耐腐蚀等优良性能。同时，高分子材料在挤 出成型过程中易于实现自动化和智能化生产，提高了生产效率和产品质量。
新型挤出成型技术的研发与推广
随着科技的不断发展，新型挤出成型技术不断涌现，如微孔塑料挤出技术、异型截面管材挤出技术、 反应挤出技术等。这些新型技术的研发和应用，极大地丰富了挤出成型制品的种类和性能，满足了不 同领域的需求。
挤出成型技术的应用领域
挤出成型技术广泛应用于塑料加工行业，如管材、型材、薄膜、板材等产品的生产 。
除了塑料加工行业，挤出成型技术还应用于橡胶、陶瓷、玻璃纤维等材料的加工。
随着科技的发展，挤出成型技术的应用领域不断扩大，如3D打印技术的出现，使得 挤出成型技术也可以用于制造个性化的定制产品。
02
挤出成型设备
挤出成型工艺的控制要素
温度控制
温度是挤出成型工艺的重要控制要素之一，包括 机筒温度、模具温度等。温度的控制直接影响着 塑料的塑化和产品质量。
速度控制
速度控制包括挤出速度、注射速度等，它影响着 产品的产量和质量。合理地调整速度参数，可以 提高生产效率和产品质量。
压力控制
压力也是挤出成型工艺的重要控制要素之一，包 括挤出压力、注射压力等。压力的控制对于塑料 的流动性和产品的致密性至关重要。
挤出成型设备介绍和特性曲线
• 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；
3.2.4 均化段的熔体输送理论
• 熔体输送理论亦称流体动力学理论，是研究 在单螺杆计量段如何保证物料的彻底塑化， 并使之能定压、定量和定温地从机头挤出， 以获得稳定的产量和高质量的挤出制品。
3.2.4. 五个基本假设
假设机筒旋转， 螺杆相对静止,机 筒以原来螺杆相 反方向运动，将 螺槽展开如图221
• 由以上各部分组成的挤出装置为挤出机组。
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
橡胶挤出成型：胎面、内胎、胶管 合成纤维：螺杆挤出熔融纺丝、溶液纺丝 挤出成型是高聚物加工领域中生产率高、适应性强、
用途广泛、所占比重最大的加工方法。
挤出还可用于塑料染色、混炼、塑化造
粒、共混改性等。以挤出为基础，配合吹 胀和双轴拉伸：吹塑薄膜和拉幅薄膜。
PVC管生产线
板材生产线
熔 体 纺 丝 生 产 线
• 传动系统 给螺杆提供所需的扭矩和转速。 • 加热冷却系统：对料筒（或螺杆）进行加热
和冷却，保证成型过程在工艺要求的温度范 围内完成。
（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；
3.2.4 均化段的熔体输送理论
• 熔体输送理论亦称流体动力学理论，是研究 在单螺杆计量段如何保证物料的彻底塑化， 并使之能定压、定量和定温地从机头挤出， 以获得稳定的产量和高质量的挤出制品。
3.2.4. 五个基本假设
假设机筒旋转， 螺杆相对静止,机 筒以原来螺杆相 反方向运动，将 螺槽展开如图221
• 由以上各部分组成的挤出装置为挤出机组。
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
橡胶挤出成型：胎面、内胎、胶管 合成纤维：螺杆挤出熔融纺丝、溶液纺丝 挤出成型是高聚物加工领域中生产率高、适应性强、
用途广泛、所占比重最大的加工方法。
挤出还可用于塑料染色、混炼、塑化造
粒、共混改性等。以挤出为基础，配合吹 胀和双轴拉伸：吹塑薄膜和拉幅薄膜。
PVC管生产线
板材生产线
熔 体 纺 丝 生 产 线
• 传动系统 给螺杆提供所需的扭矩和转速。 • 加热冷却系统：对料筒（或螺杆）进行加热
和冷却，保证成型过程在工艺要求的温度范 围内完成。
塑料挤出成型机
产品代号由基本代号和辅助代号组成，均用汉语拼音字母表示，基本
代号与辅助代号之间用短横线“-”隔开。基本代号由类别代号、组别代 号、品种代号三个小节顺序组成（参见表5-2规定），基本品种不标注品 种代号，品种代号以三个以下的字母组成。
塑料机械的辅助代号（参见表5-3规定）用于表示辅机（代号为F)、
(3)螺杆转速（或转速范围）用n表示。指螺杆可获得的稳定的转速，单
位为r/min。挤出机螺杆转速一是要求能无级调节，二是有一定的调节范围。
(4)螺杆驱动电动机功率 用P表示，单位为kW。
(5)挤出机生产率。用Q表示，单位为kg/h。它指加工某种塑料（如高密
度聚乙烯HDPE)时，每小时挤出的塑料量，是一个表征机器生产能力的参数
1挤出机（主机）
挤出机主要由挤
压系统、传动系统
和加热冷却系统和
机身等组成。
①挤压系统:它主要由螺杆1和料筒2组成，是挤出机的关键部分。塑料在挤
压系统中被塑化成均匀的熔体，被螺杆连续定压、定温、定量地从机头挤出 。
②传动系统:其作用是驱动螺杆，保证螺杆在工作过程中获得所需要的转矩
和转速。 ③加热冷却系统:通
出机组中是最主要的部分，而主机中挤出系统又是最关键的部分；在辅机中
机头是最关键的部分。
4.2.3 挤出机的分类
随着塑料挤出成型工艺的广泛应用和发展，塑料挤出机的类型日益 增多，分类方法也不尽相同。
按挤出螺杆的数量可分为无螺杆挤出机（如柱塞式挤出机）、单螺
杆挤出机、双螺杆和多螺杆挤出机。
按螺杆在空间位置的不同可分为卧式挤出机和立式挤出机。 按螺杆转速可分为普通挤出机、高速和超高速挤出机。 按挤出系统可否排气分为排气式挤出机和非排气式挤出机。
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机头的作用：① 改变熔融物料的流动方向，使其由螺旋变为直线运动；② 产生必要的压力
使制品密实；③ 使物料进一步塑化均匀；④ 成型制品。
•
滤网screen：过滤机械杂质、未熔物料；增加料流阻力，提高混合、塑化效 果。由若干片叠在一起的30-120目不锈钢网组成，用多孔板支承。
•
多孔板（筛板、分流板）：厚度为螺杆直径的1/3-1/5，上边钻有φ3-6mm的 中间疏、两边密的同心圆孔，距螺杆头部0.1D,即约为计量段一个螺槽容积， 太大易积料分解，太小料流不稳定。
4.筛孔板式：(生产聚烯烃类大管时,可克服自重产生的薄厚不均现象)
无分流梭和芯模,物料经筛孔板进入口模成型段；可保证物料充分熔融、塑化；无熔接痕，强 度高，结构紧凑，占地面积小。
二. 挤板(片)机头
口模由引流道、分配腔和模唇组成。 1.支管式 为将圆柱状流体变为扁平的矩形截面且有相等流速的流体，要设置一个纵向切口为管状的分配腔， 其作用是对熔体稳压、分流，使其均匀地挤出宽幅制品。 优点是结构简单，制造容易；可调幅宽；温度易控制；体积小，重量轻。
作用：输送、压实、塑化、挤出物料
① 加料段（Feeding zone）,又称送料段、输送段;
② 压缩段(Compression zone)，又称过渡段、熔融段：
③ 计量段(Metering zone)：又称均化段、压出段。
不同形式的螺杆和料筒
加料段
作用：自加料斗摄取物料传送给压缩段，物料为固态。
•
分流器（鱼雷头）：将圆柱形料流变为薄环状并便于进一步加热塑化。大型 分流器内设加热器，支架用以支承分流器及芯棒，同时使料流分束以加强搅 拌，小型分流器与芯棒做为一体。
一. 挤管机头
1.直向(通)式
熔体在机头中流动方向与螺杆轴向一致，结构简单易制造，适于硬、软 PVC,PE,PA等。
2.横向(直角)式
性，制品幅宽可达4-5m。
4.螺杆分配式机头：在直支管式机头模腔中插入一根旋转的分配螺杆 分配螺杆的作用:将模腔内的熔体进一步塑化并沿宽度方向均匀分布；压力沿横截面各点一致，挤 速均匀；减少机头内积料的可能性。 优点：生产能力高，制品均匀；可发泡成型，易成型宽、厚板材；机头内料温易控；可连续运转； 缺点:加工困难，成本高；分配螺杆旋转，使料流到口模区变为直线运动的距离缩短，易在制品中 留下波浪形痕迹。
6.1 概述
6.1.1 挤出成型概述
第六章 挤出机 Extruder
特点：螺杆推动熔体通过口模成为截面形状一定的连续制品。 种类：管材、片材、棒材、异型材；薄膜；单丝、中空制品等。
挤塑产品
6.1.2 挤出机组
主机部分
辅机部分
软管挤出生产线标准设备
硬 管 挤 出 模 拟
6.1.3 挤出机主机
作用：输送、压实、熔融塑化和挤出物料 组成：传动装置、熔融塑化装置、机头和口模
熔体在机头中流动方向与螺杆轴向垂直，从料筒流出的熔体绕过芯模再向前流动，会产生一条分 流痕，流动阻力小，料流稳定，出料均匀，但其结构复杂，占地面积大。 适于PP、PE及尺寸要求严格的管材。
3.旁侧式 熔体经过一个近似直角的过渡区才流入机头，阻力大，结构更复杂。
消除或改善熔接线的方法:
适当加大口模平直段(成型段)长；增大分流器支架与出料口的距离；使进口角 (扩张角)大于出 口角(收缩角)；加大机头进口处截面与出口截面比;采用异型芯棒(目的是增大料流阻力)。
三. 吹膜机头
1. 芯棒式(侧进料): 料流在芯棒处分为两股，再沿芯棒尖的斜刀口处汇合，向模口呈薄管挤出， 芯棒中通压缩空气吹胀。 优点：机头内通道间隙小存料少，物料不宜过热分解，适于加工PVC；只一条熔接线；加工方便。 缺点：芯棒尖处易积料；压力作用到芯棒尖上，易偏中，造成制品不均匀开裂。
2.十字形(中心进料): 适于加工PP,PE等热稳料
压缩段
作用：压实熔融物料，自加料斗排出气体，物料呈固液共存状态。 压缩比：计量段一个螺槽容积和加料段一个螺槽容积之比。 设置压缩比的原因： (1) 适应物料熔融体积减小的变化而设； (2) 压缩物料，将气体自加料口排出；
(3) 建立必要的压力，保证物料到螺杆末端有足够的致密度。
获得压缩比的方法 等深不等距法；等距不等深法；不等深不等距法；采用锥形螺杆。
机头和口模
传动装置
熔融塑化装置
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—料筒 7—加热圈 8—热电偶 9—螺杆 10—多孔板和过滤网 11—机头加热圈 12—机头 13—挤出物
单螺杆挤出机(Single screw extruder)
工作状态模拟
6.2 挤出机用三段式普通螺杆
Q s 2 Db NH f ( Db H f )(tan tan b ) /(tan tan b ) Db : 螺 杆 外 径 ； N： 螺 杆 转 速 ； H f :加料段槽深；
： 移 动 角 ； b： 料 筒 表 面 处 的 螺 旋 角
增大固体物料输送速率的方法： 适当提高N和Db; 加大加料段螺槽深度；逆向冷却螺杆加料段、提高螺 杆表面光洁度；在料筒内壁开设纵向沟槽。
2. 鱼尾形：熔体从中部进入沿扇形扩展开来 优点: 物料呈流线型流动；物料停留时间短，适用的温度范围广；结构简单。 缺点: 鱼尾形部分扩张角不可过大（避免中心处压力速度太大造成中心出料多两 端少）；不能生产宽幅制品。
3. 衣架式：分配腔为两根直管递减的支管并有一个扩张角可大至160-170º 的型腔， （吸收了支管式和鱼尾形机头的优点）。 优点: 支管小，缩短了物料在机头内的停留时间；扇形型腔提高了制品的薄厚均匀
计量段
作用：进一步均化物料并对其进行计量，到达此段时物料已完全熔融。 四种形式的流动：正流、逆流、环流、漏流。 要求：该段螺槽深度应保证其计量能力与压缩段熔融能力匹配 h3=0.02-0.06D Lm=4-7D h3<h2<h1
6.3 常用机头和口模形式 (Dies)
机头的组成和作用
机头：机头和口模常连为一体,通称机头，包括过滤网、多孔板、分流梭（有时