[精选]挤出成型工艺与设备概述15029.pptx

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1、10.10.挤出成型工艺与设备挤出成型工艺与设备1 挤挤出出成成型型工工艺艺是是生生产产热热塑塑性性复复合合材材料料(Fiber Reinforced Thermo Plastics 简简称称FRTP)制制品品的的主主要要方法之一。方法之一。工工艺艺过过程程：先先将将树树脂脂和和增增强强纤纤维维制制成成粒粒料料，然然后后再再将将粒粒料料加加入入挤挤出出机机内内，经经塑塑化化、挤挤出出、冷冷却却定定型型而而成成制品。制品。2应用应用：广泛用于生产各种增强塑料管、棒材、异形断面型材等。广泛用于生产各种增强塑料管、棒材、异形断面型材等。优点：优点：1、能能 加加 工工 绝绝 大大 多多 数数 热热

2、塑塑 性性 复复 合合 材材 料料 及及 部部 分分 热热 固固 性性复合材料；复合材料；2、生产过程连续，自动化程度高、生产过程连续，自动化程度高；3、工艺易掌握及产品质量稳定等。、工艺易掌握及产品质量稳定等。缺点：缺点：只能生产线型制品。只能生产线型制品。310.1、FRTP粒料生产工艺及设备粒料生产工艺及设备 短短纤纤维维增增强强FRTP是是将将玻玻璃璃纤纤维维或或其其它它纤纤维维(长长0.2 一一7mm)均均匀匀地地分分布布在在热热塑塑性性树树脂脂基基体体中中的的一一种种复复合合材材料料，其其生产工艺一般都要经过造粒和成型两个过程。生产工艺一般都要经过造粒和成型两个过程。长长 纤纤 维

3、维：3-1 3 m m，纤纤 维维平平 行行 于于 粒粒 料料 长度长度方向排列。方向排列。增强粒料增强粒料 短短 纤纤 维：维：0.25-0.5mm,纤维和树脂无纤维和树脂无规混合规混合 长长纤纤维维粒粒料料生生产产的的制制品品其其力力学学性性能能较较高高，短短纤纤维维粒粒料料则用于生产形状复杂的薄壁制品。则用于生产形状复杂的薄壁制品。410.1.10.1.FRTPFRTP粒料生产工艺及设备粒料生产工艺及设备 造粒工艺造粒工艺 长长纤纤维维粒粒料料是是将将玻玻璃璃纤纤维维束束包包覆覆在在树树脂脂中中间间，纤纤维维长长度度等等于于粒粒料料长长度度。根根据据纤纤维维在在粒粒料料断断面面的的分分布

4、布情情况况，分分为为三种形式三种形式:5长纤维长纤维粒料的生产工艺流程粒料的生产工艺流程 玻璃纤维束玻璃纤维束树脂及助剂树脂及助剂包覆机头包覆机头挤挤 出出冷冷 却却牵牵 引引切切 粒粒包包 装装制制 品品 6生产生产长纤维增强粒料的设备布置工艺形式长纤维增强粒料的设备布置工艺形式 图图11-1 增强粒料设备平面布置简图增强粒料设备平面布置简图23456717图图11-2 增强粒料设备立面布置图增强粒料设备立面布置图8机头机头 玻璃纤维通过型芯中的导纱孔进入机头型腔与熔融的玻璃纤维通过型芯中的导纱孔进入机头型腔与熔融的树脂混合。树脂混合。1236459型型芯构造形式芯构造形式 分瓣式套管式套管

5、式迷宫式迷宫式10牵引牵引和切粒和切粒 牵牵引引和和切切粒粒一一般般是是在在一一台台机机器器上上完完成成，牵牵引引机机构构是是由由两两对对牵牵引引辊辊完完成成，第第一一对对牵牵引引辊辊的的牵牵引引速速度度比比第第二二对对辊辊低低，从从而而保保证证两两道道牵牵引引辊辊之之间间有有一一定定的的张张力力，防防止止料料条条堆堆积积，但张力不能过大，否则会将料条拉断但张力不能过大，否则会将料条拉断。切粒是用切刀将料条连续不断地切成所需要长度的粒料。切粒是用切刀将料条连续不断地切成所需要长度的粒料。11冷切造粒机组冷切造粒机组 本本机机组组主主要要由由塑塑料料挤挤出出机机、冷冷却却水水槽槽、刀刀式式吹吹干

6、干机机、切切粒粒机机、振振动动筛筛五五个个单单元元组组成成，总总长长约约12米米，适适用用于于PVC，PE等及其它工程塑料造粒。等及其它工程塑料造粒。最大切粒长度最大切粒长度（3mm）最大切粒长度（最大切粒长度（3mm）QLJ-3、SQ2001210.1.2 短纤维粒料生产工艺短纤维粒料生产工艺 1、短纤维粒料生产方法有三种：、短纤维粒料生产方法有三种：(1)短切纤维原丝单螺杆挤出法短切纤维原丝单螺杆挤出法 将将短短切切玻玻璃璃纤纤维维原原丝丝与与树树脂脂按按设设计计比比例例加加入入到到单单螺螺杆杆挤挤出出机机中中混混合合、塑塑化化、挤挤出出条条料料，冷冷却却后后切切粒粒。对对于于粒粒料料树树

7、脂脂，要要重重复复23次次才才能能均均匀匀。对对于于粉粉状状树树脂脂，则则可可一一次次挤出造粒挤出造粒 。优点：优点：纤维和树脂混合均匀，能适应柱塞式注射机生产。纤维和树脂混合均匀，能适应柱塞式注射机生产。缺点：缺点：玻玻璃璃纤纤维维受受损损伤伤较较严严重重；料料筒筒和和螺螺杆杆磨磨损损严严重重；生生 产产速速度较低；劳动条件差，粉状树脂和玻璃纤维易飞扬。度较低；劳动条件差，粉状树脂和玻璃纤维易飞扬。13SJ系列单螺杆挤出机系列单螺杆挤出机14(2)单螺杆排气式挤出机回挤造粒法单螺杆排气式挤出机回挤造粒法 将长纤维粒料加入到排气单螺杆挤出机中，回挤一次将长纤维粒料加入到排气单螺杆挤出机中，回挤

8、一次造粒。如果粒料中挥发物较少，则可用普通挤出机回挤造造粒。如果粒料中挥发物较少，则可用普通挤出机回挤造粒。粒。优点：优点：生产效率高；粒料质地密实，外观质量较好；劳动条件生产效率高；粒料质地密实，外观质量较好；劳动条件好，无玻璃纤维飞扬。好，无玻璃纤维飞扬。缺点：缺点：用长纤维粒料二次加工树脂老化几率增加；粒料外观用长纤维粒料二次加工树脂老化几率增加；粒料外观及质量不如双螺杆排气式挤出机造粒好。如果考虑到长纤及质量不如双螺杆排气式挤出机造粒好。如果考虑到长纤维造粒过程；其工序多，劳动生产率低。维造粒过程；其工序多，劳动生产率低。15(3)排气式双螺杆挤出机造粒法排气式双螺杆挤出机造粒法 将树

9、脂和纤维分别加入排气式双螺杆挤出机的加料孔将树脂和纤维分别加入排气式双螺杆挤出机的加料孔和进丝口，玻璃纤维被左旋螺杆及捏合装置所破碎，在料和进丝口，玻璃纤维被左旋螺杆及捏合装置所破碎，在料简内纤维和树脂混合均匀，经过排气段除去混料中的挥发简内纤维和树脂混合均匀，经过排气段除去混料中的挥发性物质，进一步塑炼后经口模挤出料条，再经冷却、干燥性物质，进一步塑炼后经口模挤出料条，再经冷却、干燥(水冷时用水冷时用)，然后切成粒料。粒料中的纤维含量，可由调，然后切成粒料。粒料中的纤维含量，可由调整送入挤出机的玻纤股数和螺杆转速来控制。整送入挤出机的玻纤股数和螺杆转速来控制。单单螺螺秆秆挤挤出出机机主主要要

10、是是靠靠机机头头压压力力产产生生均均质质熔熔体体，双螺抨挤出机完全是靠螺杆作用使树脂充分塑化，并双螺抨挤出机完全是靠螺杆作用使树脂充分塑化，并与纤维均匀复合。与纤维均匀复合。因因此此，它它除除具具有有排排气气式式单单螺螺杆杆挤挤出出造造粒粒的的优优点点外外，比比单螺杆挤出机更有效地挤出造粒和利用松散物料。单螺杆挤出机更有效地挤出造粒和利用松散物料。16SJSZ系列锥形双螺杆挤出机系列锥形双螺杆挤出机172、设备、设备生生产产短短纤纤维维粒粒料料的的主主要要设设备备是是挤挤出出机机和和造造粒粒机机头头，它不需要单独的牵引和切粒机。它不需要单独的牵引和切粒机。A、挤出机、挤出机 B、造粒机头、造粒

11、机头 长长纤纤维维粒粒料料的的造造粒粒是是采采用用冷冷切切法法，其其原原因因是是不不使使纤纤维维从从粒粒料料中中抽抽出出，短短纤纤维维粒粒料料的的造造粒粒是是采采用用热热切切法法。因因为为从从机机头头挤挤出出来来的的料料条条中中纤纤维维已已经经很很短短，可可以以不不经经冷冷却却直直接接通通过过造造粒粒机机头头造造粒粒。构构造造见见P2961810.2 影响影响FRTP性能的因素性能的因素1 基体树脂对基体树脂对FRTP性能影响性能影响 1)力学性能提高力学性能提高23倍以上倍以上 2)提高热变形温度提高热变形温度 3)产品尺寸稳定提高产品尺寸稳定提高 4)降低线膨胀系数降低线膨胀系数13倍倍

12、5)对于对于吸水率的影响吸水率的影响 不一不一FRTP的耐化学腐蚀性能主要取决于树脂的品种的耐化学腐蚀性能主要取决于树脂的品种 不同的热塑性树脂，性能差别很大，用纤维增强后，不同的热塑性树脂，性能差别很大，用纤维增强后，其效果也有很大差别。其效果也有很大差别。6)耐疲劳性能、抗蠕变性能耐疲劳性能、抗蠕变性能 7)防止防止开裂、改善电性能开裂、改善电性能 192 纤维含量对纤维含量对FRTP性能的影响性能的影响 3 纤维质量对性能的影响纤维质量对性能的影响 (1)纤维直径对性能的影响纤维直径对性能的影响 各种树脂品种的各种树脂品种的FRTP的最佳纤维含量不同。的最佳纤维含量不同。一一般般来来讲讲

13、，纤纤维维直直径径越越细细，强强度度越越高高，但但有有时时相相差差不不大大，可可能能是是因因为为纤纤维维细细强强度度高高，但但同同样样含含量量纤纤维维用用在在CM中中，弱弱界界面面也也随随之之增增加加，加加工工过过程程中中纤纤维维磨磨损损严严重，强度损失也较大。重，强度损失也较大。20(2)纤维长度和分散状态对性能影响纤维长度和分散状态对性能影响 (3)玻璃纤维表面处理对玻璃纤维表面处理对CM性能影响性能影响 一一般般规规律律是是纤纤维维越越长长，制制品品强强度度越越高高。试试验验表表明明，当当玻纤长度小于玻纤长度小于0.04mm时，纤维不起增强作用。时，纤维不起增强作用。纤纤维维在在制制品品

14、中中的的分分散散状状况况对对制制品品性性能能影影响响较较大大。一一般般来来讲讲，纤纤维维分分散散越越均均匀匀，机机械械强强度度和和热热性性能能就就越越好好，弹弹性性模模量量也也有有明明显显的的增增加加，所所以以要要保保证证纤纤维维尽尽可可能能分分散散均均匀。匀。玻玻纤纤表表面面处处理理情情况况对对FRTP性性能能影影响响较较大大。处处理理后后，力学性能有明显的提高。表力学性能有明显的提高。表11-5。21界面问题界面问题表面：把物体与空气接触的面叫该物体的表面。表面：把物体与空气接触的面叫该物体的表面。液体表面液体表面液体与饱和了的空气所接触的面。液体与饱和了的空气所接触的面。固体表面固体表面

15、固体与它接触的空气面。固体与它接触的空气面。界面：把几个不同相相互交界部分叫界面：把几个不同相相互交界部分叫“界面界面”。界面包括表面，比表面范围大。界面包括表面，比表面范围大。2223242511.3 FRTP挤出成型工艺挤出成型工艺 定义：定义：挤出成型需要完成粒料输运、挤出成型需要完成粒料输运、塑化和在压力作用塑化和在压力作用下使熔融物料通过机头口模获得所要求的断面形下使熔融物料通过机头口模获得所要求的断面形状状制品。制品。图图11-16 挤出成型示意图挤出成型示意图1-转动机构；转动机构；2-止推轴承；止推轴承；3-料斗；料斗；4-冷却系统；冷却系统；5-加热器；加热器；6-螺杆；螺杆

16、；7-机筒；机筒；8-滤板；滤板；9-机头孔型机头孔型2627加料加料 塑化塑化 成型成型 定型定型 过程过程:加料段加料段 压缩段压缩段 均化段均化段 料料温温/TfTg料料压压/MPa机头加料段压缩段均化段图图11-17 11-17 挤出过程中物料和压力的变化挤出过程中物料和压力的变化28 粒粒料料从从料料斗斗进进入入到到挤挤出出机机的的机机筒筒，在在热热压压作作用用下下发发生生物物理理变变化化，（非非化化学学变变化化），并并向向前前推推进进。由由于于滤滤板板、机机头头和和机机筒筒的的阻阻力力，使使粒粒料料压压实实，排排气气；与与此此同同时时外外部部热热源源与与和和物物料料摩摩擦擦热热使使

17、粒粒料料受受热热塑塑化化，变变成成熔熔融融粘粘流流态态，凭凭借借螺螺杆杆推推力力，定量地从机头挤出，挤出过程中的压力和温度变化为定量地从机头挤出，挤出过程中的压力和温度变化为图图11-17 11-17 挤出过程中物料和压力的变化挤出过程中物料和压力的变化料料温温/TfTg料料温温/MPa机头加料段压缩段均化段291 加料段工作原理加料段工作原理 靠螺纹旋转时产生的轴向分力向前推进。如靠螺纹旋转时产生的轴向分力向前推进。如图图11-18 加料段由加料区（料斗）、固体输送区和加料段由加料区（料斗）、固体输送区和迟滞区所迟滞区所组成。功能是对加入的料进行压实和输送。组成。功能是对加入的料进行压实和输

18、送。F1向前FF2向上 粒粒料料在在机机筒筒内内的的运运动动可可以以分分解解为为旋旋转转运运动动和和轴轴向向运运动动；旋旋转转运运动动是是由由粒粒料料和和螺螺杆杆的的摩摩擦擦作作用用，被被螺螺杆杆带带动动旋旋转转；轴轴向向运运动动是是靠靠螺螺纹纹旋旋转转时时产产生生的的轴轴向向分分力力向向前前推进。推进。30为使粒料沿轴向运动，采取的措施有：为使粒料沿轴向运动，采取的措施有：1、提高螺杆的表面光洁度，使其高于机筒表面光洁度。、提高螺杆的表面光洁度，使其高于机筒表面光洁度。2、加加料料段段的的料料筒筒温温度度高高于于螺螺杆杆温温度度（因因为为粒粒料料熔熔融融前前与与钢钢铁的摩擦系数随温度升高而增

19、大）铁的摩擦系数随温度升高而增大）3、机筒表面开设纵向槽沟。、机筒表面开设纵向槽沟。在加料段的末端，由于摩擦热的作用，与机筒内壁接在加料段的末端，由于摩擦热的作用，与机筒内壁接触的粒料已达到粘流温度，并开始熔融。触的粒料已达到粘流温度，并开始熔融。312 压缩段工作原理压缩段工作原理 松松散散的的粒粒料料被被压压实实、软软化化，同同时时把把夹夹带带的的空空气气压压回到加料口排出。如图回到加料口排出。如图11-19 把把压压缩缩段段送送来来的的熔熔融融物物料料进进一一步步塑塑化化均均匀匀，使使其其能能定量、定压挤出。螺杆结构如图定量、定压挤出。螺杆结构如图11-20 3 均化段工作原理均化段工作

20、原理 至压缩段末端，全部物料已转变为粘流态。至压缩段末端，全部物料已转变为粘流态。压压缩缩比比：螺螺杆杆在在加加料料口口的的螺螺槽槽容容积积与与均均化化段段最最后后一一个个螺槽容积之比。螺槽容积之比。32图图11-18 塑料在普通螺杆挤出机中的挤出过程简图塑料在普通螺杆挤出机中的挤出过程简图33图图11-19 固体物料在螺槽中的熔融过程固体物料在螺槽中的熔融过程 1-熔膜；熔膜；2-熔池；熔池；3-迁移面（分界面）；迁移面（分界面）；4-熔结的熔结的固体粒；固体粒；5-未熔结的固体粒子未熔结的固体粒子机筒1螺杆234534(1)正流正流 (2)逆流逆流 (3)横流横流 (4)漏流漏流 图图11

21、-20 螺杆几何构造螺杆几何构造DtyezWxh35114 FRTP管挤出成型工艺管挤出成型工艺 1 挤管工艺挤管工艺 FRTP管管的的成成型型条条件件与与普普通通塑塑料料管管工工艺艺基基本本相相似似，只是成型温度要提高只是成型温度要提高10-20。物物料料在在主主机机内内塑塑化化完完全全后后，经经虑虑板板、分分流流器器和和型型孔孔初初步步定定型型，经经过过定定径径套套初初步步冷冷却却定定型型，进进入入冷冷水水槽槽硬硬化化，再再经经牵牵引引装装置置引引出出，定定长长切切断断。成成型型过过程程中中，不不断由模心通入压缩空气，保证管材挤出后的尺寸稳定。断由模心通入压缩空气，保证管材挤出后的尺寸稳定

22、。363 挤管过程中注意事项挤管过程中注意事项 (1)温度高温度高1020；(2)型孔温度比机头温度稍低；型孔温度比机头温度稍低；(3)开车时要慢转；开车时要慢转；(4)开始时不要加足料；开始时不要加足料；(5)冷却水的温度应保证不冷却水的温度应保证不使制品产生内应力和气泡。使制品产生内应力和气泡。2 成型条件成型条件 见表见表11-7，P303 37115 挤出成型设备挤出成型设备 1 挤出成型机组组成挤出成型机组组成 挤出机主机、辅机和控制系统组成。挤出机主机、辅机和控制系统组成。1.1 挤出机主机组成挤出机主机组成 (1)挤压系统挤压系统 (2)传动系统传动系统 (3)加热和冷却系统加热

23、和冷却系统 382 挤出机辅机挤出机辅机 由机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装由机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置和堆放装置组成置和堆放装置组成 评价挤出机，从两个方面考虑：评价挤出机，从两个方面考虑：(1)生产能力的高低，适用范围是否广泛生产能力的高低，适用范围是否广泛 (2)应具有较完善的控制系统应具有较完善的控制系统 ，能准确无误地调整各工艺参数，能准确无误地调整各工艺参数39(1)、机头、机头 机头的型孔决定制品断面的形状，不同的制品可更换。机头的型孔决定制品断面的形状，不同的制品可更换。(2)、定型装置、定型装置 其作用是稳定挤出型材的形状，一般采用冷却式压光法。其

24、作用是稳定挤出型材的形状，一般采用冷却式压光法。(3)、冷却装置、冷却装置 使挤出的制品充分冷却固化。使挤出的制品充分冷却固化。(4)、牵引装置、牵引装置 将挤出制品引出，牵引速度的大小对断面尺寸也有一定将挤出制品引出，牵引速度的大小对断面尺寸也有一定影响，对生产效率有一定的影响。影响，对生产效率有一定的影响。40(5)、切割装置、切割装置 将挤出的制品按要求切断。将挤出的制品按要求切断。(6)、堆放装置、堆放装置 将切断的制品整齐堆放。将切断的制品整齐堆放。三、控制系统三、控制系统一般是电器控制设备或计算机控制系统。一般是电器控制设备或计算机控制系统。作用：保证机组正常运行，使设备准确完成各

25、工艺动作。作用：保证机组正常运行，使设备准确完成各工艺动作。4111.5.2 挤出机主机挤出机主机一、分类及构造一、分类及构造按工作原理分按工作原理分螺杆式螺杆式无螺杆式无螺杆式单螺杆式单螺杆式双螺杆式双螺杆式普通型普通型高速自热型高速自热型按排气状况分按排气状况分排气式排气式分段组合式分段组合式42按用途分按用途分造粒挤出机造粒挤出机超高分子量挤出机超高分子量挤出机混炼挤出机混炼挤出机安装位置分安装位置分立式挤出机立式挤出机卧式挤出机卧式挤出机目前用的最广泛的是卧式单螺杆和双螺杆挤出机。目前用的最广泛的是卧式单螺杆和双螺杆挤出机。43二、单螺杆挤出机（前二、单螺杆挤出机（前11-25图）图）

26、其其基本结构基本结构包括包括（1）、加料装置）、加料装置 一般为锥形漏斗，其大小能容纳一般为锥形漏斗，其大小能容纳1小时用料为宜。小时用料为宜。料斗内装有阀门，定量计算，卸除余料等装置。料斗内装有阀门，定量计算，卸除余料等装置。（2）、挤压系统）、挤压系统 包括螺杆、机筒、端头多孔板。包括螺杆、机筒、端头多孔板。a、螺杆、螺杆 （图（图11-26）加料段加料段L1，压缩段，压缩段L2，均化段，均化段L3 (通常螺杆通常螺杆)螺槽越来越浅。螺槽越来越浅。图图11-27 排气式螺杆排气式螺杆 分为六段。分为六段。其它工艺参数见其它工艺参数见 P30744b、机筒、机筒 工作过程中压力工作过程中压力

27、3050MPa，150300 机筒强度需强度高、耐腐蚀、耐磨损；机筒强度需强度高、耐腐蚀、耐磨损；机筒外采用电阻加热和水冷却。机筒外采用电阻加热和水冷却。c、筒端多孔板、筒端多孔板 使使物物料料由由旋旋转转流流动动变变为为直直线线流流动动，沿沿螺螺杆杆轴轴方方向向形形成成压力，增大塑化的均匀性。压力，增大塑化的均匀性。多孔板的孔径为多孔板的孔径为36mm，板厚，板厚为机筒内径为机筒内径的的1/5。45三、双螺杆挤出机三、双螺杆挤出机 在在“”字形机筒内，装有两根互相啮合的螺杆。字形机筒内，装有两根互相啮合的螺杆。双双螺螺杆杆挤挤出出机机的的每每根根可可以以是是整整体体，也也可可以以加加工工成成

28、几几段段组组装装，其其形形状状可可以以是是平平行行式式，也也可可以以是是锥锥形形，两两螺螺杆的旋转方向分为同向和异向两种。杆的旋转方向分为同向和异向两种。（1）双螺杆挤出机的特点）双螺杆挤出机的特点 a、由摩擦产生的热量较少；、由摩擦产生的热量较少；b、物料受到的剪切力比较均匀；、物料受到的剪切力比较均匀；c、输出能力较大，挤出量比较稳定；、输出能力较大，挤出量比较稳定；d、机筒可以自动清洗。、机筒可以自动清洗。46MSSJ-30120/25单螺杆挤出机系列单螺杆挤出机系列47锥形双螺杆挤出机锥形双螺杆挤出机 48移动式挤出机系列（专用型）移动式挤出机系列（专用型）495051平行螺杆积木块平

29、行螺杆积木块往复式螺纹块往复式螺纹块平行积木式螺杆平行积木式螺杆52 a、螺杆直径、螺杆直径 45400mm，国产最大，国产最大250mm；b、螺杆长径比、螺杆长径比 一般为一般为78（整体式），（整体式），最长可达最长可达36(组合式组合式)；c、螺槽深度、螺槽深度 可以取较大的螺槽深度，可以超过可以取较大的螺槽深度，可以超过0.06D d、螺纹厚度、螺纹厚度 P308计算公式计算公式 （2）螺杆的主要参数）螺杆的主要参数53e、螺杆转速、螺杆转速 同向旋转转速可达同向旋转转速可达 300转转/分分 双向旋转转速可达双向旋转转速可达 850转转/分（有压延效应）分（有压延效应）f、双螺杆的中

30、心距、双螺杆的中心距A（取决于螺杆直径和间隙）（取决于螺杆直径和间隙）0.71 Ds（Ds螺杆外径）螺杆外径）单螺纹、双螺纹、三头螺纹（来复线根数）单螺纹、双螺纹、三头螺纹（来复线根数）g、螺杆转向、螺杆转向 目前国内多采用双向旋转目前国内多采用双向旋转式式(对称螺杆对称螺杆)，可加工硬度较可加工硬度较大的塑料混合料。大的塑料混合料。h、螺杆与机筒的间隙、螺杆与机筒的间隙 0.32 mm小直径螺杆取大值，大直径取小值。（大直径不易变形）小直径螺杆取大值，大直径取小值。（大直径不易变形）54四、挤出机生产能力计算四、挤出机生产能力计算（1）经验公式计算法）经验公式计算法 Q nD2Q挤出量，挤出

31、量，cm3/sn螺杆转速，螺杆转速，r/sD螺杆直径，螺杆直径，cm系数，系数，0.0030.007Q0.06D2.5 （11-2）（2）理论公式）理论公式计算计算 Q Q=Q Q1 1-Q-Q2 2-Q-Q3 355Q Q1 1-正流正流Q Q2 2-逆流逆流Q Q3 3-漏流漏流五、影响挤出机生产能力的因素五、影响挤出机生产能力的因素（1）物料压力与生产能力的关系物料压力与生产能力的关系 正流量与压力无关，倒流和漏流量与压力成反比，因正流量与压力无关，倒流和漏流量与压力成反比，因此，一般压力增加挤出机产量降低。如图此，一般压力增加挤出机产量降低。如图11-30。螺杆与机筒的间隙愈大，产量降

32、低愈多。螺杆与机筒的间隙愈大，产量降低愈多。但是提高压力对物料的塑化有利。但是提高压力对物料的塑化有利。（2）树脂种类及螺杆转速对生产能力的影响树脂种类及螺杆转速对生产能力的影响 转速增加生产能力增加；转速增加生产能力增加；不同树脂，其增加的幅度不一样。不同树脂，其增加的幅度不一样。图图11-3156（3）螺杆几何尺寸对生产能力的影响螺杆几何尺寸对生产能力的影响 a、螺杆直径越大生产能力越大；、螺杆直径越大生产能力越大；b、螺槽深度、螺槽深度 螺螺槽槽深深度度大大，当当压压力力低低时时生生产产能能力力大大；当当压压力力高高时时生产能力小。如图生产能力小。如图11-32 c、螺杆长度、螺杆长度

33、均化段长度增加均化段长度增加，棱宽增加，生产能力，棱宽增加，生产能力增加；增加；d、螺杆与机筒间隙、螺杆与机筒间隙 间隙愈大产量愈低。间隙愈大产量愈低。Q漏漏 357（4）温度对生产能力的影响温度对生产能力的影响 T升高时，生产能力下降；升高时，生产能力下降；原因：原因：T升高时，物料粘度下降，逆流、漏流增加升高时，物料粘度下降，逆流、漏流增加。六、部分国产挤出机型号和性能六、部分国产挤出机型号和性能 表表11-9 SJ表示塑料挤出机；表示塑料挤出机；Z表示造粒机；表示造粒机；W表示喂料机表示喂料机58 11.5.3 辅机辅机作用：是将连续挤出的已获得初步形状和尺寸的制品进行作用：是将连续挤出

34、的已获得初步形状和尺寸的制品进行定型，达到一定的表面质量，最终成为可供使用的制品或定型，达到一定的表面质量，最终成为可供使用的制品或半成品。半成品。一、制管和异型材的辅机一、制管和异型材的辅机 如图如图11-23，前面已经介绍过的挤管工艺流程。，前面已经介绍过的挤管工艺流程。辅机由机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、夹紧切辅机由机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、夹紧切割装置等组成。割装置等组成。59（1）机头机头 分为直型和弯型两种。图分为直型和弯型两种。图11-35为直型挤管机头。为直型挤管机头。机头的设计制造原则如下机头的设计制造原则如下：（：（1）（）（5）P313 实践证明：口模形状

35、和挤出制品的界面形状有很大关系，实践证明：口模形状和挤出制品的界面形状有很大关系，正确的口模设计如表正确的口模设计如表11-10（2）定型装置定型装置 从机头挤出的制品处于熔融状态，从机头挤出的制品处于熔融状态，(温度很高温度很高)，在重力，在重力作用下容易变形，因此在机头后必须立即冷却，以使制品作用下容易变形，因此在机头后必须立即冷却，以使制品定型。定型。定型装置分为外径定型和内径定型两种。定型装置分为外径定型和内径定型两种。601）外径定型外径定型 是国内普遍采用的方法，又分为内压定型和真空定型。是国内普遍采用的方法，又分为内压定型和真空定型。内压定型法：是在机头芯棒的肋上打孔，向管内或型

36、材内内压定型法：是在机头芯棒的肋上打孔，向管内或型材内通入压缩空气，由气体压力的作用，使管壁与定径套壁接触，通入压缩空气，由气体压力的作用，使管壁与定径套壁接触，定径套靠水冷却，使管初步冷却然后进入水槽内进一步冷却定径套靠水冷却，使管初步冷却然后进入水槽内进一步冷却定型。定型。图图11-37 内压定径套示意图。内压定径套示意图。真空定型法：由真空定型套、冷却水槽、真空泵、电机、真空定型法：由真空定型套、冷却水槽、真空泵、电机、管道等组成。管道等组成。采用在制品与定型套之间抽真空，使制品与定型套接触冷采用在制品与定型套之间抽真空，使制品与定型套接触冷却的方法。却的方法。61 与内压法相比，此法更

37、适合于异型材的生产，此法无与内压法相比，此法更适合于异型材的生产，此法无内压力，制品的内压力较小，操作方便，废品率低。内压力，制品的内压力较小，操作方便，废品率低。在在生生产产中中采采用用更更加加简简单单实实用用的的校校准准技技术术的的设设想想，促促进进了了校校准准套套管管革革命命性性的的发发展展。适适用用于于HDPE管管及及PP管管生生产产中中，通通过过校校准准套套管管的的调调准准技技术术，可可以以平平衡衡由由不不同同原原料料及及不不同压力等因素造成的管壁收缩数值。同压力等因素造成的管壁收缩数值。62同时具有如下有优势：同时具有如下有优势：-可调直径范围大。适用于可调直径范围大。适用于16m

38、m到到630mm。目前最大已可。目前最大已可达达1600mm。-操作简便，独立高效。外径可在真空定径前得到直接的调操作简便，独立高效。外径可在真空定径前得到直接的调整。整。-外径调整比率大。外径调整比率大。160mm的管径，最大可调的管径，最大可调12.7mm，调，调整比率达整比率达8%。63 调调整整套套管管可可以以分分成成两两端端来来适适应应增增加加或或减减少少的的管管道道外外径径，这这样样有有一一个个很很大大的的调调整整范范围围，需需要要的的管管道道直直径径用用一一个个可可变变的锥形环来调整。的锥形环来调整。设设计计中中涉涉及及的的入入口口尺尺寸寸不不受受调调整整功功能能的的影影响响，调

39、调整整套套管管入口尺寸等同于高容量套管的尺寸。入口尺寸等同于高容量套管的尺寸。在在生生产产过过程程中中，调调整整套套管管的的直直径径可可以以手手动动调调整整，当当然然也也可以选择可以选择自动调整。自动调整。64 校校准准套套管管必必需需有有很很好好的的滑滑动动性性和和极极好好的的导导热热性性，此此外外还还需需要要抗抗磨磨损损。因因为为这这些些因因素素，校校准准套套管管是是采采用用一一种种几几乎乎不不磨磨损损的的合合金金用用离离心心工工艺艺铸铸造造的的，校校准准圆圆盘盘采采用用高高质质铬钢材料。铬钢材料。标标准准的的制制造造材材料料是是青青铜铜。当当然然也也可可选选择择用用防防腐腐的的铝铝合合金

40、金材材料料作作为为制制造造材材料料。在在特特殊殊情情况况下下，也也可可根根据据生生产产的的要要求求选选择择镀镀铬铬、镀镀镍镍材材料料。如如果果这这些些情情况况均均不不能能满满足足生生产中的实际要求，那么也可选择不锈钢材料。产中的实际要求，那么也可选择不锈钢材料。652）内径定型内径定型 图图11-39，靠靠芯芯棒棒冷冷却却定定型型的的方方法法。冷冷却却水水通通入入芯芯棒棒，同时使制品与芯棒接触冷却。同时使制品与芯棒接触冷却。为适应收缩，芯棒一般制作成锥形，锥度为为适应收缩，芯棒一般制作成锥形，锥度为0.6；与外径定型相比：内径定型的内表面光滑，外径定型的与外径定型相比：内径定型的内表面光滑，外

41、径定型的外表面光滑。外表面光滑。66（3）冷却装置冷却装置 制品由定型装置出来后，并未完全冷却，还需要继续制品由定型装置出来后，并未完全冷却，还需要继续降温。冷却装置：浸浴法与喷淋法。降温。冷却装置：浸浴法与喷淋法。1）浸浴式冷却水槽浸浴式冷却水槽 图图11-40，冷冷却却水水槽槽长长26m，冷冷却却水水从从制制品品的的最最后后一一段段流流入入，即即逆逆流流法法，使使制制品品逐逐渐渐冷冷却却。（用用于于小小口口径径管管或异型材），水应埋没制品。或异型材），水应埋没制品。2）喷淋式冷却箱喷淋式冷却箱 图图11-41，用用于于较较大大截截面面的的制制品品，由由几几个个喷喷淋淋管管喷喷水水冷却。冷却

42、。67（4）牵引装置牵引装置 作用：给挤出管提供一定的牵引力，牵引速度。均匀稳作用：给挤出管提供一定的牵引力，牵引速度。均匀稳定地将制品引出。定地将制品引出。牵引装置必须满足：牵引装置必须满足：a、速度无级调节；、速度无级调节；b、牵引力、速度保持恒定；、牵引力、速度保持恒定；c、对制品的夹持力能够调节、对制品的夹持力能够调节 牵引速度一般比挤出速度略快。牵引速度一般比挤出速度略快。68牵引装置分履带式、扎轮式两种。牵引装置分履带式、扎轮式两种。a、履带式牵引装置、履带式牵引装置 图图11-42，由由26条条可可调调节节的的履履带带组组成成，均均匀匀地地分分布布在在管材地四周。其特点：管材地四

43、周。其特点：P316 三段。三段。b、扎轮式牵引装置、扎轮式牵引装置 图图11-43，由由25对对牵牵引引滚滚轮轮组组成成，下下轮轮为为主主动动轮轮，上上轮为从动轮。轮为从动轮。此此种种牵牵引引装装置置轮轮与与管管子子地地接接触触面面小小，适适合合于于管管径径较较小小地地制品（制品（100mm以下），但设备简便。以下），但设备简便。69（5）切割装置切割装置 a、自动或手动园锯切割机、自动或手动园锯切割机 如如图图11-44，由由行行程程开开关关控控制制夹夹持持器器和和电电动动锯锯片片。夹夹持持器器夹夹住住制制品品之之后后，锯锯座座与与制制品品同同步步运运动动，锯锯片片开开始始切切割割，切切断

44、断后后夹夹持持器器松松开开返返回回原原处处。（适适用用于于切切200mm直直径径以以下的管）下的管）b、行星切割装置、行星切割装置 锯片不仅自转，而且围绕管的直径旋转，锯片可以是一锯片不仅自转，而且围绕管的直径旋转，锯片可以是一个也可以是几个。适用于切大口径管。个也可以是几个。适用于切大口径管。70三、挤板辅机三、挤板辅机 （前面介绍的是挤管异型材辅机，下面介绍挤板辅机）（前面介绍的是挤管异型材辅机，下面介绍挤板辅机）挤板工艺流程如图挤板工艺流程如图11-45。主要设备：挤出机、机头、三辊压光机、牵引机、切割主要设备：挤出机、机头、三辊压光机、牵引机、切割机等。机等。（1）挤板机头）挤板机头

45、扁平式机头，按机头内部结构可分为：扁平式机头，按机头内部结构可分为：a、鱼尾板形机头、鱼尾板形机头、b、支管式机头、支管式机头 c、衣架式机头、衣架式机头 d、螺杆分配机头、螺杆分配机头71（a）鱼尾板机头鱼尾板机头 图图11-46，形状象鱼尾，适合于宽幅板生产，结构简单，形状象鱼尾，适合于宽幅板生产，结构简单，容易制造。容易制造。（b）支管式机头支管式机头 图图11-47 特特点点：机机头头内内有有一一个个圆圆筒筒形形槽槽，槽槽内内可可贮贮存存一一定定量量的的物物料，起到使料流稳定，压力稳定的作用。料，起到使料流稳定，压力稳定的作用。另外，其结构简单，机头体积小，操作方便，但物料在另外，其结

46、构简单，机头体积小，操作方便，但物料在机头内停留时间长，易分解，不适于热敏性树脂。机头内停留时间长，易分解，不适于热敏性树脂。72（c）衣架式机头衣架式机头 图图11-48 综综合合了了支支管管式式和和鱼鱼尾尾式式机机头头的的优优点点，并并缩缩小小了了支支管管式式圆圆形形槽槽，使使停停留留时时间间减减少少，采采用用了了鱼鱼尾尾式式机机头头的的扇扇形流槽。但结构复杂，制作难度大，造价高。形流槽。但结构复杂，制作难度大，造价高。（d）螺杆分配机头螺杆分配机头 图图11-49 其其特特点点是是在在支支管管式式机机头头的的支支管管内内安安装装一一根根分分配配螺螺杆杆，分分配配螺螺杆杆由由独独立立的的电

47、电机机驱驱动动，使使熔熔融融物物料料不不在在支支管管内内滞留，并保证物料在宽度方向分配均匀。滞留，并保证物料在宽度方向分配均匀。特特点点：适适应应树树脂脂品品种种多多，构构造造复复杂杂，产产品品易易出出现现波波浪形痕迹。浪形痕迹。73（2）压光机压光机 作用：压光、冷却和一定的牵引作用。作用：压光、冷却和一定的牵引作用。压光辊的长度一般比挤出机机头稍宽，表面镀铬。压光辊的长度一般比挤出机机头稍宽，表面镀铬。三三辊辊压压光光机机距距机机头头的的距距离离510cm，愈愈近近愈愈好好，减减少制品收缩。少制品收缩。三三辊辊压压光光机机的的牵牵引引速速度度应应比比挤挤出出机机速速度度快快1025，由由此

48、此可可消消除除皱皱纹纹并并减减少少板板材材的的挤挤出出膨膨胀胀内内应应力力，起起到到很好的压光作用。很好的压光作用。三辊压光机排列形式如图三辊压光机排列形式如图11-5074（3）牵引装置牵引装置 由由一一对对钢钢轮轮组组成成，一一主主动动轮轮、一一从从动动轮轮，外外包包橡橡胶胶防防止止打打滑滑，要求无级调速。要求无级调速。其其牵牵引引速速度度应应与与压压光光机机同同步步，考考虑虑冷冷却却收收缩缩，可可略略小小于于压压光机速度。光机速度。（4）切割与卸料机构）切割与卸料机构 切割分为：切割分为：a、切边、切边园盘切割机园盘切割机 b、切断、切断切刀切刀 卸料机构作用：将切断的板材堆集起来。卸料

49、机构作用：将切断的板材堆集起来。下堆料式下堆料式 图图11-51 目前采用较多目前采用较多 侧堆料式侧堆料式 前堆料式前堆料式下堆料式卸料机原理：下堆料式卸料机原理：切切断断后后的的板板材材到到达达翻翻料料位位置置后后，触触动动行行程程开开关关，翻翻转转电电机机依依靠靠自自重重向向两两侧侧翻翻下下，板板材材落落在在接接料料车车上上，并并触触动动另另一一行行程程开开关关，使翻转电机反转，翻板回复原位使翻转电机反转，翻板回复原位。75+9、静夜四无邻，荒居旧业贫。5月-235月-23Sunday,May 21,2023+10、雨中黄叶树，灯下白头人。03:17:1103:17:1103:175/2

50、1/2023 3:17:11 AM+11、以我独沈久，愧君相见频。5月-2303:17:1103:17May-2321-May-23+12、故人江海别，几度隔山川。03:17:1103:17:1103:17Sunday,May 21,2023+13、乍见翻疑梦，相悲各问年。5月-235月-2303:17:1103:17:11May 21,2023+14、他乡生白发，旧国见青山。21 五月 20233:17:11 上午03:17:115月-23+15、比不了得就不比，得不到的就不要。五月 233:17 上午5月-2303:17May 21,2023+16、行动出成果，工作出财富。2023/5/2