1. 1. 3   擠出機(jī)的分類和用途

當(dāng)前塑料加工中用的擠出機(jī)主要分為單螺桿擠出機(jī)和雙螺桿擠出機(jī) 。單螺桿擠出機(jī)又有 排氣和非排氣之分 ，雙螺桿擠出機(jī)又有同向旋轉(zhuǎn)和異向旋轉(zhuǎn)之分 ，還有平行雙螺桿和錐形螺 桿之分 。雙螺桿擠出機(jī)一般用在異型材 、管材 、板材 、擠出造粒生產(chǎn)中 。此外還有特殊擠 出機(jī)。

（1） 常規(guī)單螺桿擠出機(jī)  目前我國生產(chǎn)的常規(guī)螺桿直徑為 20 ～250mm ，最小為 12mm， 最大也在 400mm 以上 。長徑比多數(shù)為 25 ～34 ，最小的為 20 ，大的為 40 、甚至 60 。新型螺  桿如分離型 、屏障型 、分流型 、變流道型 ， 以及各種混煉組件也都得到應(yīng)用。

常規(guī)單螺桿擠出機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡單 、堅(jiān)固耐用 、維修方便 、價(jià)格低廉 、操作容易等優(yōu) 點(diǎn) ，被廣泛用在聚烯烴 、聚酰胺 、聚苯 、聚碳 、聚酯等塑料的擠出生產(chǎn)中 ， 熱敏性樹脂 PVC 擠出生產(chǎn)中也大量應(yīng)用 。當(dāng)擠出聚酰胺 、聚碳 、聚酯等吸濕性較強(qiáng)和聚氯乙烯這樣揮 發(fā)物較多的物料時(shí) ，最好采用排氣式擠出機(jī) 。排氣式擠出機(jī)的螺桿是專門設(shè)計(jì)的 ，它有一個(gè) 排氣段 ，在該段螺槽突然加深 ， 當(dāng)物料通過該段時(shí) ，壓力降低為一個(gè)大氣壓 ，此時(shí)就可以借 助于真空泵把氣體排除 ，而物料不會(huì)溢出。

（2） 單螺桿擠出機(jī)設(shè)備完好標(biāo)準(zhǔn)

1） 擠出機(jī)在說明書規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)正常 ，能穩(wěn)定生產(chǎn)合格產(chǎn)品 ，擠出量能達(dá)到 核定產(chǎn)量的 80% 以上。

2） 傳動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)正常 ，變速平穩(wěn) ，無異常聲響振動(dòng)。

3） V 帶無嚴(yán)重磨損 ，松緊適中。

4） 減速箱潤滑管路暢通 ，油質(zhì)合格 ，油量適中 ，油標(biāo)醒目 ，無漏油。

5） 加料座冷卻水無堵塞 ，冷卻效果良好。

6） 機(jī)筒加熱冷卻系統(tǒng)裝置完整 ，工作可靠。

7） 安全防護(hù)裝置齊全 、完好。

8） 設(shè)備無漏油 、漏水 、漏料現(xiàn)象。

9） 電器元件齊全 、完好 ，儀表指示準(zhǔn)確。

10） 電動(dòng)機(jī)溫升不超過電動(dòng)機(jī)銘牌規(guī)定 ，調(diào)速平穩(wěn)。

11） 設(shè)備外觀整潔 ，無黃袍 ，無油垢 ，銘牌齊全清楚。

12） 隨機(jī)附件齊全 ，保管妥善。

（3） 雙螺桿擠出機(jī)  雙螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 1-8 所示 。在擠出機(jī)的機(jī)筒內(nèi) ，有兩根螺 桿在同時(shí)旋轉(zhuǎn)工作 ， 即為雙螺桿擠出機(jī) 。工作時(shí) ，兩根螺桿配合工作 ，轉(zhuǎn)速相同 ，共同完成對(duì)塑料的強(qiáng)制向前推進(jìn) 、輸送和塑化工作。

圖 1-8   雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)

1—連接器   2—過濾板    3—機(jī)筒   4—加熱器   5—螺桿   6—加料器   7—料斗    8—加料器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)  9—推力軸承   10—減速箱   11—電動(dòng)機(jī)

1） 雙螺桿擠出機(jī)與單螺桿擠出機(jī)比較 有如下優(yōu)點(diǎn)。

① 原料被雙螺桿擠壓塑化過程中 ，螺桿的轉(zhuǎn)速不高，相互嚙合的螺桿中受到均勻的剪切作用，產(chǎn)生的摩擦力小，摩擦熱 量也少。

② 原料在機(jī)筒內(nèi)受雙螺桿嚙合剪切作用穩(wěn)定均勻 、輸送效率高， 塑化 、混合原 料質(zhì)量好。

③ 原料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間較短 ，適合 于熱敏性原料的塑化成型加工。

④ 加料容易，雙螺桿擠出機(jī)是靠正位移原理輸送物料，適合于不同黏度料的塑化 ，如粉料 、糊狀料及帶狀料等都適宜塑化擠出，且混合塑化質(zhì)量比較穩(wěn)定，功率消耗低，與單螺桿擠出機(jī)比，能量消耗要少 50% 。

⑤ 工作時(shí)對(duì)原料的輸送能力高 ，物料在排氣段能夠得到充分的翻動(dòng) ，從而得到較好的 排氣效果 ，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

⑥ 雙螺桿嚙合旋轉(zhuǎn)工作 ，機(jī)筒內(nèi)殘料可以 自動(dòng)清理 ，并可防止物料抱住螺桿或停留 分解。

⑦ 優(yōu)異的排氣性能 。 由于雙螺桿擠出機(jī)嚙合螺桿有效的混合 ，排氣部分的自潔功能使 得塑料在排氣段所得到的表面可以完全更新。

⑧ 容積效率非常高 ，雙螺桿擠出機(jī)的流率對(duì)口模壓力不敏感 ，對(duì)生產(chǎn)大面積的制品 有利。

2） 雙螺桿擠出機(jī)的分類 。雙螺桿擠出機(jī)按兩根螺桿軸線是否平行可分為平行雙螺桿和 錐形雙螺桿 ；按兩根螺桿旋轉(zhuǎn)方向是否相同 ，又可分為同向旋轉(zhuǎn)和異向旋轉(zhuǎn)。

① 平行異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī) 。圖 1-9a 所示為平行異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)螺桿功能分 段 ，共分七段 ：1 為加料段，2 、3 為預(yù)壓縮段，4 為壓縮段 ，5 為排氣段 ，6 為計(jì)量段 ，7 為動(dòng)態(tài)混合段 。對(duì)超大的聚烯烴制品（ 如大口徑管材 ，超寬幅膜 、板 、片材）， 以及 1m 以上 的高密度聚乙烯管材 ，選擇平行異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)是最經(jīng)濟(jì)理想的。

② 錐形異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī) 。圖 1-9b 所示為錐形異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)螺桿功能分  段 ，共分五段 ：1 為加料段，2 為預(yù)壓縮段 ，3 為壓縮段，4 為排氣段 ，5 為計(jì)量段 。生產(chǎn)聚  氯乙烯（ PVC） 或者氯化聚氯乙烯（ C- PVC） 制品時(shí)一般選擇錐形異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)。 這主要是因?yàn)殄F形異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)有較好的混煉和塑化能力 ，能夠建立較大的 、穩(wěn)定  的機(jī)頭壓力 ， 因此適合生產(chǎn) PVC 類制品 。擠出木塑制品選擇錐形異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)也  是非常理想的。

a） 平行異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)螺桿 1一加料段2、3—預(yù)壓縮段4—壓縮段5—排氣段6—計(jì)量段7一動(dòng)態(tài)混合段 b） 錐形異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)螺桿

③ 同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī) 。緊密嚙合型平行同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)的螺桿的排列結(jié)構(gòu)  如圖 1-10 所示 。 由于螺桿平行且同方向旋轉(zhuǎn) ， 嚙合緊密 ，物料在螺槽中呈 ∞ 形螺旋運(yùn)動(dòng)， 并且轉(zhuǎn)速較高 ，物料所受剪切作用較大 。這些特點(diǎn)使得同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)具有優(yōu)異的分  散混合力 、較短的機(jī)筒停留時(shí)間 、優(yōu)良的自清理效果等優(yōu)點(diǎn) ， 因此廣泛應(yīng)用于聚合物的共  混 、填充 、增強(qiáng) 、排氣（ 脫揮） 以及反應(yīng)擠出（ 聚合物聚合及反應(yīng)型改性） 等領(lǐng)域 ，例如  改性塑料的造粒機(jī)組大多數(shù)都配置平行同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī) 。但是 ， 同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出  機(jī)的輸送效率較低 ，建立機(jī)頭壓力的能力較差 ，并且不容易獲得穩(wěn)定的機(jī)頭壓力 ， 因此一般  不用于直接擠出成型 ，而要在下游接聚合物熔體齒輪泵或接單螺桿擠出機(jī)。

        圖 1- 10    緊密嚙合型平行同向旋轉(zhuǎn)     雙螺桿擠出機(jī)螺桿的排列結(jié)構(gòu)

（4） 雙螺桿擠出機(jī)設(shè)備完好標(biāo)準(zhǔn)

1） 擠出機(jī)在說明書規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)正常 ，能穩(wěn)定生產(chǎn)合格產(chǎn)品 ，擠出量達(dá)到核 定產(chǎn)量 80% 以上。

2） 傳動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)正常 、變速平穩(wěn) 、無 異常聲響和振動(dòng)。

3） 工作部件無嚴(yán)重腐蝕 、磨損。

4） 減速箱潤滑管路暢通 ，油質(zhì)合格、油量適中 、油標(biāo)醒目 、無漏油 。                               

5） 機(jī)筒加熱和冷卻系統(tǒng)裝備齊全 、可靠 。螺桿油加熱系統(tǒng)齊全完好 ，溫控精度滿足工藝要求。

6） 真空泵工作正常 ，真空度符合工藝要求。

7） 計(jì)量加料裝置變速平穩(wěn) 、喂料正常。

8） 機(jī)頭壓力傳感器靈敏 、可靠。

9） 報(bào)警裝置靈敏 、可靠。

10） 電器元件齊全 、完好 ，儀表指示準(zhǔn)確。

11） 電動(dòng)機(jī)溫升不能超過電動(dòng)機(jī)銘牌上的規(guī)定。

         12） 安全防護(hù)裝置齊全 、可靠。

         13） 設(shè)備外觀整潔 、無黃袍 、無油垢 ，銘牌齊全 、清楚。

14） 隨機(jī)配套附件齊全 ，保管妥善。

（5） 特殊擠出機(jī)  特殊擠出機(jī)如串聯(lián)式磨盤螺桿擠出機(jī) 、往復(fù)式銷釘螺桿擠出機(jī) 、帶 熔體齒輪泵的擠出機(jī) 、行星擠出機(jī) 、多螺桿擠出機(jī) 、行星螺桿擠出機(jī)等 ， 國內(nèi)均有廠家生 產(chǎn) 。華南理工大學(xué)研制的電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出機(jī)系列產(chǎn)品已批量生產(chǎn) 。北京化工大學(xué)研制的 φ12mm 手提式高速排氣擠出機(jī) 、φ28mm 熔體齒輪泵擠出機(jī)和 CPJ 75/135 串聯(lián)式磨盤擠出機(jī) 都是比較先進(jìn)的新產(chǎn)品。

（6） 擠出成型的工藝參數(shù)

1） 螺桿的轉(zhuǎn)速 。螺桿的轉(zhuǎn)速在擠出機(jī)生產(chǎn)線中主要是對(duì)控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié) 。螺桿轉(zhuǎn)速 的大小直接影響擠出口模的物料量 ，也決定摩擦產(chǎn)生的熱量 ，影響熔體物料的流動(dòng)性 。螺桿 轉(zhuǎn)速的高低根據(jù)所加工的原材料而異 ，要視制品的形狀 、產(chǎn)量要求和輔機(jī)中的冷卻速度而調(diào) 節(jié)適合的速度。

2） 螺桿背壓 。擠出機(jī)前的多孔板 、濾網(wǎng) 、機(jī)頭調(diào)節(jié)壓力的阻力元件都可以影響螺桿的 背壓 。背壓的調(diào)節(jié)可使物料得到不同的混合程度和剪切力 ，改變塑化質(zhì)量和供料的平穩(wěn)性。

3） 機(jī)筒 、螺桿和機(jī)頭的溫度 。當(dāng)物料被加入擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)時(shí) ，受到外部加熱裝置提供 的熱量及物料在機(jī)筒輸送擠壓中產(chǎn)生的摩擦熱量綜合作用 ，進(jìn)入機(jī)頭的熔料在機(jī)頭又受到機(jī) 頭提供的熱能進(jìn)一步塑化 。如果溫度不足塑料塑化不好 ，則料流動(dòng)性差無法成型 ；溫度過高 會(huì)使物料過熱分解 ， 同時(shí)擠出機(jī)的擠出量也因溫度的變化而受到很大影響 。擠出機(jī)的溫度由

螺桿 、機(jī)筒各段 、機(jī)頭各段分別設(shè)定并控制。

4） 定型裝置 、冷卻裝置的溫度 。擠出不同的產(chǎn)品 ，定型裝置形式和冷卻方式是不同 的 。溫度的高低直接影響冷卻速度 、生產(chǎn)效率 、產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力 。若是結(jié)晶聚合物 ，還影響制品 的結(jié)晶度 、晶粒尺寸相關(guān)的物理性能。

5） 牽引速度 。擠出機(jī)是連續(xù)擠出物料 ，進(jìn)入機(jī)頭 ，從機(jī)頭流出的物料型坯被牽引出， 進(jìn)入定型 、冷卻裝置 ，牽引速度都要與擠出速度相適應(yīng) 。牽引速度決定制品斷面形狀尺寸、 冷卻效果 ，還直接影響制品的拉伸 、力學(xué)性能和縱向尺寸的穩(wěn)定性。

1. 1. 4   擠出機(jī)的附屬設(shè)備

     （1） 原料干燥機(jī)  清除干燥原料中的水分 ，用得最多的是料斗式干燥機(jī) 。干燥方法是  開動(dòng)風(fēng)機(jī) ，風(fēng)機(jī)把經(jīng)過電阻加熱的空氣由料斗下部送入干燥室 ，熱風(fēng)在干燥室由下至上吹， 使熱風(fēng)在原料中通過 ，把原料中的水分加熱蒸發(fā)帶走 ，潮濕的熱氣流由干燥室頂部排出 。熱  風(fēng)連續(xù)不斷進(jìn)出 ，達(dá)到干燥原料的目的。

      （2） 原輔料配混機(jī)

1） 研磨機(jī) 。對(duì)輔助原料如顏色料或一些助劑進(jìn)行細(xì)化研磨處理。

2） 攪拌機(jī) 。用于對(duì)色漿 、穩(wěn)定劑進(jìn)行攪拌。

3） 混合機(jī) 。把各種原料 、輔料混合在一起 ，使其均勻混合。

（3） 混合粉料造粒機(jī)  把混合均勻的粉料（ 大多是 PVC 料） 投入造粒設(shè)備 ，通過造粒 提供給單螺桿擠出機(jī)生產(chǎn) 。雙螺桿機(jī)可直接用混合粉料生產(chǎn) ，不用造粒 。還有用市場回收的廢料和調(diào)機(jī)試模產(chǎn)生的廢品經(jīng)粉碎后再造粒摻在新原料中生產(chǎn)。

    （4） 破碎機(jī)  把回收的廢品和調(diào)機(jī)試模的不合格品 ，投入破碎機(jī)粉碎供造粒機(jī)再造粒。

（5） 原料上料機(jī)  為擠出機(jī)生產(chǎn)供料的設(shè)備。

1） 真空上料裝置 。上料風(fēng)機(jī)起動(dòng)時(shí) ，通過吸氣管和過濾網(wǎng) ，使中間貯料倉內(nèi)成為負(fù) 壓 。與此同時(shí) ，與中間貯料倉和原料箱連接的吸料管把原料箱內(nèi)的原料吸入中間貯倉內(nèi) 。當(dāng)吸入一定量時(shí) ，上料繼電器動(dòng)作 ，風(fēng)機(jī)停止工作 ，吸料停止 ，這時(shí)排料閥門打開供料。

2） 彈簧上料裝置 。把一根彈簧裝在橡膠管內(nèi) ，用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)彈簧高速旋轉(zhuǎn) ，橡膠 管下端與原料箱相通 ，橡膠管上端有一個(gè)開口 ，原料借助彈簧的高速旋轉(zhuǎn)使料箱內(nèi)粒料沿彈 簧螺旋上升 ，至膠管開口處時(shí)靠離心力把粒料拋入上料斗內(nèi)。

參考文獻(xiàn): 《塑料擠出機(jī)頭典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及試模調(diào)機(jī)經(jīng)驗(yàn)匯編》 陳澤成 、陳斌 編著