第2章  同向嚙合雙螺桿擠出機

2.1 同向嚙合雙螺桿擠出機工作原理及其特性

同向嚙合雙螺桿擠出機與單螺桿擠出機一樣，承擔輸送、塑化、混合和混煉聚合物的工作，但在工作上與單螺桿擠出機有許多不同點。

同向嚙合雙螺桿擠出機表現(xiàn)為物料的正位移輸送特性。所謂正位移輸送特性是這移動的外部表面物質(zhì)置換了系統(tǒng)中的部分液體的輸送方式。嚙合同向雙螺桿擠出機必須縱向開放，否則螺桿會因為發(fā)生干涉而不能正常嚙合。意味著螺槽的寬度一定要大于螺棱的寬度，在縱向留下一定的輸送物料的通道。縱向開放程度越大，正位移輸送能力損失也越多，此時摩擦拖曳和粘性拖曳所起的作用越大。但是無論開放程度多大，物料沿螺槽流動時在螺棱出仍然受阻而改變方向，因此具有一定的正位移輸送能力。

由于螺槽縱向開放，由加料口到機頭，兩螺桿間有一通道，當物料由加料口加到一根螺桿上后，物料在摩擦拖曳作用下沿著這跟螺桿的螺槽向前輸送物料至下方的楔形區(qū)，在這里物料會受到一定的壓縮。因螺棱比螺寬窄，那么另一根螺桿的螺棱不會把物料向前輸送的道路堵死。兩根螺桿在楔形區(qū)有大小相等、方向相反的速度梯度，因此物料不會進入嚙合區(qū)繞同一根螺桿繼續(xù)前進而被另一螺桿托起，在擠出機機筒表面的摩擦拖曳下沿另一根螺桿的螺槽向前輸送。

2.2  同向嚙合雙螺桿擠出機的主要技術(shù)參數(shù)和規(guī)格

螺桿直徑

螺桿直徑：即螺桿的外徑，它是擠出機的重要參數(shù)，一般用D表示，單位為mm，它表征擠出機擠出量的大小。

在設計或選用擠出機前，一般擠出機生產(chǎn)能力及轉(zhuǎn)速已經(jīng)確定，螺桿直徑的選取主要是根據(jù)擠出機的產(chǎn)量來確定設計參數(shù)：生產(chǎn)以聚氯乙烯（PVC）為主料的復

 4                                     雙螺桿擠出機畢業(yè)論文 

合塑料，大產(chǎn)量為 200Kg/h，高轉(zhuǎn)速為260r/min。

根據(jù)我國同向雙螺桿擠出機基本參數(shù)表(JB/T 5420-91)和螺桿直徑系列標準，取螺桿公稱直徑:D=72mm。

螺桿中心距公稱尺寸

雙螺桿中心距公稱尺寸。 指平行布置兩螺桿中心的距離，用a表示，單位為mm。根據(jù)螺桿直徑、螺桿計量段螺紋槽深度和計量段嚙合程度確定。

螺桿長徑比

螺桿長徑比。（L/D）來表示，即螺桿有效螺紋部分長度L與螺桿外徑D之比，它可以表征螺桿的塑化能力和塑化質(zhì)量，用（L/D）來表示，如下圖2.1所示：

                   圖2.1 螺桿示意圖

現(xiàn)代塑料擠出工業(yè)螺桿長徑比較早期螺桿大，國內(nèi)應用較多的長徑比一般范圍是20~25，多采用25，長可達40乃至更高。螺桿長徑比的增加有如下好處：（1）螺桿加壓充分，能提高塑料制品的物理機械性能。（2）提高塑化質(zhì)量，制品外觀質(zhì)量好。（3）有利于類似于PVC粉料擠管的成型。

（4）螺桿特性曲線斜率小，擠出量穩(wěn)定，擠出量可以提高20%~40%。但螺桿長徑比與很多因素有關(guān)，因此可以根據(jù)加工條件和實際需要再由試驗確定，還可以由統(tǒng)計類比的方法來確定。國產(chǎn)同向旋轉(zhuǎn)擠出機的主要技術(shù)參數(shù)表(JB/T 5420-91)顯示生產(chǎn)能力為300kg/h的螺桿擠出機螺桿長徑比 L/D=28~32，取  L/D=30。

螺桿轉(zhuǎn)速要求及范圍

螺桿轉(zhuǎn)速范圍：用n（高轉(zhuǎn)速）~n（低轉(zhuǎn)速）表示，其單位是r/min。

maxmin對擠出機速度要求有兩方面，既能實現(xiàn)無級調(diào)速又要有一定的調(diào)速范圍。要求實現(xiàn)無級調(diào)速的目的是容易控制擠出質(zhì)量并與輔機的一致配合；要求有一定的調(diào)速范圍的目的是為了適應多種加工物料及滿足多種工藝要求。在實際生產(chǎn)中，因擠出機開始工作時，機頭壓力容易出現(xiàn)超常值，所以螺桿轉(zhuǎn)速應緩慢增至工作要求速度；

 5                                     雙螺桿擠出機畢業(yè)論文 

當螺桿運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，由于加工的原料、制品及生產(chǎn)能力不同要求，要保證質(zhì)量提高產(chǎn)量，除控制溫度、壓力等條件外，主要是靠改變螺桿轉(zhuǎn)速進行控制調(diào)節(jié)。因此，要求螺桿轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)可調(diào)。多數(shù)擠出機的調(diào)速范圍在1：6，對通用性大的小規(guī)格擠出機調(diào)速范圍可達到1：10，根據(jù)經(jīng)驗，確定螺桿轉(zhuǎn)速范圍為： n=50~260r/min 擠出機功率的確定

驅(qū)動電機功率.用P表示，單位為千瓦（KW）。它表征擠出機的驅(qū)動能力。擠出機螺桿消耗的功率所涉及的因素是多方面的。雙螺桿擠出機功率的確定通常是根據(jù)經(jīng)驗選取，根據(jù)我國同向雙螺桿擠出機基本參數(shù)表(JB/T 5420-91)選取擠出機主電機功率:P=55KW. 擠出機加熱功率的確定

擠出機加熱功率是指機筒加熱功率：用H表示，單位為千瓦（KW）它表示了擠出機的加熱能力。

通常情況下按機筒的內(nèi)表面積計算加熱功率：

1 H=(pD+2a)·D·(L/D)·A

10001?2=´(p´72+2´60)´72´30´5.5´10=41.1KW 1000式中    H——機筒加熱功率，單位為KW；         D——機筒內(nèi)直徑，單位為mm；

02        A——單位面積的加熱功率，W/mm。 ?22A值根據(jù)各種塑料性能靠經(jīng)驗選定，取A=5.5×10 W/mm。