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置換了系統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，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繞同一根螺桿繼續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參數和規格

螺桿直徑

螺桿直徑：即螺桿的外徑，它是擠出機的重要參數，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，一般擠出機生產能力及轉速已經確定，螺桿直徑的選取主要是根據擠出機的產量來確定設計參數：生產以聚氯乙烯（PVC）為主料的復

 4                                     雙螺桿擠出機畢業論文 

合塑料，大產量為 200Kg/h，高轉速為260r/min。

根據我國同向雙螺桿擠出機基本參數表(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量，用（L/D）來表示，如下圖2.1所示：

                   圖2.1 螺桿示意圖

現代塑料擠出工業螺桿長徑比較早期螺桿大，國內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）提高塑化質量，制品外觀質量好。（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，擠出量穩定，擠出量可以提高20%~40%。但螺桿長徑比與很多因素有關，因此可以根據加工條件和實際需要再由試驗確定，還可以由統計類比的方法來確定。國產同向旋轉擠出機的主要技術參數表(JB/T 5420-91)顯示生產能力為300kg/h的螺桿擠出機螺桿長徑比 L/D=28~32，取  L/D=30。

螺桿轉速要求及范圍

螺桿轉速范圍：用n（高轉速）~n（低轉速）表示，其單位是r/min。

maxmin對擠出機速度要求有兩方面，既能實現無級調速又要有一定的調速范圍。要求實現無級調速的目的是容易控制擠出質量并與輔機的一致配合；要求有一定的調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。在實際生產中，因擠出機開始工作時，機頭壓力容易出現超常值，所以螺桿轉速應緩慢增至工作要求速度；

 5                                     雙螺桿擠出機畢業論文 

當螺桿運轉平穩后，由于加工的原料、制品及生產能力不同要求，要保證質量提高產量，除控制溫度、壓力等條件外，主要是靠改變螺桿轉速進行控制調節。因此，要求螺桿轉速在一定范圍內可調。多數擠出機的調速范圍在1：6，對通用性大的小規格擠出機調速范圍可達到1：10，根據經驗，確定螺桿轉速范圍為： n=50~260r/min 擠出機功率的確定

驅動電機功率.用P表示，單位為千瓦（KW）。它表征擠出機的驅動能力。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經驗選取，根據我國同向雙螺桿擠出機基本參數表(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——機筒內直徑，單位為mm；

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