挤出机螺杆组合原理与应用.ppt

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2004年培训
主讲：沈红波
培训师：李国明、张志强、赵智源、刘杰、雷勇、李宁
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挤出机螺杆组合原理与应用
工艺系列培训之四
沈红波
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一、双螺杆挤出发展历程
Shenhongbo
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20世纪40年代，Erdmenger 发明了同向完全齿合型双螺杆挤出机，50年代 W&P公司进一步发展并投向市场；
不断完善并成为聚合物工业、化学制品工业以及食品工业中必不可少的设备。
02
Shenhongbo
几大挤出机设备商，型号 ZSK型--W&P; ZE型-Berstorff; APV --APV（Baker Perkins）
TEX-日本制钢所; 莱斯特里公司[Leistritz]- ZSE型 .
螺杆组合,就是指挤出机螺杆的结构组成,不同组合以达到不同物料生产需要,螺杆组合能达到 分散/剪切两种效果,解决物料的混和均匀要求,对生产稳定性有重要意义.

01
02
Shenhongbo
螺杆组合的基本结构和各部分特点；
螺杆组合设计的基本原则 ；
啮合同向双螺杆挤出过程不同功能段的螺杆构型和整根螺杆的组合设计 ；
玻纤增强粒料制备的螺杆构型设计 ；
特殊螺杆组合元件应用举例 ；
类别产品现有组合特点和设计思路。
二、螺杆组合原理和应用的主要内容
三、杆组合的基本结构和各部分特点
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Shenhongbo
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挤出机螺杆分两大部分,就是芯轴和螺纹套;
螺纹元件--输送元件和剪切元件
Shenhongbo
输送元件种类 从导程 和元件长度 来分 ，96/96 72/72 56/56 72/32 56/28 72/36L 56/28L ；
剪切元件 就是通常说的捏合块,由单个的剪切块捏合在一起,片数不定,一般5/7片; 900/5/56 300/7/72 450/5/36 600/5/56
输送元件输送机理；
剪切元件剪切机理；
正反元件差异；

Shenhongbo
啮合处间隙；
任意同向旋转双螺杆挤出机的几何参数限定为3个 :
内外直径比（OD/ID）；
比扭矩（功率/容积比，即用扭矩/中心距的三次方（M/a3）表示）。
一根螺杆的螺纹顶部处在与之配合的另一根螺杆螺纹根部和侧面之间

Shenhongbo
同向双螺杆的特点是: ① 转速较高并且在啮合区(两螺杆在横截面图中的重叠部分) 不同位置处有较接近的相对运动速度, 所以可以产生强烈、均匀的剪切;
几何形状决定了其纵向流道必定开放, 使两螺杆之间产生物料交换。交换时, 原处于一根螺杆螺槽底部的物料将运动到另一根螺杆螺槽的顶部。纵向流道的开放还使横向流道开放成为可能, 来实现同一螺杆相邻螺槽间物料的交换。这使同向双螺杆具有较好的分布混合能力,
螺杆组合是双螺杆挤出工艺制定的关键。同向双螺杆挤出以混炼为主, 螺杆组合要考虑到主辅料性能与形状、加料顺序与位置、排气口位置、机筒温度设置等等。。
四、螺杆组合设计的基本原则
混合的两个定义
Shenhongbo
固态物料、聚合物凝胶以及液滴等粒子尺寸减小的过程；
指将少组分细化, 如将无机填料粉碎及将玻纤丝切短等, 它取决于剪切应力(或剪切速率) ;
分散混合
1
改变各组分在混合体系中的空间位置的过程；
分布混合与物料粘度无关，与单位能量输入也无关
指减少少组分在多组分中分布的非均匀性, 它则取决于剪切应变剪切应变很难求得, 用周向流量和轴向回流量来衡量分布混合效果
分布/分配混合
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