下载文档原格式
双螺杆挤出机螺杆组合原则双螺杆挤出机是一种用于挤压复杂形状、混合构件或有小量细小颗粒的金属、塑料和其他材料的机械装置。
它由主要部件（如导轨、活塞、压筒和螺杆）、辅助部件（如喷嘴、模具、分流器和接头）和电气控制系统组成。
其中螺杆是机器的核心部件，其工作主要有助于挤压膏状物料的生产，同时螺杆的选择也是提高生产效率和产品质量的有效途径。
下面介绍双螺杆挤出机螺杆组合原则。
1、根据物料特性选择螺桿在选择双螺杆挤出机螺桿时，需要根据物料的性质，选择最合适的螺桿，以保证挤出机的稳定性和合理性。
羊毛、涤纶、聚丙烯、聚乙烯等物料一般采用高耐热性能的耐热合金螺桿来满足生产要求；而塑料混合物则选用较软的螺桿，使其具有更好的挤压性能，以确保生产的高效性。
2、根据复杂度选择螺杆双螺杆挤出机在生产复杂结构件时，应根据零件的复杂程度选择合适的螺杆，以保证生产的准确性。
零件复杂性越大，所需要的螺杆的外径就越大，以此来满足挤压要求，而零件复杂性越低，所需要的螺杆的外径就越小，以防止特殊部位被过度压缩。
3、根据挤出速度选择螺杆在选择双螺杆挤出机螺杆时，也要根据生产要求的挤出速度来挑选最合适的螺杆。
一般来说，螺杆的长度越长、螺距越大、螺芯越细，挤出的速度就更快，但也影响着挤出的精度和产品质量，因此，选择螺杆时仍然需要谨慎。
4、根据生产量选择螺杆当根据挤出速度选择的螺杆不能满足生产要求时，就可以根据需要的生产量来选择螺杆，shz。
当需要高量生产时，可以采用较大的螺杆外径和较粗的螺芯，以提高其产量，并实现挤压质量的平衡。
但是，当生产量较小时，可以采用较小的螺杆外径和较细的螺芯，以降低生产成本，同时也要确保其挤压质量。
以上是双螺杆挤出机螺杆组合原则，双螺杆挤出机的螺杆组合选择，紧密关联着机器的技术性能和产品质量，因此，选择螺杆组合时应根据实际情况，结合物料特性、复杂度、挤出速度和生产量等多方面的因素，科学选择螺杆，以确保双螺杆挤出机的挤压效果。
双螺杆挤出机螺杆组合原则
1.将螺杆的中心线设置在同一水平线上，以保持塑料柔软、挤出更容易。
2.螺杆的转速与头部的大小、材料厚度、减压比、抗拉强度、抗张强度和温度等有关。
3.螺杆箱体外面的尺寸要设计好，以便保持完整的紧密性和最佳的填充状态。
4.最大限度地节约颗粒粘性的材料。
5.螺杆尺寸应与箱体尺寸相符。
6.塑料挤出前，应对螺杆表面进行润滑。
7.对于塑料熔体粘性较大的挤出机，应尽量减小螺杆转速，减小螺杆头的大小，减小温度，并保持螺杆和箱体之间的紧密性。
8.加入黏性物质的挤出机应尽量减小挤出温度，以降低其粘性。
9.螺杆挤压构造应尽量减小挤出机的工作温度，以减小塑料的失重。
10.多个螺杆排列时，应考虑螺杆间的间距，设计出尽量紧密的结构和尽量大的填充度。
二、两支螺杆的组合原则
1.两支螺杆的螺距和外径相同。
2.尽量选择相同的料芯和外径，以降低机器受力的变化。
3.两杆之间的温度尽量均匀，以保证它们的转速相同，减少不需要的受力。
4.两支螺杆应以同样的长度设置，以保持塑料的平均性。
5.应保持螺杆的中心距离，以减少填料的压力，使挤出机的挤出更准确，更安全可靠。
6.尽量使两支螺杆的料芯相同，以减少塑料的挤压比例。
实业兴国，努力创新知识的海洋解析螺杆排列组合对物料性能的影响一、前两天应浙江一改性厂家的邀请，去解决透明填充母料的晶点问题，先大家都怀疑配方上可能有问题，后来几次调整配方，都没有明显的改善，zui后决定调整螺杆的组合，经过重新设计排列螺杆的组合后，问题得到基本解决。
所以，又一次提醒同仁，要重视螺杆的排列组合对改性塑料的影响，这种影响其实很明显！二、目前确实需要把这个问题重视起来。
一方面：在国内许多塑料改性技术的研究单位，只重视塑料改性配方的研究，而不重视技术生产的可操作性，以及双螺杆生产设备的适应性，使许多好的技术在应用中出现问题或得不到应用；二方面：相反，对于双螺杆挤出生产厂家只注意机械制造方面的问题，而忽略了具体改性材料的特性，使生产厂家使用该设备却不能生产出满意的产品来。
如果将塑料的改性技术和双螺杆挤出设备有效的结合可能就会解决好多问题。
三、塑料改性技术与塑机行业的关系：从字面上理解，双螺杆挤出机的制造是属于机械制造行业，而塑料改性技术是属于高分子材料的研究范畴，但两者是密不可分的，就好比计算机领域中的硬件和软件，硬件性能的好坏固然十分重要，但好的软件可以弥补硬件性能的不足，塑料改性领域也是这样。
就拿碳酸钙填充母粒来说，在技术相同的条件下，好的双螺杆挤出机设备用来生产填充母粒，其母粒的产量和分散性当然就好些，但从配方和螺杆组合的角度着手，好的配方和工艺在单螺杆挤出机上也能生产出性能较好的填充母粒来，（当然实际上不提倡这样）而好的螺杆组合可以使一台普通的直径为60的双螺杆挤出机的24小时的碳酸钙母粒的产量达到7吨左右。
塑料改性技术能刺激双螺杆塑机行业的技术改造和完善纵观双螺杆挤出机的发展史是和塑料改性技术分不开的，每个塑料产品是需要不同的塑料改性技术的，从而对设备即双螺杆挤出机的要求也稍有差异，有的物料强调在挤出过程中的剪切分散，有的则强调它的在螺杆中的停留时间、耐磨性和耐腐蚀性等，塑料改性技术的不断提高和完善，在提高塑料改性料质量的同时，对双螺杆挤出机性能。
![螺杆结构及转速对玻璃纤维增强PA66复合材料力学及流变性能的影响[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/042bc5215901020207409ce9.png)
第26卷第10期高分子材料科学与工程Vol.26,N o.102010年10月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERINGOct.2010螺杆结构及转速对玻璃纤维增强PA66复合材料力学及流变性能的影响杨建民,李春忠,张 玲,张天水(华东理工大学超细材料制备与应用教育部重点实验室,上海200237)摘要:通过改变挤出机的螺杆结构及螺杆转速,研究了熔融挤出过程中,剪切强度的变化对聚酰胺66/玻璃纤维复合材料力学及流变性能的影响。
结果表明,当螺杆后段的捏合块数量由7块减少到4块,且螺杆转速为120r/min 时,熔体受到的机械剪切应力最小,在挤出过程中有效地减少了玻纤的断裂,使其平均长度最长,复合材料的力学性能最高。
聚酰胺66中加入玻璃纤维能显著影响复合材料的流变行为,玻纤的平均长度越长,与基体间的作用就越强,共混体系的复数黏度及动态储能模量也越高。
关键词:聚酰胺66;玻璃纤维;平均长度;螺杆结构与转速中图分类号:O631.2+1 文献标识码:A 文章编号:1000 7555(2010)10 0118 04收稿日期:2009 09 15基金项目:国家自然科学基金资助项目(20706015,50703009);上海市科技启明星计划(07QA14014);上海市科委纳米专项(0852nm02000,0952nm02000);上海市曙光学者跟踪计划(08GG09);上海市优秀学科带头人计划(08XD1401500);上海市重点学科建设项目资助(B502)通讯联系人:张 玲,主要从事高分子材料改性研究, E mail:zlingzi@玻璃纤维增强聚酰胺66(PA66)复合材料具有高强度、高模量、低成本、易加工、可回收等优点,在汽车制造业、电子产品、日常生活用品等领域具有广泛的应用。
以往的学者对玻纤增强聚酰胺复合材料的研究工作主要集中在纤维的含量[1]、直径[2],与基体界面情况[3,4]等问题上,而对控制PA66/玻璃纤维复合材料的加工过程,即双螺杆挤出机的加工工艺参数对复合材料性能影响的研究较少。
华鸿塑料机械
挤出机螺杆机筒——影响塑料制品品质的因素
1、螺杆机筒配合间隙过大对制品质量的影响。
（1）螺杆机筒间隙过大，挤出的熔料流量不稳定，则制品表面容易出现横向皱纹。
（2）螺杆机筒间隙过大，挤出熔料压力不稳定，使制品截面的几何形状尺寸误差变化大。
（3）螺杆机筒间隙过大，熔料在机筒内前移时产生的回流现象增加，使得熔料在机筒内停留时间过长而变黄，因而会使制品表面变色或有焦斑。
（4）螺杆机筒间隙过大，使挤出生产制品的产量不稳定或下降。
2、螺杆的工作转速不稳定对塑料制品质量的影响：
（1）制品纵向几何形状尺寸误差大。
（2）制品会经常出现横向皱纹。
（3）制品表面粗糙、易脆裂或局部有硬块出现。
以下几个因素影响螺杆的工作转速：
（1）传动V形带磨损严重，工作打滑。
（2）V形带传动皮带轮的中心距过小，使带传动斜面不能与皮带轮梯形斜面正确摩擦传动工作。
（3）机筒内加热料温度偏低，原料塑化不均匀，造成螺杆转动工作负载扭矩增大，使螺杆转速不稳。
（4）螺杆用推力轴损坏等。
3、机筒加热温度控制不稳定对制品质量的影响：
（1）机筒加热温度控制不稳定，使原料在机筒内塑化质量不均匀，造成制品表面粗糙，经常出现水纹。
（2）制品的横截面尺寸不稳定，几何形状尺寸误差波动比较大。
（3）制品的表面常有硬块料出现。
（4）制品的质量不稳定、强度差，使用时易脆裂。
华鸿塑料机械厂，更多资讯，请前往官网查看。
挤出机螺杆设计合理影响制品质量首先，挤出机螺杆的螺纹结构对制品质量有着直接的影响。
在挤出过程中，螺杆的螺纹结构可以有效地提高塑料熔料的切割、熔融混合和塑化效果。
一般来说，螺纹的深度和角度越大，切割和塑化效果就会越好，但同时也会增加挤出机的能耗。
因此，需要根据具体的挤出要求合理设计螺纹的深度和角度，以达到最佳的挤出效果。
其次，挤出机螺杆的材料选择对制品质量也有着重要的影响。
挤出机螺杆一般选择高强度、耐磨性和耐腐蚀性较好的材料制造，如合金钢、高速钢等。
这样可以保证螺杆在高温、高压和高剪切的环境下能够正常工作，并且使用寿命长。
如果选择的螺杆材料不合适，可能会导致制品的表面质量不佳、容易出现断裂等问题。
另外，挤出机螺杆的形状参数也会对制品质量产生影响。
挤出机螺杆的直径、长度和螺距等参数需要根据挤出工艺和塑料材料的特性来确定。
例如，对于低熔点的塑料材料，可以采用大直径、短长度和大螺距的螺杆，以提高塑料的塑化效果和挤出速度。
而对于高熔点的塑料材料，应选择小直径、长长度和小螺距的螺杆，以确保塑料可以充分熔融和塑化。
除了上述几点，挤出机螺杆还需要考虑一些其他的因素，如舌深、根深、飞刀、齿尖射出角度等。
这些因素需要根据具体的挤出机和塑料材料的特性来设计和调整，以保证螺杆能够顺利实现物料的输送、塑化和挤出过程。
综上所述，挤出机螺杆的设计合理与否直接影响到制品的质量。
通过合理设计螺纹结构、选择适当的材料和调整形状参数等，可以有效地提高挤出机的挤出效果，保证制品的质量和稳定性。
因此，在进行挤出机螺杆设计时，需要综合考虑挤出工艺要求、塑料材料特性以及设备条件等因素，从而达到最佳的设计效果。
双螺杆挤出机螺杆组合对GFRPA66力学性能的影响 发布日期: 2006-09-26 阅读: 3181 字体:大中小双击鼠标滚屏
同向啮合双螺杆抽出机与单螺杆挤出机相比，具有混合塑化能力强、排气性能好、物料在螺杆中停留时间短等优点，因而被广泛应用于热塑性树脂的填充、增强和增韧。
它的螺杆组合采用模块化，螺杆元件可灵活拆卸，并根据所加工材料的配方及加工工艺情况（喂料量、加工温度、主机转速、主机电流等）将不同形状和功能的螺杆元件有机地组合起来，使所加工的材料达到最佳的综合性能。
笔者利用南京科亚公司生产的TE-70型同向啮合双螺杆挤出机，根据经验-理论-实践的过程，依次对螺杆元件进行优化组合，通过使用优化的螺杆组合先后解决了玻璃纤维（GF）长度的控制、螺杆排气效率低等问题，并分析了螺杆组合对GF增强尼龙66（GFRPA66）力学性能的影响。
1 实验部分
1.1 原材料
PA66：相对粘芳2.60-2.75，江苏太湖尼龙厂；
马来酸杆接枝（乙烯/丙烯/二烯）共聚物（EP-DM-g-MAH）：自制；
高强GF：SC8-12（24）×40，南京玻璃纤维研究院；
无碱GF：EC8-1200（2400）R，江西九江玻璃纤维厂；
其它助剂：均为市售。
1.2 主要设备和仪器
同向啮合双螺杆挤出机：TE-70型，南京科亚公司；
扫描电子显微镜（SEM）：S-200型，英国剑桥公司；
注塑机：BA952/500型，奥地利Battenfield公司；
高速混合机：SH-100A型，江苏白熊集团；
烘箱：XF-20A型，江阴干燥设备公司；
万能试验机：英国Instron公司；
冲击试验机：XCJ-22型、XCJ-40型，承德试验机总厂。
1.3 GFRPA66试样制备
按配方称取经预干燥的PA66、增韧剂EPDM-g-MAH和其它助剂，进行高速混合后加入GF，用双螺杆挤出机出造粒。
将GFRPA66粒料干燥后用注塑机在表1所列的注塑工艺条件下制成试样。
GFRPA66试样制备工艺流程如图1所示。
1.4 性能测试
弯曲强度按GB/T9341-2000测试，试样尺寸为80mm×（10±0.5）mm×
（4±0.2）mm；
缺口冲击强度按GB/T 1043-1993测试，试样为II型试样C型缺口；GF含量按GB/T2577-1988测试。
2 结果与讨论
2.1 不同螺杆组合对GFRPA66挤出工艺的影响
双螺杆挤出机的螺杆由螺杆元件构成。
所用的螺杆元件及其规格见图2、表2。
经反复试验发现，使用不同的螺杆组合对GFRPA66挤出工艺和GFRPA66材料的性能有很大的影响。
表3列出3种不同的螺杆组合及其挤出效果；表4为采用3种不同螺杆组合时挤出GFRPA66的工艺条件。
由表3可知，三种螺杆组合方式中，1#螺杆组合挤出工艺较差，2#和3#螺杆组合挤出工艺较好。
图3为1#螺杆组合挤出时剪切不完全的长玻纤簇与正常挤出料粒的比较。
造成这种现象的原因主要是1#螺杆组合为追求材料中GF长度的最大化，忽略了增强体系中含有的耐剪切的高强GF，其结果导致对GF的剪切效果差，同时排气段元件使用不合理也导致了其排气效率较低。
2#和3#螺杆组合则在排气段使用了导程较长、螺槽较深的96/96输送元件替代1#螺杆组合使
用的导程较短、螺槽较浅的72/72输送元件，且在剪切段多用了一组剪切元件，这样就有效地改善了对GF的剪切效果和排气效率。
增加剪切元件可提高GF的剪切效率，控制GF长度，而螺杆元件导程的加大和螺槽的加深则使挤出过程中熔融的PA66料层在经过排气段时变薄，由于排气孔外接大气，使物料压力降为零或负压，物料中的水气、空气、低分子挥发物及多余单体会更充分地释放出来，并且在螺杆的高速剪切与搅拌下，气泡破裂，气体被真空泵吸走，所以挤出料条时排气效果得到很大改善。
2.2 不同螺杆组合对GFRPA66边学性能的影响
三种螺杆组合对GFRPA66力学性能的影响如表5所示。
由表5可知，在GF含量几乎完全相同的条件下，3#螺杆组合挤出GFPA66
的力学性能最佳，1#螺杆通组合次之，2#螺杆组合性能最差。
表3表明，3#与
2#螺杆组合的主要区别在于塑化段的组合，其它部分完全一样，但挤出材料的性能却相差较大。
3#螺杆组合挤出材料的弯曲强度与缺口冲击强度分别比2#螺杆组合提高30%和20%，突其原因，主要是3#螺植组合在塑化段使用了一组
K45°/5/96剪切元件替代了2#螺杆组合使用的96/96输送元件，大大增强了PA66与增韧剂在塑化阶段的共混剪切效果。
在塑化段，PA66与增韧剂机筒内处于熔融液膜与固体颗粒共存的状态，通过螺杆上剪切元件的强制摩擦、剪切固体PA66颗粒与增韧剂，将其粉碎剪切成更细小的颗粒，同时产生大量摩擦热，加速了材料由固相向液相的转化，从而提高了PA66与增韧剂的混合效果。
当材料受到冲击载荷与弯曲载荷时，可以更多地吸收和分散这些载荷，因此3#螺杆组合挤出的材料力学性能较高。
同时3#螺杆组合因增大了螺杆与固相材料的摩擦，使其扭矩增大，所以使主机电流也随之加大，由2#螺杆组合的90-95A增加到105-110A 。
图4为1#、2#两种螺杆组合挤出GFRPA66烧蚀后的SEM照片。
由图4可知，
由于2#螺杆组合中剪切元件比1#螺杆组合多一组，对GF的剪切效率较高，使材料中的GF长度分布较为均匀，为0.2-0.4mm，而1#螺杆组合对GF的剪切效率较低，材料中有部分GF长度超过0.5mm。
鉴于复合材料的强度与纤维、树脂的强度和体积分数的关系为：
当St、Sm、Vt、Vm为一定的前提下，St的大小取决于K值，即与GF长度有关，GF越长，复合材料的强度越大，所以1#螺杆组合挤出的材料性能优于2#螺杆组合挤出的材料。
2.3 优化螺杆组合的试验结果
如上所述，在挤出不同配方的材料时，首先应针对材料配方进行制备工艺和加工设备方面的研究，其中选用何种螺杆组合是一项重要的研究内容。
只有通过反复试验研究，确定与配方、工艺参数匹配合理的螺杆组合才能充分发挥材料的性能。
笔者认为，3#螺杆组合的塑化段组合合理，对PA66与增韧剂的剪切、混合效果较好，致使螺杆的剪切效率、排气效果优良，适合于挤出增强改性材料，但在生产时应适当控制喂料量，防止因主机电流过大而频繁出现过载停现象。
3 结论
（1）挤出玻璃纤维增强尼龙66时，采用合理的螺杆组合可以提高玻璃纤维的剪切效率，控制纤维长度，改善挤出工艺，从而提高设备使用效率及生产效率，降低生产成本。
（2）双螺杆挤出机的螺杆组合对玻璃纤维增强尼龙66的力学性能影响较大，采用合理的螺杆组合是获得材料最佳综合性能的必要条件。
