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橡胶冷喂料挤出机喂料装置的性能分析_林广义

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橡胶冷喂料挤出机喂料装置的性能分析

橡胶冷喂料挤出机喂料装置的性能分析

作 者 简介 ： 林 广 义（９５） １７ －，男 ，硕 士研 究 生 ，主 要 从事 橡 塑机 械研 究 与 开发 。 收 稿 日期 ：２ ０－６１ ０ １ －４ ０
厂一 螺杆 项面 与 胶料 的摩 擦系 数
一
．
机 筒表 面 与胶 料 间 的摩 擦 系数
ａ一 喂 料 口楔 形 间 隙 中机 筒 表 面 与 螺 棱 表 面切 线 之 间 的夹 角
旁压
心 距
一
由式 （） 知 ：① 自由喂 料 过 程 是 摩 擦 喂 料机 ２可 理 ，其 喂 料 的 效 率受 螺 棱 顶 面摩 擦 系 数
．
二
和 机 筒
表面 摩 擦 系 数 的严重 影 响 。而 这两 种 摩 擦 系 数 又 受 到螺 杆 和机 筒 的表 面状 况 、胶 料 性 能 、温度 、 压 力 以及 滑 动速 度 的影 响 。② 增 大 螺杆 直 径 、减 小 楔 形 间 隙最 大值 、 大楔 形 间 隙 圆心角 对胶 料 喂入 增 是有 利 的 。在 喂料 过程 中很难 保 证其 获 得极 优值 ， 同 时摩擦 系数 的极 优值 也 受 到 限制 ，因此 ，从机 理
塑化 挤 出 的速 率保 持恒 定 ， 则就 会 引起 产 量和 质 否
量 的波 动 。
筒
为 了将 物 料连 续 供给 挤 出机 ， 出机 上 设 有加 挤
料 装置 ，按加 料 方式 分 为 自由喂料 和 强制 喂 料【。 ｌ 】 强 制 喂料 又分 为 ：旁压 辊 喂料 和 螺旋 啮合 喂料 。加
螺
料 装 置 的设计 适 当与 否 ，对 挤 出机 的产 量 、制 品质 量 、劳 动 条 件 及 实 现 生 产 自动 化 等 都 有 直 接 的 关 系 。这 个 问题 已经 引起 了许 多 专 家 的重视 ，并 进行
橡胶螺旋啮合冷喂料挤出机研究进展与应用前景

橡胶螺旋啮合冷喂料挤出机研究进展与应用前景

验 室试 验 ， 随后 进入 工业 中试研 究 和工业 化 研究 。
１ １ 课 题 的 提 出 ．
无 论是 橡胶 热 喂料挤 出机 还是 冷 喂料挤 出机
普遍 存 在两 大 问题 ： 一是 挤 出机 喂 料 口容 易 形成
堆 积胶 ， 既影 响 挤 出过程 的稳 定 性 和 质 量 的 均 匀 性 ， 影响挤 出效率 ； 也 二是 采用 现行 旁压 辊虽 能 在
自 １７ ９ ０年 以来 ， 后 开展 了“ 先 橡胶 冷 喂 料 挤 出机 实验 台 的研 究 ”１、 冷 喂料 挤 出机 螺 杆 构 型 ＿ “ ］ 的研究 ”２、冷 喂 料 挤 出机 热水 循 环 温 控 装 置 的 ＿ “ ］ 研究 ”３］ “ 出 机 温 度 分 析 影 响 挤 出 过 程 的 研 ［５、 挤 ＿ 究 、 强化 冷 喂 料 挤 出机 生 产 能力 的研 究 、 “ “ 建立 挤 出过程 数学 模型 一种 新方 法 的研究 ”７以 ＿ ］
第 ９期
郑 晓斐 等 ． 胶 螺 旋 啮合 冷 喂 料 挤 出机 研 究 进展 与应 用前 景 橡
橡 胶 螺 旋 啮合 冷 喂 料 挤 出机 研 究 进 展 与 应 用前 景
郑晓斐， 闵鹏 峰 ， 崔 静， 吕柏 源
（ 岛 科 技 大 学 机 电 工程 学 院 ， 青 山东 青 岛 ２ ６ ６ ） ６ ０ １
养 工作 量 和难 度 ， 接影 响挤 出机无故 障工 作 日。 直 以上 问题 已成为橡 胶 挤 出机 发展 的瓶 颈 。
１２ 实验 室试验 ．
及“ 胶冷 喂料 挤 出机 喂 料方 法 影 响挤 出过 程 的 橡 研 究 胡 近 ２ 等 ｏ个 课 题 研 究 ， 不 同角 度 对 挤 出 从 技术 和设 备进 行 了 研究 并 结 合 实 践 进 行 了 推 广 。 在这 些 研 究 中 ， 现 “ 旋 啮 合 喂 料 方 法 ” 潜 发 螺 有 在 的优 良特性 和开 发 前 景 ， 题 组 将 “ 旋 啮合 课 螺
自动喂料挤出机[实用新型专利]

自动喂料挤出机[实用新型专利]

专利名称：自动喂料挤出机
专利类型：实用新型专利
发明人：林基利,韩悦,滕财年,严秀贞申请号：CN201420019159.3
申请日：20140113
公开号：CN203752476U
公开日：
20140806
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了自动喂料挤出机，属于挤出机技术领域。

自动喂料挤出机包括喂料部分；底座的上部安装喂料部分，喂料部分包括加料斗及锥形双螺杆，加料斗的下端连通锥形双螺杆；锥形双螺杆的一端连通挤出部分，挤出部分连通机头，挤出部分包括减速机及套筒，套筒内具有螺杆，减速机的输出轴连接挤出部分的螺杆。

冷却管路连接挤出部分及喂料部分。

申请人：大连大通伟业橡塑机械有限公司
地址：116037 辽宁省大连市甘井子区革镇堡金家沟
国籍：CN
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xj120橡胶冷喂料挤出机毕业设计说明书

xj120橡胶冷喂料挤出机毕业设计说明书

x j120橡胶冷喂料挤出机毕业设计说明书(总58页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-目录第一章设计方案的初步确定................................. 错误!未定义书签。

工作原理 .......................................................... 错误!未定义书签。

螺杆设计 .......................................................... 错误!未定义书签。

机构设计以及主要工艺参数的确定......... 错误!未定义书签。

螺杆的消耗功率与电机的选择 ................ 错误!未定义书签。

螺杆的强度校核........................................ 错误!未定义书签。

第二章机筒设计 .................................................... 错误!未定义书签。

加热冷却通道的设计和校核........................... 错误!未定义书签。

加料段机筒 ............................................... 错误!未定义书签。

中间段和挤出段机筒................................ 错误!未定义书签。

机筒的强度校核........................................ 错误!未定义书签。

装配应力的计算 .............................................. 错误!未定义书签。

合成应力的计算 .............................................. 错误!未定义书签。

机筒上销钉的布置 .......................................... 错误!未定义书签。

Φ90机筒销钉式冷喂料橡胶挤出机的设计

Φ90机筒销钉式冷喂料橡胶挤出机的设计

通过开发试验，发现销钉挤出机相比普通冷喂料 挤出机具有很明显的优越性。除上述优点之外，还具 有 工 艺 适 应 性 广（ 可 加 工 不 同 品 种、 配 方 的 混 炼 胶 ）、 压出胶料的塑化质量好、自洁性好、更换胶料品种方 便和无须抽出螺杆即进行清理等优点。
销钉结构不仅保留了通用挤出机螺杆与机筒对胶 料的剪切、塑化作用，而且由于销钉的插入改变了常 规挤出机螺槽中胶料的运动状态和剪切生热的过程， 它有规律的阻止并改变了胶流的运动方向。首先是使
和机头作了简要的说明。主要对电动机的选择、联轴器的选择、齿轮的设计与校核、轴的设计与校核、轴承的设计与校核以及键
的选择与校核、加料口、螺杆、机筒、；结构设计 ；设计校核
中图分类号 ：TQ330.44
文章编号 ：1009-797X(2020)01-0032-05
本机开发时期，在北京化工学院协作下，把普冷 喂料挤出机改造成为销钉机筒冷喂料挤出机的试验机 台，并对两种型式挤出机的挤出性能进行了对比研究， 机型的螺杆长径比为 12 ；螺杆构型一段主要是螺纹结 构 ；试 验 胶 料 轮 胎 胎 面 胶 ；螺 杆 转 速 45 r/min ；挤 出 机头 Φ16 棒机头等均相同。销钉挤出机压出质量总是 好于普通型，工作情况也明显优于普通型 。 [7~9]
1.3 减速器主轴轴承的布置形式
由于主轴受到轴向力和径向力的双重作用，一般 在主轴与减速器的输出轴上配置一个止推轴承和两个 径向轴承，选用止推轴承放在两个径向轴承的左侧， 有如下优点 ：
（1）止推轴承不直接安装在减速器的箱壁处，而 安装在加料座与箱壁之间的过渡套上，箱体不受力。
橡塑技术与装备（橡胶）
CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)
橡胶冷喂料挤出机综合控制方法

橡胶冷喂料挤出机综合控制方法

橡胶冷喂料挤出机综合控制方法的报告，800字
橡胶冷喂料挤出机综合控制是一种让橡胶制品物料进行熔体挤出，并能够达到所需的尺寸要求的机器或装置。

它可以快速处理大量的物料，提供重复性的准确性，使用方便，以及低成本的优势。

综合控制方法是指整体控制机器或设备，包括信号检测、操作、控制、自检等多个方面。

它可以有效地利用传感器、根据信号处理方法来实现快速自驱动，同时对操作和控制精度有较高的要求。

为了实现综合控制，首先要建立系统的模型参数，包括传感器，电机，控制器，环境参数等的设计和模型参数。

然后根据橡胶物料的相邻层之间的温度差异，设计合适的控制器，能够按照不同的温度进行挤出。

在控制器设计中，要考虑到环境温度，物料温度，机器效率，以及流量等参数。

此外，还要设计特定的自检程序，以确保系统的准确性、可靠性和稳定性。

自检程序可以看作是工厂运行的重要一环，在设计综合控制系统前，各部件必须满足自检要求，才能保证机器的准确度。

最后，根据需要设计参数，确定挤出机在挤出过程中可以达到的最大产量。

在挤出机运行过程中，应考虑到输出功率，压力和温度等因素，以使控制精度达到最高水平。

总之，综合控制方法可以大大提升橡胶冷喂料挤出机的运行效
率和产量，从而充分发挥出挤出机的最大性能。

此外，使用综合控制方法可以减少设备维修和降低能耗，有助于实现可持续发展。

胶冷喂料挤出机螺杆三功能段构型之分析

胶冷喂料挤出机螺杆三功能段构型之分析

橡胶冷喂料挤出机螺杆三功能段构型分析巩家伟吕贤滨范之海吕柏源（青岛科技大学高分子材料加工机械研究所，山东，青岛，266042）摘要：螺杆是冷喂料挤出机的一个核心部件，它在挤出机的性能参数中起着决定性的作用。

本文将螺杆从宏观功能上分成三个功能段，依据挤出理论结合生产实践分别对螺杆的喂料功能段、塑化功能段和挤出功能段的各种螺杆构型进行了较详尽较系统的分析，以便更容易理解和掌握各种螺杆构型的工作原理，希望对螺杆设计和选型有所帮助。

关键词：橡胶，挤出机，螺杆，构型，分析中图文类号：文献标识码：文章编号：Cold Feed Rubber Extruder Screw Three Function SectionConfiguration AnalysisABSTRACT:Screw is a core component of cold feed extruder.It plays a decisive role in extruder performance parameters. In this paper, screw is divided into three functional segment from the macro function.And we carry out a more systematic analysis of all kinds of screw configuration of screw’s functional feeding section , plasticizing function of segment and extrusion feature segment, according to extrusion theory and production practice . To make it easier to understand and master a variety of screw configuration works.we hope it can give help for screw design and selection.Keywords : rubber，extruder, screw, configuration，analysis1. 前言在橡胶工业中，螺杆挤出机是橡胶加工的重要设备，它广泛应用在轮胎制造、胶管制造、密封胶胶条制造、电线电缆和防水材料制造等等。

橡胶冷喂料排气挤出机设计研究

橡胶冷喂料排气挤出机设计研究

螺 杆螺 棱顶 部 的间隙 的反 向流动 。 胶料 在螺 槽 内的 Ｑ可表 示为
送 到机头 压 出成 型 。
排 气 式挤 出机 发展 至 今 ， 出现 了许 多不 同 的结 构 形 式 。单螺 杆 排 气 挤 出机 更 常 见 应 用 于 塑 料 挤 出＿ 。橡 胶冷 喂料 排气 挤 出机与 塑料排 气挤 出机 １ ］ 结 构相 似 ， 由于橡胶 比塑 料更 难塑化 ， 挤 出过 但 且 程 中橡 胶 的粘度 比塑 料 更 高 ， 胶 挤 出机 的 驱 动 橡 功 率更 大 ， 螺杆 承受 的扭矩 也大 ， 因此 橡胶 冷喂 料
第 一段 挤 出机 的挤 出量 ， 其 合 适地 进 入 第 二 段 使 挤 出机 ， 以避 免过 多胶 料进 入第 二段挤 出机 ， 因机 头压 力过 高致使 排 气 口溢 料 ， 太 少胶 料 进 入 第 或
挤 出 方
二 段挤 出机 ， 冈机 头压 力过低 致 使挤 出产 量过低 ；
中图分类号 ： ＴＱ３ ０ ４ ３ ． ４ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ０ ０８ Ｏ ２ １ ） ８０ ９ — ４ １ ０ — ９ Ｘ（ ０ ２ ０ — ４ ９ ０
挤 出成 型是 橡 胶 加 工 的一 种 广 泛 应 用方 式 。 橡 胶在 挤 出过程 中， 因为橡 胶配 方 中的水分 、 挥 易
发 物 等会 因温度 升高 而挥发 汽 化 ， 同时 ， 橡胶 从 喂 料 口进 人挤 出机 时 也 会 裹 带入 气 体 ， 以挤 出 的 所 制 品常带有 气孔 ， 这些 气 孔 会 对硫 化 后 的橡 胶 产
品质量 造成 不 良影 响 ， 尤其 对胶 管 、 封条 和发 泡 密
高 阻力 机 头
②将第 一段 挤 出机 的胶料 分成 细条进 入第 二段 挤 出机 。细条 状胶 条 的表 面 面 积增 大 ， 胶 料 内气 使
喂料方法与喂料量对挤出机生产能力的影响

喂料方法与喂料量对挤出机生产能力的影响


值过 大 时 ， 料
中打滑 ， 胶料 不 能 进 入辊 隙 ， 而 产 生胶 积 ， 而 进 从
单条 胶喂 料 和双条 胶 喂料对 挤 出生 产能 力 的 影 响 分别 如 图 ４和 ５ 示 。 所
影 响旁 压辊 的吃 料能力 ， 响其 生产 能力 的提 高 。 影
槽 中胶 料受 啮合 螺棱 的推 力作 用强 制前 移 ， 因此 ， 螺旋 啮 合喂 料克 服 了旁压 辊喂料 输 送速 度慢 和产 生 堆积 胶 问题 。螺旋 啮合 喂料 无论 是单 条喂 料还 是 双条 喂料 的生 产能 力均 比旁 压辊 高 。
螺 杆 转速 ／ｒｍｉ （ ｎ） ・
避
丑
档
∞
、 、
螺 杆转 速 ／ｒｍｉ ） （・ ｎ 注 同 图 ４ 。
温
ｇ
丑
图 ５ 双 条 胶 喂 料 对 挤 出 生产 能 力 的 影 响
从 图 ４可 以看 出 ， 试验 转速 范 围 内 ， 在 螺旋 啮
合 喂料 的生 产 能力 比旁压 辊 喂料 高 。在不 同转 速
螺旋 啮 合喂 料时 ， 喂料 靠 啮合 传 动 的 螺杆 螺 棱 和 喂料 螺旋 辊 螺棱 将 胶 料 拖 进 所 形 成 的 间 隙 并 碾 碎， 强制 胶料 进入 相互 啮合 的螺 槽 中 ， 由于螺槽 是
∞
相互 啮 合 的 ， 啮合 区域 对 螺 槽 中胶 料 的旋 转 滑动 趋势 起 阻止作 用 ， 使胶 料轴 向输 送量 增 大 ， 同时螺
第 ８期
吕贤 滨 等 ． 料 方 法 与 喂 料 量 对 挤 出机 生 产 能 力 的影 响 喂
４９ ９
喂料 方 法 与 喂料 量 对 挤 出机 生产 能 力 的影 响
一种橡胶挤出喂料装置[实用新型专利]

一种橡胶挤出喂料装置[实用新型专利]

专利名称：一种橡胶挤出喂料装置专利类型：实用新型专利
发明人：郑明爱
申请号：CN201922083314.3
申请日：20191126
公开号：CN211616563U
公开日：
20201002
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种橡胶挤出喂料装置，包括主机筒、主螺杆、副机筒、副螺杆和分选件，主机筒开设有第一入口、第一出口和循环口，主机筒内形成挤料腔，主螺杆贯穿所述挤料腔、并与主机筒转动连接，第一入口对应位于主螺杆的进料段，第一出口对应位于主螺杆的均化段末端，循环口对应位于主螺杆压缩段与均化段交接处；副机筒开设有连接于循环口的第二入口、及连接于第一入口的第二出口，副机筒内形成循环腔，所述副螺杆贯穿所述循环腔、并与所述副机筒转动连接；分选件设置于循环口与第二入口连通部位。

本实用新型通过循环加工的方式，进一步增强橡胶的压缩塑化效果，最终提高橡胶塑化质量。

申请人：湖北辰诺医药包装科技有限公司
地址：432900 湖北省孝感市孝昌县经济开发区城南工业园站前三路
国籍：CN
代理机构：武汉智嘉联合知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：江慧
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橡胶切向销钉冷喂料挤出机挤出性能的研究

橡胶切向销钉冷喂料挤出机挤出性能的研究

第 1 期王　祥等．橡胶切向销钉冷喂料挤出机挤出性能的研究57橡胶切向销钉冷喂料挤出机挤出性能的研究王　祥，林广义*，吕宁宁，孔令伟，董方晨，刘彦昌（青岛科技大学机电工程学院，山东青岛　266061）摘要：基于自行研发的新型切向销钉冷喂料挤出机，在不同胶料配方和不同螺杆转速的情况下进行挤出试验研究。

结果表明，与传统径向销钉冷喂料挤出机相比，切向销钉冷喂料挤出机挤出温度降低约10%，挤出产量提高约9%，功率消耗减小15%以上，挤出胶料的物理性能和加工性能得到一定的改善，对于减少能耗、提高挤出产量和质量具有重要意义。

关键词：橡胶；冷喂料挤出机；切向销钉；径向销钉；挤出性能中图分类号：TQ330.6＋4 文章编号：1000-890X（2019）01-0057-05文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2019.01.0057在子午线轮胎生产中，胎面和三角胶等各种型胶挤出几乎全部使用销钉冷喂料挤出机[1-3]。

现代工业需要高产量、高质量挤出制品的设备，销钉挤出机的技术提高与性能改进便成为设计、研究和生产等各领域的焦点。

传统挤出机在胶料塑化、混炼和成型等方面都存在诸多不足与限制，近几十年来，国内外学者对销钉挤出机做了大量研究，涉及螺杆结构、机筒结构、驱动系统以及成型机头形状和喂料装置[4-13]。

本工作基于自行研发的新型切向销钉冷喂料挤出机，在不同胶料配方和不同螺杆转速情况下进行挤出试验，研究挤出温度下的挤出产量、能耗以及挤出胶料的物理性能、门尼粘度和炭黑分散度等参数，并与普通径向销钉冷喂料挤出机进行对比，分析新型切向销钉结构对挤出性能的影响。

1　切向销钉结构与排布1.1　切向销钉结构切向销钉采用中空式结构，如图1所示，总长180 mm，通过两侧螺纹固定在机筒上；有效工作部分直径为8 mm，内孔直径为4 mm；材料采用38CrMoAl合金，具有高耐磨性和良好导热性。

图1　切向销钉结构示意1.2　切向销钉排布挤出机机筒上共布置7排切向销钉，每排有2个销钉，共14个销钉，排间距为52 mm，相邻两排呈90°交错排布，各销钉与螺杆呈相切状态。

橡胶冷喂料挤出机综合控制方法

橡胶冷喂料挤出机综合控制方法陈超;陈乐庚;谭开顺;刘海燕;张贲【期刊名称】《橡胶工业》【年(卷),期】2012(59)10【摘要】通过分析挤出压力、挤出量和螺杆转速之间的关系说明传统橡胶冷喂料挤出机在生产中存在的问题.介绍采用挤出压力控制的新型挤出机及其不足,并在此基础上提出了挤出压力和挤出量联合控制螺杆转速的新方法.新方法的控制结合不同段螺杆的几何结构参数值和胶料粘度修正值,可综合改善挤出制品的质量与产量.%The relationship between the extrusion pressure, extruder output and screw rotation speed was analyzed,which was used to explain the problems of traditional cold feed rubber extruder during production. The new type extruder with extrusion pressure control and its disadvantages were also introduced. Based on that,a new method of screw speed control by combined control on extrusion pressure and extruder output was proposed. The new control method took into account the geometrical structure parameters of different parts of the screw and correction to compound viscosity, and could improve the quality and output of extruded products.【总页数】5页(P626-630)【作者】陈超;陈乐庚;谭开顺;刘海燕;张贲【作者单位】桂林电子科技大学计算机科学与工程学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学计算机科学与工程学院,广西桂林541004;桂林泓成橡塑科技有限公司,广西桂林541004;桂林电子科技大学计算机科学与工程学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学计算机科学与工程学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TQ330.4+93;TP273【相关文献】1.适合于热喂料和冷喂料橡胶滤胶的挤出机齿轮泵系统 [J], 宋峰;刘元顺2.橡胶切向销钉冷喂料挤出机挤出性能的研究 [J], 王祥;林广义;吕宁宁;孔令伟;董方晨;刘彦昌3.冷喂料橡胶挤出机的喂料行为 [J], 刘彦昌;于芳;马冲;韩正霖;林广义4.橡胶冷喂料挤出机喂料装置的性能分析 [J], 林广义;吕柏源5.Φ90机筒销钉式冷喂料橡胶挤出机的设计 [J], 艾罡因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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Key words： C/F extruder； feeding device； property analysis
（XS-01）
热塑性弹性体／三元乙丙胶 机上有比例速度控制装置以确保注射不过量；挤出
并用注压机
机和柱塞上都设有独立的温控装置；注压过程为使 胶料溢流而无止逆阀，无附加的喷嘴，以确保在注
3 结论 通过以上分析可知：①对进料能力无特殊要求
的冷喂料挤出机可以选用结构简单、造价低的自由 喂料装置；②对要求塑化效率高、挤出能力大的挤 出机，应选用强制加料方式。螺旋啮合喂料装置在 生产能力、单耗挤出稳定性等方面都明显优于自由 喂料及旁压辊喂料，所以是一种较理想的加料装 置。
参考文献：
[1] 杨顺根，白仲元.《橡胶工业手册》(第九分册上册)[M].化学工业 出版社.1994,8
LIN Guang-yi， LU Bai-yuan
(Qingdao Science & Technology University Qingdao 266042， Shandong， China)
Abstract： Analyzed the property of feeding device for rubber C/F extruder， having Feeding freely, side pressing roll and screw meshing feeding analyzed， gained the necessary condition of feeding and the requirement of feeding strip.
第7期
林广义等﹒橡胶冷喂料挤出机喂料装置的性能分析
9
机械故障；③影响排气效果，挤出半成品常出现气 泡；④辊距不能自动调节，因而不能解决适应各种 软硬胶料及喂入胶料多少的问题。 2.3 螺旋啮合喂料
螺旋啮合喂料是在喂料口设置一与喂料段螺 杆螺槽相啮合的螺纹辊，类似于异向旋转部分啮合 双螺杆挤出机。螺旋啮合喂料方法是当胶料喂入 时，胶料在相互啮合的主螺杆螺槽与螺旋辊螺槽的 共同作用下实现喂料的方法，示意图如图 5 所示。
在使用旁压辊加料装置时，对喂料的速度，喂 进物料的形体尺寸、温度、硬度都有较严格的要求。 当各方面条件合适时，由于采用旁压辊加料属于强 制加料，可使供胶均匀，挤出半成品重量误差较小， 并可提高螺杆的填充系数，一般生产能力能提高约 10%，但由于喂料装置的结构原因，还存在许多问 题：①功率消耗增加，一般会增加 10%，横压力大， 常会造成螺杆变形，严重时会引起螺杆扫刮机筒甚 至损伤螺杆或机筒；②由于压延效应，胶料会向辊 子两侧移动，形成漏胶，并挤入两侧轴承内，造成
DOI:10.13520/ki.rpte.2002.07.003
第7期
林广义等﹒橡胶冷喂料挤出机喂料装置的性能分析
7
橡胶冷喂料挤出机喂料装置的性能分析
林广义，吕柏源
(青岛化工学院，山东 青岛 266042)
摘要：对橡胶冷喂料加料装置进行了性能分析，通过对自由喂料、旁压辊喂料和螺旋啮合喂料的分析，得出其进料的必要
示。旁压辊与螺杆的作用，有如小型开炼机，胶料
喂入时的受力情况如图 4 所示。Q1 是旁压辊对物 料产生的正压力，Q1x Q1y 分别是 Q1 的水平和垂 直分力，T1 是旁压辊表面与物料接触时，旁压辊对
物料产生的切向力(摩擦力)， T1 − Q1 ⋅ f v = Q1 ⋅ tgρ
( fv 为物料与旁压辊的摩擦系数, ρ 为摩擦角)，同
隙中去，物料与金属辊及螺杆的摩擦系数与物料的
组分、弹性(可塑度)、温度、旁压辊及螺杆的表面
形状有关[2]。
图 ３ 旁压辊喂料装置
图 ４ 旁压辊喂料装置的受力分析
另外，实验表明：在同样的螺杆转速下，胶条 稍厚(如 1.2t，t 为螺杆与旁压辊的径向间隙)比胶条 厚度小于或等于 t 时，喂入量大，并且在旁压辊喂 料装置中，如果旁压辊的压胶速度大于楔形间隙的 吃胶速度，则能保证经过旁压辊的胶料注满楔形间 隙，楔形间隙中的胶料会建立起一种背压，它将会 极大地促进胶料通过楔形间隙。这一背压的效果就 相当于增加了一个喂料推力，改善了胶料在楔形间 隙中运动的力学条件，使得胶料更容易通过楔形间 隙，加快运动速度，这种效果随着背压值的增加而 增大。因此，旁压辊喂料的效率比自由喂料高，这 也是旁压辊喂料生产能力比自由喂料高的原因。但 是，当背压值过大时，会使螺杆与旁压辊产生分离 力，使旁压辊变形。
图 ５ 螺旋啮合喂料装置两辊间隙示意图
在螺旋啮合喂料中，其喂料机理与自由喂料、 旁压辊喂料有着根本的差别。自由喂料与旁压辊喂 料属于摩擦拖曳机理，螺旋啮合喂料属于正位移运 动机理。喂料辊螺棱与螺杆螺棱部分啮合，将胶料 咬入螺槽中，螺杆旋转时，随啮合部分轴向移动， 啮合区的物料也沿轴向前移。由于啮合螺纹的推 力，使物料抱住螺杆的趋势受到阻碍，并被螺杆向
作者简介： 林广义(1975-)，男，硕士研究生，主要从事橡塑机 械研究与开发。
收稿日期：2001-06-14
图 ２ 线性楔形间隙中的胶料受力分析
∫ ϕ max 0
pR1( fs
−
fb
− tga)dϕ
>
0 (1)
则：
fs
>
fb
+ tga =
fb
+
R2 − R1 + e R1ϕ max
(2)
条件及加料胶条的型体要求。
关键词：冷喂料挤出机；加料装置；性能分析
中图分类号：TQ330.43
文献标识码：A
文章编号：1009–797X(2002)07–000中已被广泛应用，为
使挤出机达到稳定的产量和质量，要求喂料、输送、 塑化挤出的速率保持恒定，否则就会引起产量和质 量的波动。
须使Ty > Qy ，否则，物料只能在旁压辊及螺杆上 抖动，甚至被推出进料口。为使旁压辊正常喂料，
其必要条件应是：
T1y > Q1y
(3)
即 Q1tgρ cos α1 ≥ Q1 sin α1 tgρ ≥ tgα1
亦即 ρ > α1
因此，喂料过程中物料与旁压辊的接触角α 要
小于或等于摩擦角 ρ ，物料才能拉入辊与螺杆的间
口物料有堆积现象，而在饥饿喂料状态下，又容易 产生物料打滑现象，从而影响了挤出机的生产效率 及挤出稳定性。
图 １ 自由喂料结构示意图
在自由喂料中，将楔形间隙简化为如图 2 形式 后，求得胶料在楔形间隙中运动的力学条件为[3]：
2 性能分析 2.1 自由喂料
自由喂料装置如图 1 所示。自由喂料方式在喂 料口及喂料段中，不附加任何装置，只是在喂料机 筒的喂料入口处设置与螺杆外径形成的楔形间隙， 该间隙低过加料口底部中心，因此带状胶料能顺利 地被旋转的螺杆带入挤出机内。其喂料的动力是靠 物料的自重。螺纹的轴向和周围的推进力依赖于物 料与机筒和螺杆间的摩擦系数差值，胶料能快速喂 进并沿着螺纹沟从加料口端推向挤出端，这种装置 结构简单。但由于靠重力来自行进料，则料带的形 体尺寸及料位高度的变化都会造成加料的不均匀。 由于机头的反压作用，这种喂料方法经常导致进料
[2] 何月梅.冷喂料挤出机加料装置的理论分析[C].95 橡胶技术与装 备论文报告会论文集. 1995,9
[3] 刘彦昌.冷喂料挤出机喂料过程及喂料装置的实验研究[C].硕士 论文.1997
[4] 吕柏源等.橡胶冷喂料挤出机喂料方法影响挤出过程的研究[J].橡 胶技术与装备，1999，6
Property analysis on feed device of rubber cold feed extruder
前推移。啮合区对螺槽中胶料的旋转起阻止作用， 这样胶料的轴向输送趋势增大，随着螺杆和螺旋辊 旋转，啮合部分沿轴向前移，螺槽中的胶料由于受 啮合螺棱的推力作用而被强制推动前移。避免了胶 料往喂料装置的各个方向挤压，从而克服了旁压辊 的漏胶问题，能有效地解决胶料进入两端轴承的问 题〔4〕，避免机械故障的产生。
e — 楔形间隙弧面曲率半径圆心的偏
心距
ϕ max —楔形间隙弧面的最大距离 由式(2)可知：①自由喂料过程是摩擦喂料机
理，其喂料的效率受螺棱顶面摩擦系数 f s 和机筒 表面摩擦系数 fb 的严重影响。而这两种摩擦系数
又受到螺杆和机筒的表面状况、胶料性能、温度、
压力以及滑动速度的影响。②增大螺杆直径、减小
楔形间隙最大值、增大楔形间隙圆心角对胶料喂入
是有利的。在喂料过程中很难保证其获得极优值，
同时摩擦系数的极优值也受到限制，因此，从机理
上说明了生产能力低的原因。
2.2 旁压辊喂料
旁压辊喂料是在喂料口设置一与螺杆平行且
具有一定速比的辊筒，当胶料喂入时，胶料在螺杆
与旁压辊的共同作用下实现喂料。其结构如图 3 所
理，螺杆的表面(包括螺纹底径的表面)与物料之间
的相互作用亦产生Q2、T2 、T1x 及其各分力。水平
分力 Q1x、Q2x 及T2x 起到挤压物料的作用，垂直分 力 Q1y 、 Q2 y 是阻止物料进入旁压辊与螺杆之间的
力；摩擦力 T1 、 T2 的垂直分力 T1y 、 T2y ，则是将 物料拖入间隙的力。要保证物料能顺利地喂入，必
式中：
Fb − 机筒对胶料的作用力 Fs —螺杆对胶料的作用力 p —机筒对胶料的压力
fs —螺杆顶面与胶料的摩擦系数
fb — 机筒表面与胶料间的摩擦系数 a — 喂料口楔形间隙中机筒表面与螺
棱表面切线之间的夹角
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橡 塑技术与装备
2002 年第 28 卷
R2— 楔形间隙弧面的曲率半径
R1— 螺棱的曲率半径(螺杆的半径)
为了将物料连续供给挤出机，挤出机上设有加 料装置，按加料方式分为自由喂料和强制喂料[1]。 强制喂料又分为：旁压辊喂料和螺旋啮合喂料。加 料装置的设计适当与否，对挤出机的产量、制品质 量、劳动条件及实现生产自动化等都有直接的关 系。这个问题已经引起了许多专家的重视，并进行 了长期的研究。以下主要对三种喂料装置的结构及 喂料机理进行探讨。