什么是不同类型的螺杆挤出机及其功能?

什么是单螺杆挤出机?

单螺杆挤出机是一种塑料注射泵，它使用一根在加热的桶内旋转的螺杆。它是用于塑料注射的最成熟的技术形式。其结构简单，易于制造，加工效率高，价格低廉。单螺杆挤出机通常由三个部分组成，每个部分执行单独的功能;挤出系统、输送系统、加热和冷却系统。挤出机是根据长度，直径，螺距和深度的螺杆在每个这些部分分类。

单螺杆挤出机的相关加工特点及原理:

• 塑化能力:由于聚合物在加工过程中的降解低，单螺杆非常适合塑化挤出用的聚合物球团。
• 物料输送机构:物料通过一个称为摩擦拖动的过程通过单螺杆挤出机输送。熔融性能和粘滞阻力决定了单螺杆挤出机的输送能力。
• 加工速度:单螺杆挤出机的速度分布相对明确，但双螺杆挤出机速度的确定相当复杂。
• 自清洁:单螺杆挤出机没有这个功能。
• 单螺杆挤出机的适用领域:单螺杆挤出机主要用于管材、板材、板材的生产。广泛用于制造PP-R管、PE燃气管、PEX交联管、铝塑复合管、ABS管、PVC管、HDPE硅芯管及各种共挤复合管。挤出螺杆的速度和结构可适应板材、线材、棒材等的挤出。

单螺杆挤出机的优点:

• 单螺杆挤出机可用于操作各种不同类型的物料。
• 它们的吞吐量很高。
• 它们便宜多了。

单螺杆挤出机的缺点:

• 与双螺杆挤出机相比，单螺杆挤出机的剪切力更小。
• 由于塑料材料的输送是通过摩擦进行的，因此给料性能受到限制。
• 有些物料，如糊状或粉末，很难在单螺杆挤出机中混合，因此不适合在某些工艺中使用。

单螺杆挤出机的基本结构和功能:

1. 挤出系统:挤出系统的作用是使高分子材料熔融塑化，形成均匀的熔体，使材料由玻璃态过渡到粘性流动态。并且在这个过程中，保持稳定的压力，螺杆不断地将物料输送到模具中。挤出系统包括进料装置、螺杆和筒体。热、螺杆转速、加压等都需要根据所加工的物料进行协调。
2. 传动系统:传动系统通常由电动机、减速器和轴承组成，提供在挤出过程中驱动螺杆所需的扭矩。确保产品质量统一。在加工过程中，即使螺杆负荷发生变化，螺杆转速也必须保持稳定。在某些情况下，可能需要螺杆在注射的不同阶段改变其速度。在大多数挤出机中，螺杆转速的改变是通过调节电机转速来实现的。传动系统要求有良好的润滑系统和快速制动装置。
3. 加热和冷却系统:挤出机的加热和冷却系统由加热装置和冷却装置组成，用于在挤出过程中保持物料的温度一致。冷却装置一般在靠近料斗底部的挤出机筒内。筒体冷却可以水冷或风冷。中小型挤出机一般采用风冷，而大型挤出机一般采用水冷或两者结合。冷却装置加强固体物料的输送效果，防止物料颗粒因温升过高而粘在料筒或螺杆上。

什么是双螺杆挤出机?

双螺杆挤出机由使用两个螺杆的传动装置组成。双螺杆挤出机的种类很多，可分为啮合型和非啮合型。

双螺杆挤出机相关加工特点及原理:

• 塑化能力:双螺杆具有良好的混合和塑化能力。由于物料在挤出机内停留时间较短，适合粉末加工。
• 物料输送机构:物料在双螺杆挤出机内采用正位移输送。随着螺杆的转动，物料被相互啮合的螺纹强行推进。螺钉槽的接近度很重要。最大的正位移交付可以实现紧密啮合，反向旋转，双螺杆挤出机。
• 加工速度:双螺杆挤出机设有啮合区，旨在保证充分混合，传热均匀，熔化能力强，挤出性能好。双螺杆挤出机具有许多优点，但其啮合区域的精确分析和设计存在一定的困难。
• 自清洁:双螺杆挤出机具有较高的剪切速度。由于螺杆边缘和啮合区域的凹槽方向相反，双螺杆挤出机可以刮掉附着在螺杆上的任何堆积材料，从而实现很好的自清洁。由于物料在料筒内的时间短，减少了物料的降解和变质。
• 适用领域:双螺杆挤出机广泛用于需要对基体树脂进行物理和化学改性的地方，如填充、强化、增韧和反应性挤出。可用于玻璃纤维增强材料、耐燃材料(如PA6、PA66、PET、PBT、PP、PC)阻燃材料、高填料材料(如PE、PP填充75% CaCO3)热敏材料(如PVC、XLPE电缆材料)、浓色助剂(如填充50%碳粉)抗静电、电缆、管道材料、热熔胶等。

同向旋转双螺杆挤出机与单螺杆挤出机的工作原理有什么区别?

同向旋转双螺杆挤出机的结构和功能与单螺杆挤出机非常相似，但在工作原理上有所不同。

• 强制输送:在同向双螺杆中，两个螺杆在啮合点方向相反;一个螺杆将物料拉入啮合间隙，另一个螺杆将物料推出啮合间隙。物料沿螺杆沿机头方向被强制输送。
• 均质混合:同向旋转双螺杆啮合点间隙小，由于螺杆旋转速度较快，相对啮合区域混合效果高;大大优于单螺杆挤出机和反向旋转双螺杆挤出机。
• 自清洁:由于同向旋转双螺杆在啮合区域具有较高的剪切速度，可以刮掉附着在螺杆上的任何堆积物。这种自洁效果保证了物料在料筒内的停留时间短，减少了物料的降解和变质。
• 物料的塑化:螺杆间隙的大小对物料的塑化质量有很大的影响。间隙越小，剪切力就越大，但能通过的材料就越少。间隙越大，通过的物料量越大，但剪切力越小。
• 物料的压缩:同向旋转双螺杆挤出机对物料的压缩和混合有多种选择，所以整体效果很好。
• 进料方式:同向双螺杆挤出机要求进料均匀定量，采用计量进料;以低于满负荷的控制速率进料。
• 排气:采用饥饿进料，在输送元件的前端采用大导数螺杆，使螺杆槽不满，处于零压状态。这允许螺杆的挤压部分设置为一致的压力。

双螺杆挤出机的应用:

双螺杆挤出机根据两个螺杆旋转方向的不同，可分为反向旋转双螺杆和同向旋转双螺杆。

互啮合同向旋转双螺杆挤出机广泛应用于基体树脂的物理和化学改性。同向旋转双螺杆挤出机可用于各种原料的混合、分散和混合。同向旋转的双螺杆在其剪切点相互对立，因此混合效果大得多。

粉状碳酸钙、滑石和二氧化钛常用于塑料的混合和填充。填料一般可占批料的30% ~ 60%。粉状填料中含有大量的空气，但空气在搅拌过程中会分散在螺杆的揉捏区。当物料流入螺杆槽时，空气会反向流动，影响粉体的正向输送，最终使挤出体积减小。

双螺杆挤出机的加工优势:

同向旋转双螺杆挤出机的设计允许它根据不同的混合要求来实现和组合各种几何形状的螺杆元件和筒体元件，使它们具有很强的适应性。

• 混合性能:由于两螺杆相互啮合，可根据需要添加各种螺纹特性，如反螺纹、啮合盘、齿形盘等，微调混合。
• 加工灵活性:同向旋转双螺杆挤出机通常采用计量饥饿进料，其产量取决于进料量。由于输出与螺杆转速无关，控制变量可以更灵活地在一台机器上处理多种加工功能，如熔化、混合、排气、反应等。
• 工艺参数的可控性:由于同向旋转双螺杆挤出机停留时间分布更窄，传热更好，温度曲线控制更精确，机械选择范围更广，可以提供更好的产品质量稳定性。

什么是反向旋转双螺杆挤出机?

对转双螺杆挤出机的输入原理:

在反向旋转双螺杆挤出机中，物料像在齿轮泵中一样以正位移输送。反向旋转双螺杆挤出机采用慢转速，可以在较低的热量水平下运行，减少物料分解。它对材料的热稳定性要求不高，因此特别适用于PVC等热敏性材料的成型。

与同向旋转双螺杆挤出机相比，反向旋转双螺杆挤出机具有更高的输送效率，更好的熔融和排气性能，但物料的分散和混合效果较差。反向旋转双螺杆挤出机具有建立强大而稳定的头部压力的能力，因此更适合于产品的直接挤出。通过使用反向旋转双螺杆挤出机代替单螺杆挤出机，可以省去预塑造粒过程，直接挤出加工PVC粉等物料，从而降低产品成本。反向旋转双螺杆挤出机主要用于挤出PVC管材、板材、颗粒等。平行、反向旋转、双螺杆挤出机也已在大型HDPE管材生产线上得到应用。

反锥形双螺杆挤出机传统上用于聚氯乙烯产品的挤出，因为这些挤出机更节能。同向旋转双螺杆与反向旋转双螺杆在能耗上差别不大，但同向旋转双螺杆挤出机建立稳定的机头压力难度较大。