挤出机简介
挤出机按作用类型可分为连续挤出和非连续挤出。塑料挤出机也是塑料机械的一种。挤塑机按照机头料流方向和螺杆中心线的夹角，将机头分成斜角机头（夹角120o）和直角机头。机头的外壳是用螺栓固定在机身上，机头内的模具有模芯坐，并用螺帽固定在机头进线端口，模芯座的前面装有模芯，模芯及模芯座的中心有孔，用于通过芯线。

塑料挤出机也属于塑料机械的种类之一。挤塑机依据机头料流方向以及螺杆中心线的夹角，可以将机头分成直角机头和斜角机头等。机头的外壳一般是用螺栓使其固定于机身之上，机头里面的模含有模芯坐，然后用螺帽将其固定于机头的进线端口，模芯座的内部也装有模芯，而且模芯和模芯座的中心都有孔，其作用用于通过芯线。依据加压方式种类的不同，使得挤出工艺可以分成连续挤出和间歇挤出两种。前者所用的设备为螺杆式挤出机，后者的设备为柱塞式挤出机。在此螺杆式挤出机又可以凭借螺杆个数大致分类为单螺杆挤出机以及多螺杆挤出机。

螺杆式挤出机的工作机理是依靠螺杆旋转产生所的压力及剪切力，能使得物料可以充分进行塑化以及均匀混合，通过口模成型；所以有时使用一台挤出机就能够同时完成混合，塑化以及成型等一系列工艺，从而进行连续的生产。此外柱塞式挤出机的工作机理主要是靠借助柱塞压力，先将事先塑化完毕的物料从口模挤出而达到成型的效果。物料筒内的物料在挤出完之后柱塞会退回，等到添加新一轮塑化物料后再接着进行下一轮的操作，这种生产工艺属于不连续生产，并且对物料基本不能进行充分搅拌以及混合，此外本生产还需进行预先塑化，因此在实际生产进行中通常不常选用本法，仅能适用于流动性极差或者是黏度非常大的塑料，就像硝酸纤维素塑料这种塑料制品的成型加工。

挤出机原理
在原料粉末里添加水或适当的液体，并进行不断的搅拌。将搅拌好的材料，用高挤出压力从多孔机头或金属网挤出。
通常是把材料放入圆筒形容器以后，用螺杆挤出材料。在使用变频技术以后，可对压力进行控制，从而可以选择最合适的线性速度。
单螺杆挤出机原理
单螺杆一般在有效长度上分为三段，按螺杆直径大小 螺距 螺深确定三段有效长度，一般按各占三分之一划分。
料口最后一道螺纹开始叫输送段：物料在此处要求不能塑化，但要预热、受压挤实，过去老挤出理论认为此处物料是松散体，后来通过证明此处物料实际是固体塞，就是说这里物料受挤压后是一固体象塞子一样，因此只要完成输送任务就是它的功能了。
第二段叫压缩段，此时螺槽体积由大逐渐变小，并且温度要达到物料塑化程度，此处产生压缩由输送段三，在这里压缩到一，这叫螺杆的压缩比－－3：1，有的机器也有变化，完成塑化的物料进入到第三段。
第三段是计量段，此处物料保持塑化温度，只是象计量泵那样准确、定量输送熔体物料，以供给机头，此时温度不能低于塑化温度，一般略高点。

挤出机构成
在挤出机中，一般情况下，最基本和最通用的是单螺杆挤出机，其结构大致如图。主要包括：传动、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模等五个部分。
（一）传动部分
传动部分通常由电动机，减速箱和轴承等组成。在挤出的过程中，螺杆转速必须稳定，不能随着螺杆负荷的变化而变化，这样才能保持所得制品的质量均匀一致。但是在不同的场合下又要要求螺杆可以变速，以达到一台设备可以挤出不同塑料或不同制品的要求。因此，本部分一般采用交流整流子电动机、直流电动机等装置，以达到无级变速，一般螺杆转速为10~100转/分。
传动系统的作用是驱动螺杆，供给螺杆在挤出过程中所需要的力矩和转速，通常由电动机、减速器和轴承等组成。而在结构基本相同的前提下，减速机的制造成本大致与其外形尺寸及重量成正比。因为减速机的外形和重量大，意味着制造时消耗的材料多，另所使用的轴承也比较大，使制造成本增加。
同样螺杆直径的挤出机，高速高效的挤出机比常规的挤出机所消耗的能量多，电机功率加大一倍，减速机的机座号相应加大是必须的。但高的螺杆速度，意味着低的减速比。同样大小的减速机，低减速比的与大减速比的相比，齿轮模数增大，减速机承受负荷的能力也增大。因此减速机的体积重量的增大，不是与电机功率的增大成线性比例的。如果用挤出量做分母，除以减速机重量，高速高效的挤出机得数小，普通挤出机得数大。以单位产量计，高速高效挤出机的电机功率小及减速机重量小，意味着高速高效挤出机的单位产量机器制造成本比普通挤出机低。

（二）加料装置
供料一般大多采用粒料，但也可以采用带状料或者粉料。装料设备通常都使用锥形加料斗，其容积要求至少能提供一个小时的用量。料斗底部有截断装置，以便调整和切断料流，在料斗的侧面装有视孔和标定计量的装置。有些料斗还可能带有防止原料从空气中吸收水分的减压装置或者加热装置，或者有些料筒还自带搅拌器，能为其自动上料或加料。
1.料斗
料斗一般做成对称形式。在料斗的侧面开有视窗，以观察料位及上料情况，料斗的底部有开合门，以停止和调节加料量。料斗上方加盖子，防止灰尘、湿气及杂质落入。在选择料斗材料时，最好用轻便、耐腐蚀和易加工材料，一般多用铝板和不锈钢板。料斗的容积要视挤出机的规格大小和上料方式而定。一般为挤出机1～1.5h的挤出量。
2.上料
上料方式有人工上料和自动上料两种。自动上料主要有弹簧上料、鼓风上料、真空上料、运输带传送上料等形式。一般情况下，小型挤出机用人工上料，大型挤出机用自动上料。
3.加料方式分类
①  重力加料：
原理——物料依靠自身的重量进入料筒，包括人工上料、弹簧上料、鼓风上料。
特点——结构简单，成本低。但容易造成进料不均匀，从而影响制件的质量。它只适用于小规格的挤出机。
②  强制加料：
原理——在料斗中装上能对物料施加外压力的装置，强制物料进入挤出机料筒中。
特点——能克服“架桥”现象，使加料均匀。加料螺旋由挤出机螺杆通过传动链驱动，使其转速与螺杆转速相适应。能在加料口堵塞时启动过载保护装置，从而避免了加料装置的损坏。

（三）料筒
一般为一个金属料桶，为合金钢或者内衬为合金钢的复合钢管制成。其基本特点为耐温耐压强度较高，坚固耐磨耐腐蚀。一般料筒的长度为其直径的15~30倍，其长度以使物料得到充分加热和塑化均匀为原则。料筒应该有其足够的厚度与刚度。内部应该光滑，但是有些料筒刻有各种沟槽，以增大与塑料的摩擦力。在料筒外部附有电阻、电感以及其他方式加热的电热器、温度自控装置及冷却系统。
1.料筒在结构上存在着三种形式：
（1）整体式料筒
加工方法——在整体材料上加工出来。
优点——容易保证较高的制造精度和装配精度，可以简化装配工作，料筒受热均匀，应用较多。
缺点——由于料筒长度大，加工要求较高，对加工设备的要求也很严格。料筒内表面磨损后难以修复。
（2）组合料简
加工方法——将料筒分几段加工，然后各段用法兰或其他形式连接起来。
优点——加工简单，便于改变长径比，多用于需要改变螺杆长径比的情况。
缺点——对加工精度要求很高，由于分段多，难以保证各段的同轴度，法兰连接处破坏了料筒加热的均匀性，增加了热量损失，加热冷却系统的设置和维修也较困难
（3）双金属料筒
加工方法——在一般碳素钢或铸钢的基体内部镶或铸一层合金钢材料。它既能满足料筒对材质的要求，又能节省贵重金属材料。
① 衬套式料筒：料筒内配上可更换的合金钢衬套。节省贵重金属，衬套可更换，提高了料筒的使用寿命。但其设计、制造和装配都较复杂。
② 浇铸式料筒：在料筒内壁上离心浇铸一层大约2mm厚的合金，然后用研磨法得到所需要的料筒内径尺寸。合金层与料筒的基体结合得很好，且沿料筒轴向长度上的结合较均匀，既没有剥落的倾向，又不会开裂，还有极好的滑动性能，耐磨性高，使用寿命长。
（4）IKV料筒
1）料筒加料段内壁开设纵向沟槽
为了提高固体输送率，由固体输送理论知，一种方法就是增加料筒表面的摩擦系数，还有一种方法就是增加加料口处的物料通过垂直于螺杆轴线的横截面的面积。在料筒加料段内壁开设纵向沟槽和将加料段靠近加料口处的一段料筒内壁做成锥形就是这两种方法的具体化。
2）强制冷却加料段料筒
为了提高固体输送量，还有一种方法。就是冷却加料段料筒，目的是使被输送的物料的温度保持在软化点或熔点以下，避免熔膜出现，以保持物料的固体摩擦性质。
采用上述方法后，输送效率由0.3提高到0.6，而且挤出量对机头压力变化的敏感性较小。

（四）螺杆
螺杆是挤出机的心脏，是挤出机的关键部件，螺杆的性能好坏，决定了一台挤出机的生产率、塑化质量、填加物的分散性、熔体温度、动力消耗等。是挤出机最重要的部件，它可以直接影响到挤出机的应用范围和生产效率。通过螺杆的转动对塑料产生极压的作用，塑料在料筒中才可以发生移动、增压以及从摩擦中获取部分热量，塑料在料筒的中的移动过程中获得混合和塑化，黏流态的熔体在被挤压而流经口模时，获得所需的形状而成型。与料筒一样，螺杆也是用高强度、耐热和耐腐蚀的合金制备而成。
由于塑料的种类很多，它们的性质也各不相同。因此在实际操作中，为了适应不同的塑料加工需要，所需的螺杆种类不同，结构也有各有差别。以便能最大效率的对塑料产生最大化运输、挤压、混合和塑化作用。图为几种较常见的螺杆。
表示螺杆特征的基本参数包括以下几点：直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺杆和料筒的间隙等。
最常见的螺杆直径D大约为45~150毫米。螺杆直径增大，挤出机的加工能力也相应提高，挤出机的生产率与螺杆直径D的平方呈正比。螺杆工作部分有效长度与直径之比（简称长径比，表示为L/D）通常为18~25。L/D大，能改善物料温度分布，有利于塑料的混合和塑化，并能减少漏流和逆流。提高挤出机的生产能力，L/D大的螺杆适应性较强，能用于多种塑料的挤出；但L/D过大时，会使塑科受热时间增长而降解，同时因螺杆自重增加，自由端挠曲下垂，容易引起料简与螺杆间擦伤，并使制造加工困难；增大了挤出机的功率消耗。过短的螺杆，容易引起混炼的塑化不良。
料筒内径与螺杆直径差的一半称间隙δ，它能影响挤出机的生产能力，随δ的增大，生产率降低．通常控制δ在o．1一o．6毫米左右为宜。 δ 小，物料受到的剪切作用较大，有利于塑化，但δ过小，强烈的剪切作用容易引起物料出现热机械降解，同时易使螺杆被抱住或与料筒壁摩擦，而且， δ太小时，物料的漏琉和逆流几乎没有，在一定程度上影响熔体的混合。
螺旋角Φ是螺纹与螺杆横断面的夹角，随Φ增大，挤出机的生产能力提高，但对塑料产生的剪切作用和挤压力减小，通常螺旋角介于10°到30°之间，沿螺杆长度的变化方向而改变，常采用等距螺杆，取螺距等于直径，Φ的值约为17°41′
压缩比越大，塑料收到的挤压比也就越大。螺槽浅时，能对塑料产生较高的剪切速率，有利于料筒壁和物料间的传热，物料混合和塑化效率越高，反而生产率会降低；反之，螺槽深时。情况刚好相反。因此，热敏性材料（如聚氯乙烯）宜用深螺槽螺杆；而熔体粘度低和热稳定性较高的塑料（如聚酰胺），宜用浅螺槽螺杆。