挤塑机的基本结构详解

挤塑机是挤塑工艺中的主要设备。它的任务是经过一定温度加热将塑料熔化后挤包在导线与缆芯上，通过模具成型，完成挤塑过程。

挤塑机除了传动机构外，它的主要组成部分包括机身、螺杆、机头和模具。

1.螺杆

螺杆是挤塑机中最重要的部件之一，挤塑机型号的大小，一般都是以它的螺杆的直径来表示，例如，ϕ85塑胶机，就是说这台挤塑机的螺杆直径是85mm。这样人们就可以知道它大体上将适合于制造哪类制品。螺杆不仅起到输送料的作用，同时对于料的挤压塑化和熔融过程又起着决定性的作用。因此，正确地设计螺杆是保证挤出质量的关键。

表征螺杆特性的主要指标是：螺杆直径、工作长度（或长径比）、螺距、螺槽深度和宽度、螺旋角及螺纹头数等。挤塑机的螺杆如图7-2所示。

图7-2 挤塑机的螺杆

a）等螺距变槽深螺杆 b）等槽深变螺距螺杆

一般来说，任何螺杆均可分为加料段、压缩段和挤出段三个部分。

（1）加料段

加料段是螺杆离加料口最近的那一段，有较深的螺槽，因此，对料的运载量特别大。这一段的主要作用是不断地向前送料。送料作用的大小取决于三个因素：一是料粒对螺杆的摩擦阻力与料粒对机筒的摩擦力的差值。要达到良好的送料作用，就要料粒与螺杆间的摩擦系数尽量低些，而料粒与机筒内壁间的摩擦系数则尽可能高些；二是螺槽深度，深度越大，送料就会越多越快；三是螺旋角的大小。角度的选取与料粒的形状、种类等有关，对于细粉状料，最适宜的螺旋角为30°，而对于粒状料则在15°左右最合适。

等螺距变槽深螺杆的加料段占总长度的30％左右。

（2）压缩段

压缩段是螺杆的中间部分，其螺槽深度比起前一段来要小，借以压缩塑料。

压缩段的主要作用是压缩塑料，使料因进一步受热而处于固体状颗粒与黏稠融体相混合的状态，同时，也使料中原来所含有的气体反压回加料段排出。

压缩段的主要特性参数是压缩比，它是压缩段开始部分与终止部分的螺槽容积之比。对于不同的塑料，应取不同的数值。

聚乙烯：2～4，最佳为3。

聚氯乙烯：带状料：1.2～1.6；粒状料最佳为2；粉状料3.5～4.5。(www.xing528.com)

压缩段的长度，严格讲应该根据所用挤塑料熔比特性的不同而有不同。例如，对于尼龙，由于它到达熔化温度以后，将急剧地熔化，因此，压缩段长度宜取得短些，一般仅用一匝螺距就可以。相反，对于像硬质聚氯乙烯，由于过热后会发生热分解，因此压缩段应该缓慢进行，压缩段宜取得长些为好。对于聚氯乙烯和聚苯乙烯等，则是处于上述两者之间，压缩段长度一般为总长的45％。

（3）挤出段

挤出段是螺杆中槽深最小的部分，塑料到达该段后，被熔化而呈均一熔融体挤向机头。塑料的挤出状态直接与这部分螺杆的形状、长度等有关。等距变槽深螺杆的挤出长度一般为总长度的25％。

螺杆最主要的结构参数是螺杆直径和长径比。螺杆直径是决定挤塑机挤出量的关键，因此，正如前面已经提到的塑胶机都是以其螺杆直径的大小来定名的，而螺杆的长径比，即螺杆长度与其直径之比，也是螺杆的一个很重要的结构参数。长径比一般为15∶1，近年来已发展到20∶1、25∶1甚至30∶1等。螺杆长度的增加，可使挤出量大约提高20％～40％。同时，制品的外观较好，外径均匀。这是因为，螺杆加长后，塑料通过机筒的受热时间相应增加，受热均匀，压力充分，从而有较好的混炼效果。但是，无限地加长螺杆也是不利的，一方面会受到螺杆本身加工困难的限制，另一方面，过长的螺杆也不能很好地保证挤塑机运行的连续性。常用塑料的长径比见表7-3。挤压聚乙烯用螺杆的主要结构数据见表7-4。

表7-3 常用塑料的长径比

表7-4 挤压聚乙烯用螺杆的主要结构数据

2.机身

机身是挤塑机的重要部分，其中大都放置圆柱形机筒。当其磨损以后，应很容易更换。机身一般可分为漏斗部分和加热部分。在漏斗部分，为了防止因温度过高，料粒容易粘着在漏斗附近阻塞进料，一般都设置有水冷却装置。

机身的加热方式是多种多样的，有油加热式、电加热式等。其中，最广泛采用的是电加热式。电加热式又有电阻加热和感应加热两种。目前，最普遍采用的是电阻加热，即在机身上包以电热丝加热。为了得到更好的加热效果以利于挤压，机身加热部分通常都分成几段独立的加热区，前机身、中机身和后机身一般都分别与螺杆的挤出段、压缩段和加料段相对应。各段的温度可分别通过热电偶加以控制。

机筒是螺杆的主要工作场所，应当采用耐磨耐蚀的材料制成。机筒与螺杆之间的间隙应尽可能的小，一般在0.05～0.25mm，以提高挤压和挤出效果。

3.机头

机头是挤出模具与机身之间的过渡部分，它有直线式、直角式和斜角式三种类型。

直角式机头中，塑料流动需要转过90°角，故流动阻力较大，但这可以通过对机头内腔的正确设计而得到改善，同时直角式机头也容易做成铰链式的活动机头，机头内容易放置筛网，使用上较为方便，所以在电缆制造中被大量应用。斜角式机头由于装入芯线方便，塑料在其中的流动又较类似于直线式，故也在电缆工业中经常使用。

机头内一般都放置有分料板与筛网，它们有以下几种作用：一是滤去塑料内的机械杂质；二是使涡流状流动的熔融塑料平稳下来，转变成直线运动；三是增加塑料的流动阻力，以获得合适的挤压力；四是阻止没有完全塑化的料粒进入机头。