挤出机的组成
传动系统的作用是驱动螺杆，供给螺杆在挤出过程中所需的扭矩和转速，通常由电机、减速器和轴承组成。在结构基本相同的前提下，减速器的制造成本与其整体尺寸和重量大致成正比。由于减速器的外形和重量较大，意味着制造时消耗的材料较多，使用的轴承也比较大，增加了制造成本。
对于相同螺杆直径的挤出机，高速高效挤出机比常规挤出机耗能更大，需要加倍电机功率，相应增加减速机底座数量。但是高螺杆转速意味着低减速比。与减速比大的减速器相比，减速比小的减速器齿轮模数增大，减速器承载能力增加。因此，减速器体积和重量的增加与电机功率的增加不成线性比例。如果以挤出量为分母，除以减速器重量，高速高效挤出机数量少，普通挤出机数量多。从单位产量来看，高速高效挤出机的电机功率和减速机重量较小，意味着高速高效挤出机的制造成本低于普通挤出机。一般多采用颗粒状物料给料，但也可采用带状物料或粉状物料。锥形料斗通常用在加料设备中，其体积要求至少能提供一小时的用量。料斗底部有截断装置，用于调节和切断物料流动，料斗侧面安装有观察孔和校准计量装置。有的料斗还可能装有减压装置或加热装置，防止原料从空气中吸收水分，或者有的桶还可能装有搅拌器，可以自动加料或投料。
1.箱
料斗通常制成对称形式。料斗侧面有一个观察料位和加料情况的窗口，料斗底部有一个启闭门，用于停止和调节加料量。盖住料斗，防止灰尘、水分和杂质落入。在选择料斗材料时，最好使用轻质、耐腐蚀、易加工的材料，一般使用铝板和不锈钢板。料斗的体积取决于挤出机的尺寸和进料方式。一般是挤压机1 ~ 1.5h的挤压能力..
2.饲养
加料方式有两种:人工加料和自动加料。自动送料主要有弹簧送料、鼓风送料、真空送料和传送带送料。一般来说，小型挤出机采用手动加料，大型挤出机采用自动加料。
3.饲养方法的分类
①重力进料:
原理——物料靠自身重量进入机筒，包括人工给料、弹簧给料和鼓风给料。
特点-结构简单，成本低。但容易造成送料不均匀，从而影响零件质量。它只适用于小型挤出机。
②强迫喂食:
原理——在料斗中安装一个可以对物料施加外部压力的装置，迫使物料进入挤出机的料筒。
特点——能克服“架桥”现象，使进料均匀。进料螺杆由挤出机螺杆通过传动链驱动，因此其转速与螺杆转速相适应。过载保护装置可以在充电口堵塞时启动，避免充电装置损坏。一般是合金钢或内衬合金钢的复合钢管制成的金属桶。其基本特点是耐高温、耐压、坚固、耐磨、耐腐蚀。一般桶的长度为其直径的15~30倍，其长度以物料充分受热塑化均匀为原则。枪管应该有足够的厚度和刚度。内部应该是光滑的，但有些枪管刻有各种凹槽，以增加与塑料的摩擦。桶外附有电加热器、温度自动控制装置和带电阻、感应器等加热方式的冷却系统。
1.枪管在结构上有三种类型:
(1)一体式墨盒
加工方法-对整个材料进行加工。
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，气缸受热均匀，用途多。
缺点——由于桶长，加工要求高，对加工设备的要求也很严格。磨损后很难修复机筒的内表面。
(2)综合材料清单
加工方法——将筒体加工成若干段，然后用法兰或其他形式将各段连接起来。
优点——加工简单，易于改变长径比，多用于改变螺杆长径比的情况。
缺点——加工精度要求很高，由于分段较多，各段同轴度难以保证，法兰连接破坏了筒体的加热均匀性，增加了热量损失，加热冷却系统设置和维护困难。
(3)双金属桶
加工方法——在普通碳钢或铸钢的基体中插入或铸造一层合金钢材料。既能满足枪管的材料要求，又能节约贵金属材料。
①衬套筒体:筒体配有可更换的合金钢衬套。节约了贵金属，可以更换衬套，延长了筒体的使用寿命。但是它的设计、制造和组装是复杂的。
(2)铸桶:在桶内壁离心铸造一层厚度约2mm的合金，然后通过磨削得到所需的桶内径。合金层与枪管基部结合良好，沿枪管轴向长度方向结合均匀，不存在剥落和开裂的倾向，还具有优良的滑动性能，耐磨性高，使用寿命长。
(4)IKV圆筒
1)筒体装料段内壁设有纵向凹槽。
为了提高固体输送率，根据固体输送理论，一种方法是增加机筒表面的摩擦系数，另一种方法是增加物料在垂直于螺杆轴线的进料口处的截面积。这两种方法的实施例是在注射筒装料部分的内壁上开一个纵向槽，并使靠近装料口的注射筒部分的内壁逐渐变细。
2)加料段中料筒的强制冷却
为了提高固体输送能力，还有另一种方法。它是在加料段对料筒进行冷却，以保持被输送物料的温度在软化点或熔点以下，避免熔融膜的出现，保持物料的固体摩擦性能。
采用上述方法后，输送效率由0.3提高到0.6，挤出量对模头压力的变化不太敏感。螺杆是挤出机的心脏和关键部件。螺杆的性能决定了挤出机的生产率、塑化质量、添加剂的分散、熔体温度和功耗。它是挤出机最重要的部分，直接影响挤出机的应用范围和生产效率。只有当螺杆的旋转对塑料施加极限压力时，塑料才能在机筒内运动、加压并从摩擦中获得部分热量，塑料才能在机筒的运动过程中得到混合和塑化。当粘性熔体被挤出并流过模具时，它可以获得所需的形状和形式。螺杆和机筒一样，由高强度、耐热、耐腐蚀的合金制成。
因为塑料的种类很多，所以性质也不一样。所以在实际操作中，为了满足不同塑料加工的需要，需要不同类型的螺杆，其结构也不同。以便最大化塑料的运输、挤压、混合和塑化。图为几种常见的螺丝。
代表螺杆特性的基本参数有以下几点:直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽深度、螺杆角度、螺杆与机筒的间隙等。
最常见的螺杆直径D约为45~150 mm，随着螺杆直径的增大，挤出机的加工能力也随之提高，挤出机的生产率与螺杆直径D的平方成正比，螺杆的有效长度与工作部分直径之比(简称L/D)通常为18~25。大L/D可以改善物料的温度分布，有利于塑料的混合和塑化，减少泄漏和逆流。提高挤出机的生产能力，大长径比螺杆适应性强，可用于挤出各种塑料。但如果L/D过大，塑料部会因加热时间增加而降解。同时，由于螺钉自重的增加，自由端会发生挠曲下垂，容易造成材料与螺钉之间的划伤，制造加工困难。并且挤出机的功耗增加。螺杆太短容易造成混炼时塑化不良。
机筒内径与螺杆直径之差的一半称为间隙δ，它会影响挤出机的生产能力。随着δ的增加，生产率降低。通常将δ控制在0.1-0.6 mm左右是合适的，如果δ较小，材料将受到较大的剪切作用，有利于塑化。但是，如果δ太小，强烈的剪切作用容易导致材料的热机械降解，同时，螺杆将被保持或摩擦桶壁。而且如果δ过小，物料几乎不会发生泄漏和逆流，会在一定程度上影响熔体的混合。
螺旋角φ是螺纹与螺杆横截面之间的夹角。随着φ的增加，挤出机的生产率增加，但对塑料的剪切作用和挤压力下降。通常螺旋角在10° ~ 30°之间，沿螺杆长度方向变化。常用等距螺杆，螺距等于直径。φ的值约为17 41’。
压缩比越大，塑料的挤压比越大。当螺旋槽较浅时，可以对塑料产生较高的剪切速率，有利于筒壁与材料之间的传热。物料混合和塑化效率越高，生产率越低。反之，当螺旋槽较深时。情况正好相反。因此，热敏材料(如PVC)应使用深螺旋槽螺钉；对于熔体粘度低、热稳定性高的塑料(如聚酰胺)，应采用浅螺旋槽螺杆。
1.螺钉分段
当材料沿螺杆向前运动时，它经历温度、压力和粘度的变化，这些变化在螺杆的整个长度上是不同的。根据物料的变化特性，螺杆可分为进料段、压缩段和均化段。
(1)、可塑和可塑三种状态
有两种塑料:热固性塑料和热塑性塑料。热固性塑料成型固化后，不能再加热熔化。由热塑性塑料形成的产品可以被加热和熔化以形成其他产品。
随着温度的变化，热塑性塑料产生三态变化:玻璃态、高弹性态、粘性态，并且随着温度的反复变化，三态反复变化。
A.三种状态下聚合物熔体的不同特性:
玻璃态——塑料看起来是一种坚硬的固体；热运动能量小，分子间力大，变形主要由键角变形贡献；外力撤除后变形瞬间恢复，属于一般弹性变形。
高弹性状态——塑料表现为类似橡胶的物质；形变由链段取向引起的大分子构象拉伸贡献，形变值大；去除外力后变形可以恢复，但具有时间依赖性，属于高弹性变形。
粘性流动-塑料表现为高粘性熔体；热能进一步加剧链状分子的相对滑动运动；变形是不可逆的，属于塑性变形。
B.塑料加工和塑料三种状态:
塑料可以在玻璃状态下加工。在高弹性状态下，可以拉伸，如拉伸纺织品、管材挤出、吹塑和热成型。粘性流体可以被涂覆、旋转模塑和注射模塑。
当温度高于粘性流体状态时，塑料会热分解，当温度低于玻璃态时，塑料会变脆。当塑料温度高于粘性流体状态或低于玻璃态趋势时，热塑性塑料往往会严重变质和破坏，因此在加工或使用塑料制品时应避开这两个温度区域。
②三级螺杆
塑料在挤出机中有三种物理状态:玻璃态、高弹性态和粘性态，每种状态需要不同的螺杆结构。
C.为了满足不同状态的要求，挤出机的螺杆通常分为三段:
进料段L1(也称固体输送段)
L2熔化部(称为压缩部)
均化段L3(称为计量段)
这就是所谓的三级螺旋。塑料在这三个阶段的挤出过程是不同的。
装料部分的作用是将料斗供应的材料送到压缩部分。塑料通常在运动过程中保持固态，并且由于加热而部分熔化。进料段的长度随着塑料的类型而变化，可以从离料斗不远到螺旋杯总长度的75%。
一般来说，挤出结晶聚合物最长，其次是硬无定形聚合物，软无定形聚合物最短。由于喂料段不一定要产生压缩，所以它的螺旋槽容积可以保持不变，而螺旋角对这一段的喂料量影响很大，实际上影响了挤出机的生产率。通常粉状物料的螺旋角在30度左右，生产率最高。方形材料的螺旋角应为15度左右，球形材料的螺旋角应为17度左右。
进料段螺杆的主要参数:
螺旋角ψ一般为17 ~ 20。
螺杆槽深度H1在均化段螺杆槽深度确定后，通过螺杆的几何压缩比ε计算。
进料段长度L1由经验公式确定:
对于无定形聚合物l 1 = (10% ~ 20%) l
对于结晶聚合物L1 = (60% ~ 65%) L
压缩段(迁移段)的作用是压实物料，使物料由固态转变为熔融态，并除去物料中的空气；为了适应物料熔化时将物料中的气体推回喂料段，压实物料，减小体积的特点，该段的螺杆要对塑料有很大的剪切作用和压缩作用。所以螺旋槽的体积通常是逐渐减小的，减小的程度由塑料的压缩比(产品比重/塑料表观比重)决定。压缩比不仅与塑料的压缩比有关，还与塑料的形状有关。粉末比重小，夹带的空气多，需要更大的压缩比(可达4~5)，而颗粒料只有2.5~3。
压缩部分的长度主要与塑料的熔点和其他特性有关。熔融温度范围较宽的塑料，如PVC，在150℃以上开始熔融，压缩段最长，可达螺杆总长度的100%(渐变型)。熔融温度范围较窄的聚乙烯(低密度聚乙烯105~120℃，高密度聚乙烯125 ~)对于大多数熔融温度范围较窄的聚合物，如聚酰胺，压缩段甚至只有一个螺距长。
熔融段螺杆的主要参数:
压缩比ε:一般指几何压缩比，即螺杆进料段第一个螺旋槽的体积与均质段最后一个螺旋槽的体积之比。
ε=(Ds-h 1)h 1/(Ds-H3)≈h 1/H3
式中，h 1——进料段第一个螺旋槽的深度。
H3——均化段最后一个螺旋槽的深度。
熔化段长度L2由经验公式确定:
对于无定形聚合物，L2 = 55% ~ 65% L
对于结晶聚合物L2 = (1 ~ 4) ds
均化段(计量段)的作用是将熔融材料以恒定的体积(量)和压力送入模具，使其在模具中成型。均化段中螺旋槽的容积与进料段中的容积一样恒定。为了避免物料停留在螺杆头端面的死角造成分解，螺杆头总是设计成圆锥形或半圆形；螺旋汗有的匀质段是表面完全光滑的杆体，称为鱼雷头，但有的刻有凹槽或铣成花纹。鱼雷头具有搅拌和控制物料的作用，消除了流动时的脉动(脉冲)现象，随着物料压力的增加，物料层厚度减小，加热条件改善，螺杆塑化效率可进一步提高。该部分可以是螺钉总长度的20-25%。
均化段螺杆的重要参数:
螺旋槽的深度H3由经验公式H3 = (0.02 ~ 0.06) ds确定。
长度L3由以下公式确定:L3 = (20% ~ 25%) L。
D.根据熔体输送理论，在螺杆的均化段有四种形式的熔体流动，熔融物料在螺杆槽中的流动是这四种流动的组合:
顺流-塑料熔体在机筒和螺杆之间沿着螺杆槽朝向机头的方向流动。
逆流——流动方向与顺流相反，这是由于机头、多孔板、滤板的阻力造成的压力梯度造成的。
错流-熔体沿垂直于螺纹壁的方向流动，影响挤出过程中熔体的混合和热交换。
泄漏——由于压力梯度，在螺杆和机筒之间的间隙沿螺杆轴向形成的回流。
2.普通螺钉的结构
根据螺纹升程和螺纹槽深度的变化，常规全螺纹三级螺杆可分为三种形式:
(1)等距加深螺钉
等距变深度螺旋从螺旋槽深度的变化速度可分为两种形式:
①等距渐变螺旋:从进料段到均质段最后一个螺旋槽的深度逐渐变浅。在较长的熔化段，螺旋槽的深度逐渐变浅。
②等轴突变螺杆:即进料段和均质段的螺杆槽深不变，熔融段的螺杆槽深突然变浅的螺杆。
(2)等深变螺距螺杆
等深变螺距螺杆是指螺杆槽的深度是恒定的，从进料段的第一个螺杆槽到均质段的末端，螺距逐渐变窄。
等深变螺距螺杆的特点是螺旋槽深度相等，进料口处螺杆的横截面积大，有足够的强度，有利于提高转速，从而提高生产率。但螺杆加工难度大，熔体倒流量大，均化效果差，很少使用。
(3)可变深度和螺距螺钉
变深度变螺距螺杆是指螺杆的槽深和螺纹升角从进料段到均化端逐渐变化，即螺纹升程由宽到浅逐渐变窄的螺杆。这种螺钉具有前两种螺钉的特点，但加工困难，很少使用。
3.螺丝材料
螺杆是挤出机的关键部件，作为螺杆的材料必须具有耐高温、耐磨、耐腐蚀、强度高、切削性能好、热处理后残余应力小、热变形小的特点。
对于挤出机螺杆的材料，有以下具体要求:
①机械性能高。应具有足够的强度，以适应高温高压的工作条件，提高螺杆的使用寿命。
②良好的可加工性。它应具有良好的机械加工性能和热处理性能。
③良好的耐腐蚀性和耐磨性。
(4)取材容易。
4.新螺钉
传统全螺旋肋三级螺杆存在的问题；
(1)在熔化段，固体床和熔池共同生活在螺旋槽中，熔池不断变宽，固体床逐渐变窄，从而减少了固体床与筒壁的接触面积，减少了直接从筒壁传递到固体床的热量，降低了熔化效率，导致挤压低；
②压力波动、温度波动、产量波动大；
③不能适应一些特殊塑料的加工，如混炼、着色等。
此类问题的常见处理方法:
增加长径比；提高螺杆转速；增加均化段螺旋槽的深度；
为了克服常规螺钉的缺点，人们创造了一些新的螺钉，主要包括:
①拼合螺钉
在压缩段增加了辅助螺纹，克服了传统螺杆中固体床和熔体储存在一个螺旋槽中的缺点，使熔融物料和未熔融物料尽快分离，从而促进未熔融物料的熔融。
该螺杆塑化效率高，塑化质量好。由于没有固体床的解体，产量、压力、温度波动比较小，具有排气性能好、能耗低的优点，所以应用广泛。
②阻挡螺钉
一种螺杆，其中在普通螺杆的特定部分设置阻挡段，以防止未熔化的固体通过并促进固体熔化。
这种螺杆通过剪切和涡流的混合作用，将机械能转化为热能，进行热交换，使物料熔融均匀，径向温差小，产量和质量都优于常规螺杆。
③销钉螺钉
当材料流通过销时，销将固体材料或未完全熔化的材料分成许多细小的材料流，这些材料流在两排销之间的较宽位置处汇合。经过多次相遇和分离，提高了材料的塑化质量。
针以人字形、环形等排列在熔化区。针有圆柱形、菱形和方形。
由于销钉对熔体进行多次分料和分料，增加了物料的混合和均化以及添加剂的分散。此外，由于固体碎片在熔融过程中不断从熔体中吸收热量，因此可以降低熔体温度，因此可以获得低温挤出。
④组合螺钉
它由具有进料段的螺杆体和各种具有不同功能的螺杆元件组成，例如输送元件、混合元件和剪切元件。通过改变这些部件的类型、数量和组合顺序，可以得到各种特性的螺钉，以满足不同材料、不同零件的加工要求，找出最佳的工作条件。
这种螺杆适应性强，容易获得最佳工作条件，在一定程度上解决了通用性和专业化之间的矛盾，因此得到广泛应用。但设计复杂，组合部件拆装麻烦，很难在小直径的螺杆上实现。模具和冲模通常是一个整体，也就是通常所说的冲模。但是也有有机头和管芯分离的情况。模具的作用是将旋转的塑料熔体转化为平行的直线运动，使塑料进一步均匀塑化，使熔体均匀平滑地导入模具，并给予必要的成型压力，从而使塑料容易成型，得到的产品致密。模具是具有一定横截面形状的通道。当塑料熔体在模具中流动时，它获得所需的形状，并通过模具外部的设定装置和冷却系统冷却和硬化。模头和模头的部件包括滤网、穿孔扳手、分流器(有时它与模芯结合形成一个零件)、模芯、模头和颈部。
模具中的多孔板可以对模具和机筒进行定心和定位，可以支撑滤网(过滤熔体中不溶的杂质)并对熔体产生背压。模头中还有一个校正调整装置(定位螺钉)，可以调整和校正模芯和模具的同心度、尺寸和形状。当生产管材或吹塑薄膜时，压缩空气可以通过颈部和模芯引入。根据物料流动方向与螺杆中心线是否有夹角，机头可分为直角机头(也称丁字机头)和角机头(直角或其他角度)。直角模主要用于挤出管材、片材等型材，角模多用于挤出薄膜、电缆涂层和吹塑制品。