２０１２年８月中國製造業資訊化第４ｌ卷第１５期
杜德鑫（南京藝工電工裝置****，江蘇南京２１１１９９）
摘要：以ｓｊ一９０ ｘ２５單螺桿塑料擠出機為例，介紹了一種驅動功率的計算校核和確定的方法，通
過對幾種方法的比較和分析得出簡單的計算方法，該方法對實際應用具有一定的參考價值。關鍵詞：驅動功率；校核；單螺桿塑料擠出機中圖分類號：ｔｈ１２２
文獻標識碼：ｂ
文章編號一ｏ３
單螺桿塑料擠出機的驅動功率確定方法有多性，稱為擠出機的恆扭矩特性。這說明擠出機的工種，譬如公式計算、模擬、統計等等，雖然都是基於作特性基本上是恆扭矩的。
熔體輸送理論，但其計算結果各異，與實際情況往
往差距較大，需要對其條件進行分析，並對計算結
２驅動功率的計算與校核
果進行適當的校核，這樣最終的結論才是可信的，
影響擠出機驅動功率的因素是很多的，主要是也才能更接近實際。這裡僅就對電線電纜絕緣護
熱塑性的塑料材料、螺桿機筒和機頭的結構、工藝套擠出機應用比較普遍、使用比較多的幾種方法進條件等。對於材料，目前我們所服務的電線電纜行行討論和計算校核。
業主要是聚氯乙烯、聚乙烯等聚烯烴類，以及以此
為基料的一些特纜用的材料，如阻燃、無滷、防鼠防
１塑料擠出機的工作特性
蟻類等；對於結構，是適應塑料材料擠出特性的**作特性是指螺桿的轉速與驅動功率和扭矩殊結構；工藝條件，則是一定的加工工藝條件和手
之間的關係。
段等等。
在擠出理論中¨ ，已知擠出機所消耗的功率ⅳ下面是幾種簡單的計算方法。
是隨著螺桿的轉速凡的增加而增加的。可以用公ａ．第一種計算方法。
式表示為：
在擠出理論中，基本的出發點是將物料在均化
ｎ＝ｋｎ
（１）段的運動作為粘性流體的流動來研究。通常以均式中：ⅳ為功率消耗，ｗ；ｎ為螺桿轉速，ｒ／ｍｉｎ；化段的生產率代表擠出機的生產率，以它的功率消為指數；ｋ為常數（與螺桿的幾何引數等有關）。
耗作為整台擠出機功率計算的基礎。
但實驗表明，擠出機所加工的物料不同，指數眾所周知，熔料在均化段均化和輸送所需的傳的值也會有所不同，而且ｘ值也會隨螺桿的轉速、動功率主要包括以下幾個方面：
擠出工藝等的不同而不同。雖然ｎ—ｎ的關係曲線
（１）在螺桿的螺槽中剪下物料所消耗的功率；並非是完全線性的，在加工不同的物料時，其曲線（２）在螺桿與機筒的間隙中剪下物料所需要變化也不完全相同，但一般近似地認為擠出機的功
的功；率的增加與轉速成正比，即的值近似地等於１，根（３）使熔融塑料公升壓，克服向前輸送物料時的據扭矩的關係，將式（１）代入得：
各種阻力所需要的功。
（２）根據牛頓型流體有關的假設，匯出目前應用於由式（２）可知，在 ＝１時，無論轉速等於多單螺桿均化段流量和功率的計算公式。
少，扭矩 ．仍然是乙個定值，可以近似地把它看作
是線性關係，因此直線的斜率就表示扭矩，而流量計算公式 ：
也基本上是恆定的。擠出機的這種隨著螺桿轉速ｎ一
一的增加而其扭矩 ．被看作基本上保持不變的特
收稿日期
作者簡介：杜德鑫（１９６２一），男，安徽歙縣人，南京藝工電二ｌ：裝置有限公師，主要從事電工機械設計和工藝編制研究工作。
應用研究杜德鑫單螺桿塑料擠出機驅動功率的確定
９７ｐ：一ｐ，一—
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一，，，，、
『ｌ１２７／２ｅｌ３
功率計算公式【：
＾盯 ｄ ｎｌｌ３
．ｑｌ（ｐ２一ｐｌ，．一
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式中：ｑ 為均化段的流量（擠出量），ｍ ／ｓ；ｄ為機
筒內徑，ｍ；ｅ 為螺桿螺稜寬，１＂１１；ｈ為計量段螺槽深度，ｍ；為螺旋公升角，。；７７。為螺槽中塑料的粘度，
ｐａｓ；叼為問隙氏中塑料的粘度，ｐａｓ；ｌ，為計量段長度，ｍ；為螺桿與機筒的間隙，ｍ；ｐ。為均化段開始處熔體壓力，ｐａ；ｐ 為均化段末端處熔體壓力，ｐａ；ｎ．為均化段的功率，ｗ。
從式（４）可以看出，螺桿均化段的功率與螺桿引數、螺桿均化段的壓差、物料的粘度、螺桿的轉速有關。擠出機螺桿均化段的功率一部分消耗在推動熔融塑料向前運動中，塑料粒子在螺槽中承受著剪下變形，抵抗壓力流上，即式（４）中第一項和第二項，另一部分消耗在料筒和螺桿間隙中的剪下和摩擦，即式（４）中第三項。
必須指出，由 ｌ般６都很小，故在一般情況
下，式中等號右邊的第三項（即螺桿與機筒的間隙中剪下物料所需要的功）是最大的一項。不過，由於國產擠出機的間隙６相對較大，故此間隙中的剪下功相對較小，往往小於螺槽中對物料的剪下功，即式（４）中等號右邊的第一項。
有文獻指出，即使在壓力△ｐ：ｐ 一ｐ 高達７０ｍｐａ的情況下，
都不大於總功率消耗的
ｃｏｓ１０％，因此在計算時一般都略去此項，而將算出的總值加大１０％，即：ⅳ３
芻１（５）
、３ ６００『ｈ
＋在實際應用中，可把均化段所需功率再乘一系
數ｋ，近似地作為螺桿全長的功率消耗，即
ｎ總＝後ｌｎ１
（６）式中：ⅳ 為螺桿工作時所需的總功率，ｗ；ｋ 為系
數；ｎ：為螺桿均化段的功率消耗，ｗ。
實驗表明，係數 ．，對於電線電纜所用塑料：聚氯乙烯取３，聚乙烯取２，聚丙烯取１．５。
還必須指出，雖然公式尚不能準確地計算擠出機的傳動功率，但它能反映出功率消耗與各引數問的關係，因此它對分析問題和設計擠出機、選擇電
動機等都有重要的參考價值。
ｂ．第二種計算方法。
由於國產擠出機的間隙相對較大，根據對國產
塑料擠出機的統計得出，估算擠出機的驅動功率的公式：
式中：，ｖ２為擠出機的驅動功率，ｗ；ｄ 為螺桿直徑，ｍ；，為係數，與螺桿幾何引數等有關。通過對
目前國產的擠出機進行的實驗和統計分析可以看出，對係數ｋ２，當時，ｋ２取為０．００３ ５４；當ｄｌ＜９０ｍｍ時，取為０．００８。
ｃ．第三種計算方法 。
除了以上所介紹的公式外，也有採用統計、模擬的方法，得出在加工各種不同的物料時的驅動功
率的單耗值（即每小時生產１ｋｇ的物料所需要的功率消耗ｗ／ｋｇ／ｈ），來確定擠出機的驅動功率：
ｎ３＝１０ × ｑ
（８）式中：為擠出機的驅動功率；，為擠出機住最高轉速時，加工某些物料的單耗值。對係數ｋ ，當材料是ｐｖｃ時，ｋ 取為０．１５～０．２；當材料是聚烯烴時，ｋ 取為０．２～０．３。
ｄ．第四種方法。
根據單螺桿塑料擠出機》標準的推薦，螺桿直徑９０ｒａｍ，長徑比ｌ／ｄ＝２５，螺桿最高轉速１００ｒ／ｍｉｎ，最高產量１５６ｋｇ／ｈ，驅動功率為
５０ｋｗ。
３ 例項
以常用的ｓｊ一９０×２５單螺桿塑料擠出機為例
進行功率計算、校核和確定。
例：已知螺桿直徑ｄ。＝９０ｍｍ，螺桿轉速長徑比ｌ／ｄ＝２５，計量段長度ｌ ：
５５９ｍｍ，螺距ｚ＝９０ｍｍ，螺旋公升角＝
計量段深度ｈ：５５ｒａｍ，螺稜寬ｅ ＝
９ｒａｍ，螺桿與機筒間隙機頭壓力加工時ｐｖｃ濕度ｔ＝１４９。，物料密度螺槽中塑料的粘度叩間隙６ｏ中塑料的粘度叩２＝
ａ．第一種計算方法。
在螺桿轉速螺桿與機筒間隙取
６＝０．３ｒａｍ時，計算其功率，即
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運用統計模擬的方法，即對同型別規格相近的國內外的擠出機的驅動功率進行實測，或對近期國內外相近型別的擠出機進行驅動功率的統計，然後經過比較並結合設計的具體情況來確定所需要的驅動
功率。ｎ總
這一資料偏離較大，說明上述某些引數已不可信，需要重新驗證相關的引數。
ｂ．第二種計算方法。
．４ 結束語
本文依據輸送理論的主要結論簡單說明了單螺桿塑料擠出機驅動功率的確定方法，在設計擠出機的傳動系統時，應盡可能使它的工作特性符合擠出機的工作特性。採用具有恆扭矩工作特性的驅動，可以使驅動電機的功率得到充分合理的利用。
由於幾種結果不盡一致，尚無精確有效的計算
ｃ．第三種計算方法。
根據實際實驗資料統計分析，一般取由式（３）可得產量：
一驅動功率：
方法，需要在計算、統計模擬和實驗相結合的基礎上才能得出結果。採用上述計算分析的方法，對設
ｄ．第四種計算方法。
由於電纜所用的材料發展較快，原標準所推薦的資料已經不再適用，目前為了能適應多種擠出塑
計和使用有一定的指導意義和實用價值，但在實驗的資料和精確的計算方面有待進一步深入研究。參考文獻：
［１］北京化工學院，華南工學院．塑料機械設計［ｍ ．北京：中國
輕工業出版社，１９９４．
料材料，宜採用適當提高驅動功率，匹配合適結構的螺桿達到提高產量的方法。實際實驗和使用表明，採用９０ｋｗ的驅動功率，產量最高可達２８０ｋｇ／
ｈ。此外，還有其他用來確定擠出機的驅動功率的經驗資料和公式，但在進行擠出機設計時，更多地
［２］【德】ｃ勞溫代爾．塑料擠出［ｍ］．陳文瑛，韋
譯．２版．北京：中國輕工業出版禮，１９９６．
華，趙紅 ，
ｄｕ ｄｅ—ｘｉｎ
一（上接第９５頁）
塑料擠出機畢業設計
塑料擠出機螺桿 機筒設計初探 內容摘要 首先介紹聚氯乙烯板擠出成型生產工藝，單螺桿擠出機的工作原理 基本結構及各系統在工作中的作用，根據設計任務書要求確定擠出機的基本引數,並對擠出機主要零件螺桿和機筒進行了設計,最後對螺桿和機筒的製造要求 修復方法提出了自己的一些看法。關鍵詞 擠出成型擠出機螺桿機筒...
擠出機操作規範
4.4.5 開啟喂料機電源及運轉開關，緩慢調整進料速度至設定值。4.4.6 稍微開啟真空幫浦的進水閥，蓋好真空口上蓋並開啟抽氣閥，開啟控制櫃上的運轉 開關。4.4.7 生產加玻離纖維的產品時，需確定主原料通過排氣口的位置後再將玻離纖維由排 氣口加入，以避免玻離纖維卡死螺桿。4.4.8 觀察機頭流出的...
關於螺桿組合螺桿擠出機組合的總結
螺桿組合要求的是在一定的長徑比下，增加和減弱剪下與輸送，對於一些剪下比較敏感的材料或反應型的材料，可以在組合上多下點工夫，比如要求材料在熔化成什麼狀態下應該給予怎麼樣的剪下和輸送.其實配方很多時候是假,機器是真.機器包括精度,自潔性,還有螺桿組合.螺桿組合一些人把90度 反螺紋塊 反捏合塊叫阻力螺紋...