1 單螺桿與熔體泵的性能差異

　　單螺桿擠出機(jī)是人們熟知的用于塑料擠出成型的 主機(jī)設(shè)備，其主要功能是對固態(tài)樹脂實(shí)施連續(xù)的輸送、熔融、混合、排氣、加壓等作用，將均勻塑化好的熔體定壓定量地?cái)D入成型模具。單螺桿擠出機(jī)優(yōu)點(diǎn)很多，應(yīng)用廣泛，但也存在一些不足之處。例如：容易產(chǎn)生較大的擠出流量波動(dòng)；排氣擠出穩(wěn)定性差，易冒料等。

　　本文提及的熔體泵（meltpump），是指主要用于輸送塑料熔體的齒輪泵（gearpump）。其主要功能是增壓和計(jì)量。當(dāng)進(jìn)入泵入口的熔體由各種原因產(chǎn)生較大幅度的壓力波動(dòng)時(shí)，在泵出口引起的壓力波動(dòng)卻極小。其穩(wěn)定熔料壓力、流量的能力優(yōu)于各種類型的塑料擠出機(jī)。但這種熔體泵熔融、混合、均化塑料的能力很弱，也不具有排氣功能。

　　1.1 單螺桿擠出機(jī)的流量波動(dòng)問題
　　單螺桿擠出機(jī)歷來存在著擠出流量波動(dòng)或壓力波動(dòng)的問題[3]。

　　這對擠出流量要求精確的場合，就成為必須要解決的問題。影響擠出流量穩(wěn)定性的因素有很多，主要有擠出工藝參數(shù)（溫度、機(jī)頭壓力、螺桿轉(zhuǎn)速等）、設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)（螺桿計(jì)量段長度、槽深、機(jī)頭口模形狀系數(shù)等）和被加工樹脂的性能參數(shù)，（松密度、摩擦系數(shù)、粘度及粘度對溫度和剪切的敏感性等）三方面的因素。以上諸多因素的相互影響與作用，經(jīng)常會加劇流量波動(dòng)而導(dǎo)致擠出制品的尺寸精度下降和制品缺陷。

　　通過下面列出的一些數(shù)學(xué)關(guān)系式[4],可以看出一些主要因素對擠出流量波動(dòng)的影響。

　　基于冪律模型的假塑性流體上建立的壓力波動(dòng)對擠出流量波動(dòng)的影響關(guān)系式：

　　可以看出,流量Q將直接受到壓力p、螺桿轉(zhuǎn)速N 和樹脂粘度η的影響。而粘度η又隨溫度T的變化而變化。由于假塑性流體的熔體非牛頓指數(shù)n<1,所以在高聚物擠出加工中,較小的壓力波動(dòng)都會導(dǎo)致很大的流量波動(dòng)。在擠出機(jī)中,加熱溫度T和螺桿轉(zhuǎn)速N是由電控系統(tǒng)控制的,而實(shí)際生產(chǎn)時(shí),很多擠出機(jī)都因電控系統(tǒng)的配置精度較低或電網(wǎng)電壓波動(dòng)而導(dǎo)致這兩個(gè)參數(shù)波動(dòng)過大,進(jìn)而引發(fā)流量波動(dòng)。流量波動(dòng)與壓力波動(dòng)密切相關(guān),通過監(jiān)測壓力的變化易于評估流量的變化。在單螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)率公式的基礎(chǔ)上定義出的壓力波動(dòng)系數(shù)Ip

　　解決擠出流量波動(dòng)問題,比較方便的辦法是調(diào)節(jié)擠出工藝參數(shù),但這種方式的效果比較有限。有時(shí)候,實(shí)際情況往往迫使你不得不改換已有的塑料品種,或重新設(shè)計(jì)機(jī)筒、螺桿,或更新溫控儀表和驅(qū)動(dòng)螺桿的電  ?92 ?單螺桿擠出機(jī)2熔體泵串聯(lián)擠出系統(tǒng)的性能與應(yīng)用  控系統(tǒng)。盡管如此,每一種措施的效果依然是有限的。