固体输送

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料挤出制品生产工艺手册》第30页（1067字）

当塑料进入挤出机的螺槽和料筒内壁，塑料立即就被压实形成固体塞(也称为固体床)，并以恒定的速度移动。固体塞的移动是受螺杆、料筒表面之间各摩擦力的控制的。如果塑料与螺杆之间摩擦力(F_s)小于塑料与料筒之间的摩擦力(F_b)即F_s＜F_b，则塑料沿螺棱方向前进，以其分量沿轴向前进；如果F_s≥F_b，则塑料就随着螺杆转动，不能沿轴向方向前进，也就是说挤出机不出料。塑料成型加工的先驱们以固体摩擦力的静平衡为基础，得出了固体输送速率(Q_I)的计算式：

式中 Q_I——固体输送速率(体积)；

n——螺杆转速；

D——螺杆直径；

H₁——螺杆加料段螺槽深度；

θ——螺杆的螺旋升角；

Φ——固体输送角，它是固体塞移动方向与螺杆轴垂直面的夹角。

由上式可知，固体输送速率不仅与DH₁(D－H₁)n成正比，而且也与正切函数的集合项成正比。为了提高固体输送速率，使D、H₁、n增大是不可取的，因为D增大必然使机器庞大，H₁增大有可能使螺杆根部被扭断，n增大有可能引起熔化段能力的下降；只能使增大，从理论上可采取的措施有三：①降低F。，在实际生产中，一方面是提高螺杆表面的光洁度；另一方面，在成型过程中冷却螺杆的加料段，这是塑料加工厂完全能够做到的。②增大F_b，塑料机械厂在制造挤出机时，经常在料筒内开设纵向沟槽。③可采用最佳螺旋升角，而实际中并不这样做。

固体输送段的输送效率取决于树脂对螺杆表面的摩擦性质。一个好的固体输送段，树脂对料筒的摩擦因数应高于树脂对螺杆的摩擦因数。摩擦因数作为表面速度、表面温度和压力的函数可以用专用设备测得，此设备是人所共知的摩擦试验机。为了使固体输送分力最大化，必须仔细选择适于固体输送的螺杆表面和料筒表面(即加料斗附近)的温度，以利于固体输送。所以，固体输送段的恰当设计是无法替代的。

从实验得知，固体输送段最适宜的几何形状通常与螺杆导程有关。最适宜的螺杆设计必须结合螺棱导程的变化。在有些螺杆中，导程并不突然变化，这部分的长度逐渐增加。