塑料成型最重要的两种工艺即注塑成型和挤出成型,螺杆是整个成型过程中的关键部件，所以一直强调螺杆的重要性。我们知道，单螺杆有各式各样的，如分离性、混炼型以及压缩减压型的单螺杆。其中，压缩减压型螺杆又分为:能量传递式(ET)螺杆和波形螺杆。

波型螺杆与普通单螺杆一样，仍分固体输送段、压缩段及计量段，但不同之处是：在从压缩段起，螺纹有偏心距，螺槽展开时呈波状。硬聚氯乙烯物料在挤出塑化时，除要经过螺旋输送和一定的热历程外，还要经过波峰和波谷的间歇作用，促使物料收到周期性的压缩---减压作用，在减压时分子产生应力松弛。这样，硬聚氯乙烯在塑化过程中不致因不断收到剪切、不擦作用而使物料温度持续上升，从而发生降解，这就大打提高了硬聚氯乙烯产品的质量。

经过多年的努力，目前达到实用阶段，应大力推广应用，华南理工大学主要研究双波形螺杆、排气或挤出机用螺杆，而背景化工学院则着重研究注塑用波状螺杆，本文重点介绍这种波状注塑螺杆。

近年来,由于挤出机产量越来越大,驱动功率越来越大,螺杆的转速也随之提高。为了有效提高轴承受单向扭矩能力，分析研究挤出机螺杆芯轴的失效和受力原因是非常重要的。为何获取更好的塑化效果和生产能力，大直径螺杆、超深螺槽是近年挤出机发展的趋向，其轴所承受的扭矩也越大，挤出机在运行中发生的芯轴折断事故拼拼出现。因此，研究挤出机螺杆芯轴失效的原因，对于提高挤出机生产能力和产品质量，有着至关重要的意义。

在塑料加工工业中，选用合理地装配结构和部件的加工精度；正确地设计螺杆结构形状以及采用新型材料和螺扦表面的处理是降低螺杆表面磨损，腐蚀，提高生产率的有效措施。

挤出机塑化装置中除了挤出机螺杆很重要,还有机筒和射嘴在加工生产中也非常重要,接下来简单接受下这两个部件的结构特点。

挤出机机筒是一个直筒，与螺杆紧密配合。螺杆与机筒之间的径向间隙一般为0.2M(0.008in);螺杆直径不大于40mm的挤出机的间隙约0.15mm(0.006in)。机筒通常由双金属通过中心浇铸制成。当塑化装置要求排气时，机筒上要开排气口。在机筒的喂料端开喂料口。喂料口与料斗相连，固体塑料颗粒经科斗加到挤出机中。

挤出机的喷嘴顶到主浇套上。喷嘴的尖部通常倒圆，圆弧的半径略小于与其配合的主浇套的半径，以实现良好密封。为避免过度磨损，半径应足够大。美国标淮中，喷魔的半径为。0.5in和0.75in；在欧洲欧盟标准中，喷嚏的半径取10mm、15mm、20mm和30mm。喷嘴既可以是直通式，也可以包含一个开关装

置。直通式喷嘴一般推荐用于热敏性整合物和高黏度聚合物的加工，例如硬PVC、热固型树脂和弹性体。图1.12显示了一种直通式喷嘴的结构。

1.螺筒要直。

2.螺筒的设计应能经受挤出机的工作压力。这些压力可能高达70-140MPa(10000-20000psi)，在注塑中还要更高些。

3.螺筒内壁面应比挤出机螺杆更耐磨，因为螺杆比螺筒易更换，重新加工也比螺筒便宜。

4.螺筒后端的支撑应采用滑动支撑，当螺筒被加热时允许其膨胀。刚性的支撑会引起螺筒的弯曲，可能导致螺杆和螺筒严重损坏。

5.为了改进团体输送，螺筒的加料段可以开槽。开槽加解段应保证良好的冷却能力，以带走高摩擦产生的热，并阻止槽内堆积物料的熔融。另外，沟槽应倾斜开，深度逐渐变浅，最大限度地减小物料在构糟内的挂料机会。

6. 如果没有搭气口，应偏置，并且开口侧壁与螺筒内壁相切，以减小塑料熔体挂在排气口前沿的机会，见图2．20。较传统的对称式排气口设计，易使物料在排气口的底部不断堵塞。排气口的开口处可以设计成向下倾斜的，以避免冷却物流人挤出机螺筒。

一.挤出机螺杆与其支撑传动轴的装配间隙过大，旋转工作时两轴心线不同心，误差过大。

二.挤出机螺杆弯曲变形，轴中心线的直线度超差较大。

三.挤出机料筒端面与机座连接法兰端面和料筒中心线的垂直度没能保证，误差大。

四.挤出机螺杆装配在挤出机料筒内，两零件同心度的误差大。

  腐蚀性、磨蚀性和耐高温的树脂有可能在不知不觉中损害螺杆和机筒。例如，部分工程材料、热塑性弹性体和生物高分子材料，有时会形成一种腐蚀性环境。另外，增强材料（如玻璃纤维、玻璃球等）、某些填料以及添加剂，都具有磨蚀性。
  为避免影响生产效率和产品质量，加工商必须密切监测这些材料可能会对设备造成的危害。为了保持较高的加工标准，建立一种预防性的维护方案（以下简称“PM方案”）非常必要。在需要的时候，应该对机筒螺杆进行检查和测量，并将螺杆拉出来，重新进行安装或更换，因为极小的磨损也会影响产品质量。

保护设备免遭腐蚀性和磨蚀性树脂的损害，最好的办法是选择合适的材料来制造螺杆和机筒。为应对腐蚀性、磨损性和耐高温的熔体而制造耐耗损机筒和螺杆，其加工成本超过标准的聚烯烃用螺杆约3~4倍。这是因为耐耗损合金的价格比较昂贵，并且很难加工。但它们能提供更长的使用寿命，并且维修的间隔可以更长。

1.挤出生产过程中，由于工艺温度过低或挤出机机筒内随物料混进金属异物，会使螺杆的工作转动扭矩突然增加，这种扭矩力超出螺杆的强度极限，会造成螺杆扭断。

2.物料中如果有碳酸钙或玻璃纤维等填充料，会加剧挤出机螺杆和挤出机机筒的磨损。

3.挤出机螺杆在挤出机机筒内转动、挤出物料，螺杆、机筒和物料三者之间长时间摩擦必然会造成机筒和螺杆的磨损。机筒的内径会逐渐加大、螺杆的外径逐渐缩小，这样，螺杆与机筒的配台间隙会随着两者的逐渐磨损而一点点加大.

4.操作不当，工艺温度控制不稳定，经常出现被挤出物料分解如pvc分解时放出大量HCI气体，加剧了对零件的腐蚀。

5.挤出机螺杆或机筒工作表面的热处理硬度没有达到要求值，会加快两零件的磨损。

6.螺杆和挤出机机筒的材料选择不当，使两零件的工作强度不够，会缩短其工作寿命。

挤出产值直接决议于螺杆转速，所以精密切量和操控挤出机螺杆转速非常主要。测量和闪现的冕杆转速应最少精确到0.1r/min，最好精确到0.1r/min或更小。换句话说，螺杆速度测量的敏感度和分辩牢应为0.1r/min或非常好。假设满量程为200r/min，则测量敏感度为满量程的0.05%。当挤出机在低速下作业时．转速的测量尤为主要。例如，挤出机在5r/min下作业，螺杆转速的分辩率为1r/min．则实习的螺杆转速改变在20%以内时，在测量控数上不会有改变。当分辩率为0.1r/min时，螺杆转速在%以内改变时，螺杆测量闪现值不会有改变。

另一个需求思索的主要疑问是挤出机和牵引机的速度调度疑问。典型带有测速反响调度的电刷式宜流电机的速度调度精度为满量程的1%。假设最高转速为100r/min，则螺杆转速为10r/min时，其改变值可达正负1r/min，即正负10％，总改变置达20%。这对大都挤出进程是不允许的。采用数字化驱动技能的无刷直流电机或数字脉冲有刷直流电机，调速精度可大为前进，其调速精度可达满量程的0.01%或非常好。这就是说．即便在很低的转速下，这种驱动方法也能确保螺杆转速非常安稳。

明显、牵引速度的调度具有相同主要的含义。假设挤出产值坚持安稳，而牵引速度在改变，则成品的尺度也会发生改变。所以，建议挤出机和牵引装置的速度调度精度都要抵达满量程的0.01%或更高。因为现在数字化驱动在价钱上比起旧式的带测速仅或不带测速仪的刷式直流电机并不算贵，所以没有理由不采用数字驱动装置。

在挤出物料时需要对螺杆进行冷却，主要是为了保证生产能顺利进行，防止物料因塑化温度过高而造成分解。比如在螺杆的加料段冷却，是防止此段螺杆温度过高，避免物料因温度高而戮附在螺杆的螺纹槽内随螺杆转动，影响物料输送前移，造成因供料不足而不能正常生产。螺杆的均化段冷却降温，是因为此段熔料因受较大的挤压、摩擦和剪切作用，产生热量多，温升较快，为防止物料分解才需降温冷却。