摘要:自从21世纪以来，伴随着塑料工业的迅猛成长，人们对于塑料品的供给需求不断扩大，而由于科学技术的进步提升，塑料产品的使用面也越来越广，如今，加工塑料的机器设备已经侵入到千行万业中去，为我国的国民经济以及工业发展贡献了极其巨大的力量。在塑料工业里，最关键的构成部分之一就是塑料成型机械，而塑料成型机械又是实现塑料制品生产的完成的重要手法。其中，顺利实现塑料制品的完成，最关键的成型方法就是挤出成型。
关键词:单螺杆塑料挤出机；节能分析；设计研究
本篇论文主要以单螺杆塑料挤出机的定义以及工作原理为切入点，进而来剖析单螺杆塑料挤出机的节能途径以及设计方法。希望能够借此寻找出单螺杆塑料挤出机设计的最好的改良方法，从而提升单杆塑料挤出机的使用效能，实现单螺杆塑料挤出机的最大程度上的节能，实现资源的有效利用，从而收获良好的经济与社会意义。
一、什么是单螺杆塑料挤出机
大多数塑料机械制作公司在生产制作和加工成型塑料时，往往会选择使用挤出机来作为主要的加工机器。挤出机包括螺杆挤出机和非螺杆挤出机两类挤出机。而螺杆类挤出机又分为单螺杆与双螺杆以及多螺杆这么三类挤出机。而绝大多数的塑料机械制作公司会更多的选用单螺杆挤出机或者是双螺杆挤出机来进行使用。
其实这两种螺杆挤出机的作用基本是一致的，他们都可以用来制作成型的塑料制品以及配混料造粒，不仅如此，二者还都可以作用于改性聚合物，当然除了这些用途，螺杆塑料挤出机还有很多别的使用用途，在这里就不一一列举了。
其实单单就螺杆塑料挤出机的使用范围而说，双螺杆挤出机的机型更宽，实际应用时，它的适应性更强。但是由于单螺杆挤出机是更早期开始使用的机型，它的构造相对更加简易，实际操作起来也相对简单一些，更重要的是，单螺杆塑料挤出机的制作成本要低，而双螺杆塑料挤出机的成本要高得多，制作起来比较方便，使用群体也比较大，是一种大家相对来说更熟练的机型，因此我们进行对于单螺杆塑料挤出机的理论研究，从而找出更加节能的制造方法。
二、单螺杆塑料挤出机工作原理
单螺杆塑料挤出机的工作原理，其实就是用挤压系统对所需加工的产品进行加热，加热到规定的温度以后，需要保持恒温一段时间，然后再开启电机，使用减速机来进行螺杆的扭矩与转速的调整，直到调整至螺杆所需要的数值。一切准备就绪后，在料斗里面的塑料就会在自重或者加料器推力的推动下，从料斗中流进螺槽里面。伴随着螺杆的转动，塑料在与机筒螺杆摩擦力的推动下被向前运输。
塑料从料斗进入到螺杆以后，在它的旋转带动之下，料斗的筒内壁和螺杆的表面会与其发生不断的摩擦，在这种摩擦力的推动下，就会一直向前不断运送。在这整个成型阶段里，粉状或者颗粒状的原料就会被加入到塑料挤出机，进而需要经过好几个阶段，如运输、压实、压缩、融化、塑型等，最后成为比较均匀的混合物。
与此同时，由于料斗筒外的不断加热，以及各种设备与物料之间不断地摩擦生热，从而会使得里面的塑料的温度一直在上升，一直在上升，直到达到它的熔点，就开始熔融了，然后还要继续加热，一直到所有的物料都融化至黏流状，再通过不断地均化，按照一定的程序将其挤入到机头。然后通过制作好的模具，经过冷却定型和一系列的工序，一件成型的塑料制品就完成了。
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三、单螺杆塑料挤出机的节能分析
从上述的单螺杆塑料挤出机的原理分析，我们不难看出，通过单螺杆塑料挤出机的方法来进行塑料工业产品的制作，其能耗之大可见一斑，而实际上，在使用单螺杆塑料挤出机的过程中，有很多环节都是可以进行改造的，进而降低能耗，实现节能的目的。
在探讨如何实现单螺杆塑料挤出机的节能时，因为挤出机的加工状态始终处于一个加热的状态，加热冷却系统的能耗基本是占了很大的比重的，因此其关键点其实主要聚焦在如何通过减少加热冷却系统能量损耗来实现节能的问题上来，本篇论文接下来将会针对降低加热冷却系统能耗的方向来介绍一些可行的能够实现节能的方法。
（一）运用智能温控仪或智能控制手段
如果能够使用可以自动控制调节温度的仪器或者手段，这样一来，加热功率会根据已经设计好了的数据进行调节变化，在最初开始生产时，加热功率会完全打开，而当生产趋于正常时，又会被自动切断，这样不仅使得能耗大大降低，连温度的起伏波动的幅度也随之大大降低。
（二）运用绝热措施减少能耗
在单螺杆塑料挤出机运转过程当中，机筒表面与物料材料很容易摩擦生热，使得内部过热，产生大量不必要的能耗，这时，如果使用一些特殊的绝热方法，并在机筒的外部装上一个特别制作的罩子，就能够使得热量被重新反射到机筒内，这样一来，不仅消除了过热的隐患，而且还大大降低了能耗。
（三）灵活吸纳电磁感应加热技术
近些年来，随着科学技术的大幅度突破与突飞猛进的发展，电磁感应技术逐渐发展成熟，尤其是在单螺杆塑料挤出机的运用上面，对于挤出机的完善与改革迎来了一个小里程碑，通过电磁感应技术的运用，可以缩短加热的时间，降低温度的波动幅度，更重要的是，使用电磁感应技术大大地降低了能耗，节约了成本，甚至对于环境保护也起到了贡献作用。
四、单螺杆塑料挤出机的设计研究
我国的单螺杆塑料挤出机在设计方面其实仍然存在着很多的缺陷，为了能够最大限度的高效利用单螺杆塑料挤出机，本篇论文将对其设计研究提出几点建议。
（一）向高速化和高效化发展
在单螺杆塑料挤出机的设计研究过程中，不管口径的大小以及其挤出的规格的大小，都需要在规定额度的前提下进行设计，在辅机的设计方面也要多加注意，关键还要考虑到P/Q的数值，从而实现向高速化和高效化的发展。
（二）灵活运用新型螺杆
随着相关科学技术的发展，螺杆方面的设计也取得了较大的进步，现在的新型螺杆主要包括屏障型螺杆、分离型螺杆等，通过运用新型螺杆的设计，会使得物料加热混合后变得更加均匀，从而会使得能耗大大降低，能够起到节能环保的效用。
（三）针对塑料制品，设计合适的单螺杆塑料挤出机
正如马克思主义中提出的哲学原理——具体问题具体分析，在单螺杆塑料挤出机的设计时，也要遵循这个哲学原理，针对塑料制品不同的物料，设计出能够匹配不同物料的各类机型。尽量不要使用同一种机型去制作不同物料的塑料制品，这样可以避免对于单螺杆塑料挤出机的损害，提高制作的效率，降低能耗。
五、结束语
本篇论文研究的主要是单螺杆塑料挤出机的原理、节能以及设计研究方面，可能对于其他的机型来说会不太一样，但是不管怎么说，其实在单螺杆塑料挤出机的节能、设计研究方面，仍然具有很大的挖掘潜能。而在进行单螺杆塑料挤出机的节能设计时，主体方向还是要朝着高效化低能耗的方向发展，这样一来提高的远远不止是经济效益，更重要的是，能够为国家节约资源，最终实现社会效益的大大提升，从而为祖国的现代化建设发展贡献出一份巨大的力量。
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论文作者:李金光
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/28
标签：挤出机论文; 单螺杆论文; 螺杆论文; 塑料挤出机论文; 节能论文; 塑料论文; 机筒论文; 《防护工程》2019年第6期论文;