挤出机的加热冷却系统是为了保证挤出机能够正常运转，以及保持挤出机有稳定的工艺温度。

1.加热

挤出机加热主要是指机筒、机头连接体和口模的加热，我们在前面（1.1.4节）已经介绍过，在挤出过程中，塑料的熔融主要依靠机筒的热传导，因此挤出机必须要有足够的加热功率。

加热功率的计算可以按下列公式：

H=1.16×10^-4GΔTC/（nt）

式中 H——加热功率，单位为kW；

G——螺杆、机筒总质量，单位为kg；

ΔT——加热开始和目标值温度差，单位为°C；

C——螺杆、机筒比热容，约534J/（kg·°C）；

n——加热效率，一般取0.5；

t——设计升温时间，单位为h。

目前用得最多、最广泛的加热方式是电阻加热圈，是用镍-铬电阻丝缠绕在云母片上，然后在电阻丝外再盖上云母片，使电阻丝完全绝缘，最后用薄钢板包覆，加工成需要的尺寸和形状。由于电阻丝在工作时直接和空气接触，因此电阻丝氧化很快，并且绝缘用的云母片很零碎，很容易引起电阻丝位移造成短路，所以使用寿命不长。而且加热功率也不容易做得很大，一般只有1～2W/cm²。现在外层的薄板都已经使用不锈钢板，过去使用普通钢板时，更容易由于薄钢板锈蚀使加热圈损坏。

改进的加热圈是把电阻丝做好绝缘处理后，做成铸铝加热圈。铸铝加热圈由于电阻丝和空气不接触，电阻丝也不会位移，因此使用寿命要长得多。并且由于绝缘层是陶瓷比云母耐热性能好得多，因此功率可以做到3～4W/cm²。除此以外，还有铸铜加热圈，是把铸铝加热圈的铝换成铜。由于铜的热传导性能更好，因此铸铜加热圈可以做到5～6W/cm²。

但是由于铸铜加热圈价格比较高，因此除非是需要产能非常大的挤出机，一般不采用。铸铝加热圈采用是最多的，由于生产铸铝加热圈需要有铸造模具，过去一般只用在挤出机机筒这样能够有一定批量的地方使用。但是因为它使用寿命长，加热功率比较大，现在在口模上用得也越来越多。

加热的控制有位式控制和比例控制。位式控制简单，是开-关控制，总是全功率加热或者切断，温度波动比较大（图1-16）；比例控制是按照实际温度和设定温度差来自动选择加热功率，因此热惯性比较小，温度波动也比较小（图1-17）。目前国内生产的挤出机大多数已经采用比例控制。

图1-16 位式控制有较大的温度波动

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图1-17 比例控制有较小的温度波动

2.冷却

挤出机的冷却主要有五个部位。

第一个部位是齿轮减速箱。齿轮减速箱自身是由润滑油冷却并润滑的，为了解决润滑油在使用中油温逐步升高的问题，齿轮减速箱一般都带有油冷却器，油冷却器一般是用水来交换冷却的。

第二个部位是推力轴承。挤出机的推力轴承除去要承受主轴的旋转运动，还要承受来自螺杆的轴向推力，因此冷却是保证推力轴承正常工作的重要条件。一般推力轴承用齿轮减速箱的润滑油来冷却和润滑。用一个专用的油泵（图1-1的7—润滑泵）把齿轮减速箱的润滑油不断注入推力轴承，就可以达到冷却和润滑推力轴承的目的。

第三个部位是机筒的加料斗座（图1-18）。机筒的加料斗座是一个铸件，可以在铸造时做好冷却用的空腔，加工好出入口，用时通上冷却水。冷却机筒的加料斗座是为了保证机筒的加料斗座总是处于低温状态，使螺杆可以顺利地把物料从加料口带走，这是挤出过程的第一步。

图1-18 加料斗座冷却结构

第四个部位是机筒（图1-19）。机筒的加热圈和机筒的外表面之间需要留有空间，使机筒能够冷却，现在一般用风冷，用吹风机把风送入该空隙冷却机筒。有些设计为了强化冷却效果，把机筒外表面加工出沟槽，如同暖气片一样，增加散热面积。

图1-19 机筒风冷结构

a）加热圈外冷却 b）加热圈内表面轴向冷却 c）加热圈内表面环向冷却

第五个部位是螺杆（图1-20）。螺杆的冷却，是为了在工作时把螺杆和塑料产生的过多摩擦热导出，防止塑料过热降解。方法是在螺杆上打孔，把冷却水引入再导出，只需要控制出水的温度，就可以控制挤出工艺温度。用于加工PVC制品的挤出机，螺杆冷却是必须的。挤出聚烯烃制品螺杆一般可以不冷却，因此一些挤出机的螺杆没有冷却用孔。

图1-20 螺杆冷却结构

1—螺杆 2—冷却管 3—旋转接头

在挤出机的发展历史中还有过许多其他的机筒加热、冷却方式，比如工频感应加热，还有用电加热水，控制水的汽化和凝结来对机筒加热及冷却，但是在实际的生产和应用中，由于过于复杂，制造成本太高，已经被逐步淘汰。