挤出成型是聚合物成型加工的重要方法之一。目前的螺杆挤出机大部分采用直开槽衬套的强制进料结构,其固体输送区具有压力过高,挤出过程不平稳,螺杆、料筒磨损严重等缺点。本文研制的螺旋沟槽单螺杆挤出机,采用螺旋开槽衬套的强制进料结构,可以改善固体输送特性,提高挤出产量,降低挤出能耗。本文主要研究螺旋沟槽单螺杆挤出机的固体输送特性。以自行参与设计的螺旋沟槽单螺杆挤出机为研究对象,在北京化工大学建立的弧板模型以及双螺棱推动理论基础上,推导了螺旋沟槽单螺杆挤出机的能量消耗方程。验证了北京化工大学提出的螺旋沟槽单螺杆挤出机由摩擦拖曳输送向正位移输送转换的边界条件方程,并根据正位移输送边界条件方程、挤出产量和能耗方程指导了强制进料螺旋沟槽衬套的设计,并应用于实际生产。理论分析和讨论了机筒加料衬套几何结构参数:长度、槽数、槽宽、槽深及螺旋角,螺杆结构参数,工艺参数,物料参数等对固体输送段压力、挤出产量和能耗的影响规律。本文用自行设计的螺旋沟槽单螺杆挤出机进行实验,通过改变物料、螺杆转速等,分析强制进料螺旋开槽衬套结构对固体输送特性的影响,并利用螺旋沟槽单螺杆挤出机和传统挤出机进行HDPE与PPR产量、能耗对比实验。研究结果表明:螺旋沟槽单螺杆挤出机具有良好的正位移输送特性,输送能力好,生产能力大。理论和实验研究具有较好的一致性,实际挤出产量与理论计算分析比较吻合,挤出产量相比原来提高了20%～30%。本文推导了螺旋沟槽单螺杆挤出机的能量消耗方程,丰富了双螺棱推动理论。本文采用的强制进料螺旋开槽衬套几何结构参数的设计思路,有助于形成挤出机螺旋槽加料段的设计规范,指导螺旋加料衬套及整机的设计,为挤出生产线降低能量消耗、提高挤出产量提供有力的指导。