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普通螺杆的结构参数应如何确定?
来源: | 作者:长虹 | 发布时间: 502天前 | 224 次浏览 | 分享到:
普通螺杆的结构参数主要包括螺杆直径和长径比、螺杆三段参数、压缩比、螺杆和料筒间隙的确定等。

      普通螺杆的结构参数主要包括螺杆直径和长径比、螺杆三段参数、压缩比、螺杆和料筒间隙的确定等。

(1)螺杆直径的确定 螺杆直径是指螺杆的外径,它是挤出机的重要参数,是表征挤出机的规格的参数。

挤出螺杆的直径我国已实现标准化、系列化,目前所颁布的螺杆直径系列主要有30、45、65、90、120、150、200等规格。

生产中螺杆直径一般根据所加工制品的断面尺寸、加工塑料的种类和所要求的生产率来确定。用于物料的混炼时,一般根据生产能力的大小来选择螺杆直径的大小。一般来说,要求生产能力大的应选大的螺杆直径,反之对生产能力要求不高时则可选较小的螺杆直径。

(2)螺杆长径比的确定 螺杆的长径比在一定意义上也表征螺杆的塑化能力和塑化质量。螺杆的长径比大,螺杆的长度就大,塑料在料筒中停留的时间就长,塑化得更充分更均匀,故可以保证产品质量。在此前提下,可以提高螺杆的转速,从而提高挤出量。但长径比大时,螺杆、料筒的加工和装配都比较困难和复杂,成本也相应提高,并且使挤出机加长,增加所占厂房的面积。此外,长径比大,螺杆的下垂度增大,因此会增加螺杆的弯曲度而造成螺杆与料筒的间隙不均匀,有时会使螺杆刮磨料筒而影响挤出机的寿命。单螺杆挤出机用于物料的混炼时一般选择较小的螺杆长径比。常用的长径比是16、18等。

(3)螺杆各段长度的确定 对于普通三段螺杆,各段参数的确定一般应根据所加工物料的性质来确定。加工PVC等非结晶性塑料时,通常压缩段的长度比较长,占螺杆有效部分长度的55%~65%,而加料段比较短,为(3~5)D。为了提高PVC粉料的产量,可以将这一段的长度增加到(6~10)D。

在加工PE等结晶性塑料时,压缩段长度较短,一般仅为(2~5)D 。加料段为螺杆有效部分长度的60%~65%。

(4)压缩比的确定压缩比的作用是将物料压缩、排除气体,建立必要的压力,保证物料到达螺杆末端时有足够的致密度。压缩比的确定除了应考虑塑料熔融前后的密度变化之外,还要考虑在压力下熔融塑料的压缩性、螺杆加料段的装填程度和挤压过程中塑料的回流等因素。压缩比与物料的性质、制品的情况等有关。用于物料混炼的螺杆通常压缩比可小些。

(5)螺杆与料筒配合间隙 螺杆与料筒配合间隙是一个表征螺杆与料筒相互关系的参量。通常螺杆与料筒配合间隙增大,为熔融所需要的螺杆长度就要相应增加。例如,直径D=65mm的螺杆,加工LDPE配合间隙约为0.5%D,则所需要的熔融长度为间隙为零时所需要的熔融长度的2.25倍。配合间隙的大小还会直接影响熔融过程的稳定性。螺杆与料筒配合间隙大时,漏流也会随着增加,因而使挤出量下降。一般配合间隙达到均化段螺槽深度的15%时,漏流相当大,螺杆即不能再使用。

螺杆和料筒的配合间隙的确定必须结合被加工物料的性质、机头阻力情况、螺杆料筒的材质及其热处理情况、机械加工条件以及螺杆直径的大小来选取。对于不同物料应选择不同大小的配合间隙。例如PVC,由于其对温度敏感,配合间隙小会使剪切增大,易造成过热分解,因此应选得大一些。而对于低黏度的非热敏性材料,如PA、PE,应当选尽量小的配合间隙,以增加其剪切。一般来说,螺杆直径越大,配合间隙的绝对值应选得越大。如螺杆直径为30mm时,其配合间隙一般在0.10~0.25mm;而螺杆直径为90mm时,其配合间隙一般在0.30~0.50mm。

(6)螺纹升角一般物料形状不同,对加料段的螺纹升角要求也不一样。用于粉料时螺纹升角一般在30左右较为合适,用于圆柱形物料时,一般在17左右较为合适;用于方块形物料时一般在15°左右较为合适。