螺杆的长径比(L/D)是影响塑化能力和质量的关键参数。通常L/D分为20、22、25、28和30五级,其中25左右最为常见。增大L/D可以提高物料塑化均匀性,减少倒流和漏流,从而提高挤出机产量。然而,L/D的增加也会导致电机功率消耗增大,加工和装配难度增加,以及螺杆弯曲度增加,可能影响挤出机寿命。L/D的选择应根据物料性能和制品质量要求来决定,对于热稳定性差的物料宜选用较小的L/D,而对于要求高温度和压力的物料则需要较大的L/D。总的来说,应力求在较小的L/D条件下获得高质量和高产量的制品。
L/D是螺杆的重要参数之一。若将它与螺杆转速联系起来考虑,在一定意义上也表示螺杆的塑化能力和塑化质量,螺杆长径比L/D通常分为20、22、25、28和30五级,一般以25左右居多。
由挤出理论可知,在其他条件一定时,增大 L/D,即等于增加 L,使物料在螺杆中的停留时间增长,物料塑化得更充分更均匀,故可以保证制品质量,在此前提下,可以提高螺杆的转速来提高产量;当 L/D 加大后,螺杆均化段的长度也相应增加,从而使倒流量和漏流量减少,挤出机产量提高;另外,L/D 加大后,比较易于调整机筒轴向温度以适应特殊高聚物加工的需要。例如,对于加工熔融温度范围较窄的物料(如PA等),必须使加料段温度低于熔融温度,以防止物料过早地熔融而产生波动,而在以后各段,应当有一个稳定的温升。对于加工熔融温度范围较宽的物料(如PVC等),应当有一个合适的温度梯度,如果 L/D 太小,就难以实现这些控制。
但L/D加大后,挤出机电动机所消耗的功率相应增大,而且给螺杆、机筒的加工和装配都带来一定的困难,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,L/D增大后,因螺杆的弯曲度与其长度的四次方成正比,故会增加螺杆的弯曲面造成螺杆与机筒的间隙不均匀,有时会使螺杆刮磨机筒的内壁而影响挤出机的寿命。
L/D的选取要根据被加工物料的性能和对制品质量的要求来考虑。
①对于热稳定性差的物料(如PVC等)的加工,宜选用较小的L/D,因过大的L/D易于造成停留时间过长而产生分解。
②对于要求较高温度和压力的物料,如含氟塑料等,就需要用较大L/D的螺杆来加工。
③对制品质量要求不太高(如回收废旧料的造粒)时,可选用较小的L/D,否则应选用较大的L/D。
④对于不同几何形状的物料,L/D要求也不一样,如对于粒状料,由于已经塑化造粒,
⑤螺杆转速不同,L/D也不一样,如螺杆直径相同,要在高速下挤出,为保证物料有充分但值得注意的是,当L/D加大后,其转矩必然加大,这对小直径的螺杆来说,因其加料段的螺杆根径较小,需要考虑其强度是否满足要求的问题。总而言之,选取L/D的原则是:力求在较小的L/D条件下获得高质量和高产量的制品,切不可盲目地加大L/D。