螺槽深度是很重要的螺杆参数,它不仅影响挤出机的产量,还影响制品的质量。对于普通螺杆加料段和均化段采用等深螺槽,而熔融段(压缩段h2)采用变深螺槽,主要确定均化段(h3)和加料段(h)两个螺槽深度。
由挤出理论的分析与讨论可知,螺槽深度是很重要的螺杆参数,它不仅影响挤出机的产量,还影响制品的质量。对于普通螺杆加料段和均化段采用等深螺槽,而熔融段(压缩段h2)采用变深螺槽,主要确定均化段(h3)和加料段(h)两个螺槽深度。
(1)均化段螺槽深度h3 在设计h3时,不仅要考虑机头压力的大小,而且还要考虑物料的性能、工艺的要求和螺杆的强度,因为较浅的螺槽对熔体的剪切作用大,容易使熔体过热而产生降解甚至分解,也不利于实现低温挤出。而较深的螺槽因螺杆几何压缩比不变使螺杆加料段的根径更小,容易导致螺杆根部因强度不够而断裂。由于影响h3的因素很多,因此,h3的确定比较复杂,目前仍以经验方法来确定。
h3=kD (4-2)
式中,k=0.02~0.07。当螺杆直径较小、长径比较大、加工热稳定性差的物料(如PVC等)、采用低阻力机头时,应取较大的k值。除此之外,在设计新型螺杆时,由于附加的混炼元件保证了物料的熔融与均化,因此,新型螺杆应取较大的值。
(2)加料段螺槽深度h 当e和h3确定后,为了计算方便,有时也可用下面的简化公式来进行计算。
h1=ch3/0.93 (4-3)
值得注意的是:不能过大(即e和h3不能过大)。其原因一是未熔物料在螺槽中并不像假设的那样是密实的、具有弹性的、无内变形的固体塞,当螺槽深度增加时,物料在螺槽中的平均移动速度降低,反而使固体输送率(Q)减小;二是由于过大的螺槽深度造成螺杆根径过小而不能承受所需的转矩,最终导致螺杆根部因强度破坏而断裂。