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      新聞動態

      擠塑機螺桿知識要點

      來源:倪紅波 發布時間:2012-10-6 19:44:39

      一、螺桿的類型

      為適應不同塑料加工的需要,螺桿的型式有很多種,常見的有以下幾種:漸變型(等距不等深),漸變型(等深不等距),突變型,魚雷頭型等。

      1、螺桿的選擇

      螺桿型式的選用主要根據塑料的物理性能及擠塑機的生產技術規范來確定。

      1)非結晶型聚合物的軟化是在一個比較寬的溫度內完成的,一般選用等距漸變螺桿。結晶型聚合物熔融的溫度范圍比較窄,一般選用等距突變螺桿。

      2)在小型擠塑機上,如φ45擠塑機螺桿采用的是等距不等深的全螺紋型式,螺桿的長徑比較小,主要用于擠出小截面的絕緣層和護套層,擠出速度較快。

      3)中型螺桿采用等距而螺紋深度漸變的全螺紋型式,它的長徑比比小型螺桿大些,螺紋的節距相等,從根部起由淺到深。螺紋端部的螺紋較深,根部的螺紋較淺,這樣塑料擠出量較多,又不影響螺桿強度,擠出速度快,塑料塑化好,是一般中小型擠塑機生產絕緣層和護套層的理想螺桿。

      4)大型螺桿直徑一般在150mm以上,如φ150、φ200、φ250擠塑機。大型螺桿采用兩種型式,一是等距不等深,如φ150、φ200擠塑機;二是螺桿分三段,即等距等深、等距不等深、不等距不等深,如φ250擠塑機,壓縮比在23之間,長徑比在151左右,主要用于生產大截面的電線電纜絕緣層和護套層。

      二、螺桿的主要參數

      螺桿的主要參數有直徑、長徑比、壓縮比、螺距、螺槽寬度、螺槽深度、螺旋角、螺桿與機筒之間的間隙等,這些參數對擠塑工藝和性能有很大影響。

      1、螺桿直徑Ds

      螺桿直徑即螺紋的外徑,擠塑機的生產能力(擠塑量)近似與螺桿直徑的平方成正比,在其它條件相同時,螺桿直徑少許增大,將引起擠出量的顯著增加,其影響甚至比螺桿轉數的提高對擠出量的影響還大。故常用螺桿直徑來表征擠塑機規格大小的技術參數。

      2、螺桿長徑比L/Ds

      螺桿工作部分長度L與螺桿直徑Ds之比稱為長徑比,在其它條件一定時(如螺桿直徑),增大長徑比就意味著增加螺桿的長度。L/Ds值大,溫度分布合理有利于塑料的混合和塑化,此時塑料在機筒中受熱的時間也較長,塑料的塑化將充分、更均勻。從而提高機塑質量。如果在塑化質量要求不變的前提下,長徑比增大后,螺桿的轉速可提高,從而增加了塑料的擠出量。但是,選擇過大的長徑比,螺桿消耗的功率將相應增大,而且螺桿和機筒的加工和裝配雞難度增加;螺桿彎曲的可能性也會增加,將會引起螺桿與機筒內壁的刮磨,降低使用壽命。另外,對于熱敏性塑料,過大的長徑比因停留時間長而熱分解,影響塑料的塑化和擠出質量。因此,在充分利用長徑比加大后的優點,選取時要根據加工塑料的物理性能和對產品的擠塑質量要求而定。

      3、壓縮比ε

      亦稱為螺桿的幾何壓縮比,是螺桿加料段第一個螺槽容積與均化段最后一個螺槽容積之比。它是由塑料的物理壓縮比――即制品的密度與進料的表現密度之比來決定的。使擠塑機壓縮比較大,目的是為了使顆粒狀塑料能充分塑化、壓實。加工塑料的種類不同時,壓縮比的選擇也應不同。

      按壓縮比來分,螺桿的型式可分為三種:等距不等深、等深不等距、不等深不等距。其中等距不等深是最常用的一種,這種螺桿加工容易,塑料與機筒的接觸面積大,傳熱效果好。

      4、螺旋升角θ

      即螺紋與螺桿橫斷面的夾角。螺旋角太大保證不了塑化時間,降低螺桿的塑化質量,太小則螺紋密,螺槽容積減小,影響擠出量。對于送料段,30o螺旋角最合適于粉料;15o螺旋角合適于方形料粒;17o左右螺旋角合適于球狀或柱狀料粒。由均勻段理論分析得知,螺旋角30o時的擠出流率最高。實際上為了加工方便,多取螺旋角17o41′。

      5、螺距S和螺槽寬度W

      螺距即螺紋的軸向距離,螺槽寬度即垂直于螺棱的螺槽寬度。在其它條件相同時,螺距和槽寬的變化,不但決定螺桿的螺旋角,而且還影響螺槽的容積,從而影響塑料的擠出量和塑化的程度。螺槽寬度加大則意味著螺棱寬度減小,螺槽容積相應增大,擠出量提高;同時螺棱寬度減小,螺桿旋轉摩擦阻力減小,所以功率消耗低。

      6、螺槽深度H

      即螺紋外半徑于根部半徑之差。根據壓縮比的要求,加料段槽深大于熔融段,熔融段槽深又大于均化段。加料段螺槽深度大,有利于提高其輸送能力;但槽深太深,一則使螺桿強度下降,導致螺桿在較大扭力作用下發生剪斷;二則太深使塑料在槽間混合不均、攪拌不勻,影響熱傳導和熱平衡,導致螺桿塑化能力下降。而熔融段和均化段螺槽漸淺,螺桿對物料產生較高的剪切速率,有利于筒壁向物料傳熱和物料的混合、塑化;但是太淺,螺槽容積減小,直接影響擠出量。

      7、螺桿與機筒的間隙δ

      即機筒內徑與螺桿外徑之差的一半。螺桿與機筒間隙的大小,對擠塑質量和產量都有很大的影響,特別是對塑化起著主要作用。當螺桿與機筒的間隙太大時,尤其時均化段間隙增大,則塑料的逆流、漏流現象增加,不但引起擠出壓力的波動,影響擠出量;而且由于這些回流的增加,使塑料過熱,這是由于摩擦加劇的結果,這種過熱,尤其發生在散熱不良的環境中,往往導致塑料分解,造成塑化差、成型困難。因此,螺桿與機筒間隙一般控制在0.10.6mm間。

      8、螺桿頭部結構

      螺桿頭部的形狀和幾何尺寸,與物料能否平衡的從螺桿進入機頭,能避免滯流,以免局部物料受熱時間過長而產生熱分解現象等。不同形狀的螺桿頭,在擠塑過程中,塑料從螺桿進入機頭時的流動方式也不同。從旋轉運動變為直線運動,這時靠筒壁處的塑料流動慢,在中心處的流動快,根據塑料的流動狀態,螺紋深度和兩側的圓弧半徑可以相應變化,以適應螺桿各段的要求。螺桿頭部常采用錐角較小的錐體形狀,為了增加攪拌作用,可在錐體形狀上制成與螺桿均化段連續的螺紋。

      9、螺桿螺紋的頭數

      在其它條件相同時,多頭螺紋與單頭螺紋相比,多頭螺紋對物料的正推力較大,攫取物料的能力較強,并可降低塑料熔體的倒流現象。但螺紋全部都是多頭螺紋時,會由于各條螺槽的熔融、均化或對熔體輸送能力不一致,容易引起擠出量波動和壓力波動,不利于擠出質量。所以,有時只是為了提高加料段攫取物料的能力,在加料段設置雙頭螺紋,以提高塑料粒子的輸送能力。

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