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擠出機的螺桿


螺桿是擠出機的心臟,是擠出機的關鍵部件,螺桿的性能好壞,決定了一臺擠出機的生產率、塑化質量、填加物的分散性、熔體溫度、動力消耗等。是擠出機最重要的部件,它可以直接影響到擠出機的應用范圍和生產效率。通過螺桿的轉動對塑料產生極壓的作用,塑料在料筒中才可以發生移動、增壓以及從摩擦中獲取部分熱量,塑料在料筒中移動的過程中獲得混合和塑化,黏流態的熔體在被擠壓而流經口模時,獲得所需的形狀而成型。與料筒一樣,螺桿也是用高強度、耐熱和耐腐蝕的合金制備而成。
由于塑料的種類很多,它們的性質也各不相同。因此在實際操作中,為了適應不同的塑料加工需要,所需的螺桿種類不同,結構也有各有差別。以便能最大效率的對塑料產生最大化運輸、擠壓、混合和塑化作用。
表示螺桿特征的基本參數包括以下幾點:直徑、長徑比、壓縮比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺桿和料筒的間隙等。
最常見的螺桿直徑D大約為45~150毫米。螺桿直徑增大,擠出機的加工能力也相應提高,擠出機的生產率與螺桿直徑D的平方呈正比。螺桿工作部分有效長度與直徑之比(簡稱長徑比,表示為L/D)通常為18~25。L/D大,能改善物料溫度分布,有利于塑料的混合和塑化,并能減少漏流和逆流。提高擠出機的生產能力,L/D大的螺桿適應性較強,能用于多種塑料的擠出;但L/D過大時,會使塑科受熱時間增長而降解,同時因螺桿自重增加,自由端撓曲下垂,容易引起料簡與螺桿間擦傷,并使制造加工困難;增大了擠出機的功率消耗。過短的螺桿,容易引起混煉的塑化不良。
料筒內徑與螺桿直徑差的一半稱間隙δ,它能影響擠出機的生產能力,隨δ的增大,生產率降低.通??刂?delta;在0.1一0.6毫米左右為宜。 δ小,物料受到的剪切作用較大,有利于塑化,但δ過小,強烈的剪切作用容易引起物料出現熱機械降解,同時易使螺桿被抱住或與料筒壁摩擦,而且, δ太小時,物料的漏琉和逆流幾乎沒有,在一定程度上影響熔體的混合。
螺旋角Φ是螺紋與螺桿橫斷面的夾角,隨Φ增大,擠出機的生產能力提高,但對塑料產生的剪切作用和擠壓力減小,通常螺旋角介于10°到30°之間,沿螺桿長度的變化方向而改變,常采用等距螺桿,取螺距等于直徑,Φ的值約為17°41′
壓縮比越大,塑料收到的擠壓比也就越大。螺槽淺時,能對塑料產生較高的剪切速率,有利于料筒壁和物料間的傳熱,物料混合和塑化效率越高,反而生產率會降低;反之,螺槽深時。情況剛好相反。因此,熱敏性材料(如聚氯乙烯)宜用深螺槽螺桿;而熔體粘度低和熱穩定性較高的塑料(如聚酰胺),宜用淺螺槽螺桿。

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