螺桿加工三段螺桿的設計

螺桿加工三段螺桿的設計 所謂常規全螺紋三段螺桿，是指出現最早、應用最廣、整根螺桿由三段組成，其擠出過(guò)程完全依靠全螺紋的形式完成的螺桿。這種螺桿的設計包括螺桿型式的確定、螺桿分段及各段參數的確定、螺桿直徑和長(cháng)徑比的確定、螺桿和料筒間隙的確定等，下面分別敘述。 （一）關(guān)于螺桿型式的確定 按照傳統的說(shuō)法，常規全螺紋三段螺桿分為漸變型螺桿和突變型螺桿。 1、所謂漸變型螺桿是指由加料段較深螺槽向均化段較淺螺槽的過(guò)渡，是在一個(gè)較長(cháng)的螺桿軸向距離內完成的。特點(diǎn)如下： （1）漸變螺桿大多用于無(wú)定形塑料的加工。如聚氯乙烯 （2）它對大多數物料能夠提供較好的熱傳導，傳熱均勻，效果好。適用于熱敏性塑料， （3）對物料的剪切作用較小，而且可以控制，其混煉特性不是很高，也可用于結晶性塑料。 物料在這種螺桿中的熔融過(guò)程正如熔融理論所揭示的那樣。 2、所謂突變型螺桿的指由加料段較深螺槽向均化段較淺螺槽的過(guò)渡是在較短的螺桿軸向距離內完成的。特點(diǎn)如下 （1）突變螺桿由于具有較短的壓縮段，有的甚至只有（1—2）D。 （2）對物料能產(chǎn)生巨大的剪切，故適用于粘度低、具有突變熔點(diǎn)的塑料，如尼龍、聚烯烴， （3）對于高粘度的塑料容易引起局部過(guò)熱，故不適于聚氯乙烯。 物料在這種螺桿中的熔融過(guò)程也符合熔融理論所揭示的規律。 3、橡膠螺桿有一種等深等距的，熱喂料螺桿 （二）關(guān)于螺桿直徑的確定 螺桿直徑是一個(gè)重要參量，它在一定意義上表征擠出機擠出量的大小。 1、螺桿直徑已經(jīng)標準化 在設計螺桿時(shí)。它不能任意確定，因為螺桿直徑已經(jīng)標準化。我國擠出機標準所規定的螺桿直徑系列為：30、45、65、（85）90、（115）120、150、200。一般情況下，確定的螺桿直徑應符合此系列。 2、螺桿直徑的確定 螺桿直徑的大小一般根據所加工制品的斷面尺寸、加工塑料的種類(lèi)和所要求的生產(chǎn)率來(lái)確定。制品截面積的大小和螺桿直徑的大小有一個(gè)適當的關(guān)系。一般說(shuō)來(lái)，大截面的制品選大的螺桿直徑，小截面的制品選小的螺桿直徑，這對制品的質(zhì)量、設備的利用率和操作比較有利。 （三）關(guān)于螺桿長(cháng)徑比的確定 螺桿的長(cháng)徑比是螺桿的重要參數之一。若將它與螺桿轉數聯(lián)系起來(lái)考慮，在一定意義上也表示螺桿的塑化能力和塑化質(zhì)量。 1、發(fā)展趨勢 單螺桿的長(cháng)徑比有一個(gè)由小到大的發(fā)展趨勢，50年代一般為18—20，60年代為25—28，目前為30左右。 2、大長(cháng)徑比的優(yōu)點(diǎn) （1）長(cháng)徑比加大后，螺桿的長(cháng)度增加，塑料在料筒中停留的時(shí)間長(cháng)，塑化得更充分更均勻，故可以保證產(chǎn)品質(zhì)量。 （2） 在此前提下，可以提高螺桿的轉數．從而提高擠出量。 3、大長(cháng)徑比的缺點(diǎn) （1） 長(cháng)徑比加大后，螺桿、料筒的加工和裝配都比較困難和復雜，成本也相應提高， （2） 長(cháng)徑比加大后，使擠出機加長(cháng)，增加所占廠(chǎng)房的面積。 （3）L/D增大后,因螺桿的下垂度與其長(cháng)度的四次方成正比，故會(huì )增加螺桿的彎曲度而造成螺桿與料筒的間隙不均勻，有時(shí)會(huì )使螺桿刮磨料筒而影響擠出機的壽命。 4）當長(cháng)徑比加大后，若提高螺桿轉數，其扭矩必然加大，這對小直徑的螺桿來(lái)說(shuō)，因其加料段的螺紋根徑較小，就要考慮其強度是否滿(mǎn)足要求的問(wèn)題。 例如，直徑45毫米的螺桿，加工 HDPE，當螺桿轉數達到80轉／分時(shí)，達到強度極限的長(cháng)徑比為L(cháng)/D=37.5，在轉數為100轉／分時(shí)，達到強度極限的長(cháng)徑比限為L(cháng)/D=32；當加工LDPE或PP時(shí)，長(cháng)徑比的極限值L／D＜30。 因此，應當力求在較小的長(cháng)徑比的條件下獲得高產(chǎn)量和高質(zhì)量，才是多快好省的途徑。切不可盲目地加大長(cháng)徑比。