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前言: 溫度控制與螺旋設(shè)計是電線押出製程最重要的一環(huán),上個月剛完成一份P.I.D.溫度控制的資料,供電子線部主管及技術(shù)同仁參考,今再依多年來押出心得,闡述淺溝螺旋的使用,希望對技術(shù)同仁在面臨押出困難時,能多一個選擇

內(nèi)容: 1.押出螺旋簡介:

1.1.傳統(tǒng)押出螺旋:一般為單牙螺旋,優(yōu)點為設(shè)計及製造較容易,同一螺旋對相近之不同材料押出較有彈性,缺點為部份不完全融化顆粒,易帶出于線纜表面,因此溝深不能加深,押出量也受到限制

1.2.混練式螺旋(Mixing Type Screw):包括PVC押出常用的雙牙螺旋(BM Type Screw),PE押出用的凹槽型螺旋(MADDOCK Type Screw),其他還有較特殊的如Mixing Pin Type,Buster Ring Type…等,無奇不有,其最大的優(yōu)點是可以阻絕未融化粒子,使其繼續(xù)停留在螺缸內(nèi)至融化后押出,線纜外觀較不會有未融顆粒,因此溝深設(shè)計可以加大,押出量也可增加;缺點為螺旋設(shè)計及加工較一般單牙螺旋復(fù)雜,單一螺旋適用之押出材料范圍較窄,目前國內(nèi)對于PVC押出用的雙牙螺旋(BM Type Screw),已很成熟,螺旋加工也沒有困難,太平洋在國內(nèi)也是領(lǐng)先同業(yè),使用BM Type Screw已有十五年以上的經(jīng)驗

2.一般螺旋設(shè)計要點:(民國七十二年個人撰寫過一份押出螺旋設(shè)計方法的技術(shù)資料,內(nèi)有詳細說明,對初學(xué)之生技同仁,應(yīng)有參考價值)

2.1.三段式螺旋:一般螺旋分進料段(Feed Section),壓縮段或稱移轉(zhuǎn)段(Transition Section),及計量段(Metering Section),進料段之溝深最深,壓縮段溝深呈錐度由深變淺,計量段的溝深固定,深度最小

2.2.長徑比(L/D):螺旋長度與直徑比,一般PVC及PE螺旋常用的L/D值為20~24,特殊材料也有更長或更短的設(shè)計,一般言L/D值較大,混練效果較好,料溫也較均勻,早期太平洋PVC及PE押出設(shè)備L/D值大部份為20/1,后來逐漸改為24/1

2.3.螺旋壓縮比:壓縮比為螺旋進料段溝深與計量段溝深的比值,是影響螺旋性能的重要因素,不同材料有不同的壓縮比,相同材料不同軟硬度,壓縮比也不同,除了理論值外,經(jīng)驗值也非常重要,例如一般PVC螺旋常用押縮比約為2.5,但是太平洋長久以來設(shè)計一般PVC螺旋常選擇3.5的壓縮比,依其使用經(jīng)驗效果良好,因此螺旋設(shè)計理論與實際經(jīng)驗需并重

2.4.螺旋的溝深:一般設(shè)計計量段溝深,再依壓縮比計算即可求出其他段溝深,此項與壓縮比同樣是影響螺旋性能最重要的因素,以不同材料而言,融化后黏性系數(shù)(Viscosity)較高之材料,選擇較大之溝深,例如押出PVC比PE選擇較大的溝深,以相同材料言,較大溝深可以得到較大的押出量,較小溝深可以得到較佳的混練效果,此與螺旋之剪切率(Shear Rate)有關(guān),也是這篇文章討論的重點

2.5.除了上述幾點,螺旋設(shè)計還包括三段式各段長度,螺紋節(jié)距,螺峰寬度,螺峰雙邊角,螺旋螺缸間隙,螺旋材質(zhì),螺旋角…..等,在本人所寫押出螺旋設(shè)計方法中,均有詳述并提供相關(guān)數(shù)據(jù),有興趣之技術(shù)同仁均可參考

3.螺旋剪切率(Shear Rate):

3.1.我們都知道材料押出靠的就是溫度和混練,什么是混練不足或是混練過度呢?最主要就是剪切率的影響,可見螺旋剪切率對押出而言是非常重要的一環(huán),但從事押出生產(chǎn)技術(shù)同仁,對剪切率有深入了解并能實際應(yīng)用的并不多,以往一般PVC或PE押出時,較為單純,但隨著押出材料多樣化,為達性能要求在材料中的添加物種類也更多,如果對螺旋剪切率沒有進一步的認識,會常遇到押出問題而無法解決

3.2.剪切率的計算: r =(3.14*D*N)/(d*60)

   D:代表螺旋外徑

   N:代表螺旋轉(zhuǎn)數(shù)

   d: 代表計量段溝深

3.3.混練式螺旋(Mixing Screw)的迷思:混練式螺旋對于未融顆粒流出造成線纜外觀不良的問題,提供了很好的解決方案,也因此溝深加大,又可提高押出量,可說一舉兩得,但也造成很多人誤以為Mixing Screw 的混練一定比傳統(tǒng)螺旋好,實際上由3.2的公式就可以了解,混練度或是Shear Rate 與螺旋轉(zhuǎn)數(shù)成正比,與溝深成反比,而混練式螺旋的設(shè)計是利用第二道螺旋,擋住未融材料使其延緩流出,增加材料均勻性,并未增加剪切率,且將溝深增加,反而降低材料的混練度,對于部份需要高Shear Rate的材料就可能面臨押出困難的窘境,因此Mixing Screw之溝深設(shè)計仍需考慮不同材料所需的Shear Rate不可一味的加大溝深

樓主似乎是臺灣朋友,大陸和臺灣是一家.看了你的帖子,你似乎對螺桿設(shè)計很內(nèi)行,能否拜讀的大作<擠出螺桿設(shè)計方法>也長點見識.謝謝!

又長見習(xí)了,謝謝資料共享!!!

還有其他的嗎?

在上纜所的擠朔工藝里都有的

不錯，學(xué)習(xí)下，就是字不好認

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