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螺桿是擠塑機(jī)主機(jī)擠壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，它不僅起輸送塑料的作用，同時(shí)對(duì)塑料的擠壓、塑化、成型的難易也起著極其重要的作用，所以合理選用螺桿結(jié)構(gòu)和參數(shù)是獲得理想的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的重要環(huán)節(jié)。

一、       螺桿的類型

為適應(yīng)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(jù)塑料的物理性能及擠塑機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范來確定。

（1）    非結(jié)晶型聚合物的軟化是在一個(gè)比較寬的溫度內(nèi)完成的，一般選用等距漸變螺桿。結(jié)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(jī)上，如φ45擠塑機(jī)螺桿采用的是等距不等深的全螺紋型式，螺桿的長(zhǎng)徑比較小，主要用于擠出小截面的絕緣層和護(hù)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(zhǎng)徑比比小型螺桿大些，螺紋的節(jié)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(qiáng)度，擠出速度快，塑料塑化好，是一般中小型擠塑機(jī)生產(chǎn)絕緣層和護(hù)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(jī)。大型螺桿采用兩種型式，一是等距不等深，如φ150、φ200擠塑機(jī)；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(jī)，壓縮比在2～3之間，長(zhǎng)徑比在15：1左右，主要用于生產(chǎn)大截面的電線電纜絕緣層和護(hù)套層。

二、       螺桿的主要參數(shù)

螺桿的主要參數(shù)有直徑、長(zhǎng)徑比、壓縮比、螺距、螺槽寬度、螺槽深度、螺旋角、螺桿與機(jī)筒之間的間隙等，這些參數(shù)對(duì)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(jī)的生產(chǎn)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(shí)，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(zhuǎn)數(shù)的提高對(duì)擠出量的影響還大。故常用螺桿直徑來表征擠塑機(jī)規(guī)格大小的技術(shù)參數(shù)。

2.      螺桿長(zhǎng)徑比L/Ds

michael:

1.      壓縮比ε

亦稱為螺桿的幾何壓縮比，是螺桿加料段第一個(gè)螺槽容積與均化段最后一個(gè)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(jìn)料的表現(xiàn)密度之比來決定的。使擠塑機(jī)壓縮比較大，目的是為了使顆粒狀塑料能充分塑化、壓實(shí)。加工塑料的種類不同時(shí)，壓縮比的選擇也應(yīng)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(jī)筒的接觸面積大，傳熱效果好。

2.      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(shí)間，降低螺桿的塑化質(zhì)量，太小則螺紋密，螺槽容積減小，影響擠出量。對(duì)于送料段，30^o螺旋角最合適于粉料；15^o螺旋角合適于方形料粒；17^o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30^o時(shí)的擠出流率最高。實(shí)際上為了加工方便，多取螺旋角17^o41′。

3.      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(shí)，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(yīng)增大，擠出量提高；同時(shí)螺棱寬度減小，螺桿旋轉(zhuǎn)摩擦阻力減小，所以功率消耗低。

4.      螺槽深度H

即螺紋外半徑于根部半徑之差。根據(jù)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(qiáng)度下降，導(dǎo)致螺桿在較大扭力作用下發(fā)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(dǎo)和熱平衡，導(dǎo)致螺桿塑化能力下降。而熔融段和均化段螺槽漸淺，螺桿對(duì)物料產(chǎn)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。

5.      螺桿與機(jī)筒的間隙δ

即機(jī)筒內(nèi)徑與螺桿外徑之差的一半。螺桿與機(jī)筒間隙的大小，對(duì)擠塑質(zhì)量和產(chǎn)量都有很大的影響，特別是對(duì)塑化起著主要作用。當(dāng)螺桿與機(jī)筒的間隙太大時(shí)，尤其時(shí)均化段間隙增大，則塑料的逆流、漏流現(xiàn)象增加，不但引起擠出壓力的波動(dòng)，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(jié)果，這種過熱，尤其發(fā)生在散熱不良的環(huán)境中，往往導(dǎo)致塑料分解，造成塑化差、成型困難。因此，螺桿與機(jī)筒間隙一般控制在0.1～0.6mm間。

6.      螺桿頭部結(jié)構(gòu)

螺桿頭部的形狀和幾何尺寸，與物料能否平衡的從螺桿進(jìn)入機(jī)頭，能避免滯流，以免局部物料受熱時(shí)間過長(zhǎng)而產(chǎn)生熱分解現(xiàn)象等。不同形狀的螺桿頭，在擠塑過程中，塑料從螺桿進(jìn)入機(jī)頭時(shí)的流動(dòng)方式也不同。從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本�運(yùn)動(dòng)，這時(shí)靠筒壁處的塑料流動(dòng)慢，在中心處的流動(dòng)快，根據(jù)塑料的流動(dòng)狀態(tài)，螺紋深度和兩側(cè)的圓弧半徑可以相應(yīng)變化，以適應(yīng)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(xù)的螺紋。

7.      螺桿螺紋的頭數(shù)

在其它條件相同時(shí)，多頭螺紋與單頭螺紋相比，多頭螺紋對(duì)物料的正推力較大，攫取物料的能力較強(qiáng)，并可降低塑料熔體的倒流現(xiàn)象。但螺紋全部都是多頭螺紋時(shí)，會(huì)由于各條螺槽的熔融、均化或?qū)θ垠w輸送能力不一致，容易引起擠出量波動(dòng)和壓力波動(dòng)，不利于擠出質(zhì)量。所以，有時(shí)只是為了提高加料段攫取物料的能力，在加料段設(shè)置雙頭螺紋，以提高塑料粒子的輸送能力。

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