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螺杆加工三段螺杆的设计

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[导读:]螺杆加工三段螺杆的设计 所谓常规全螺纹三段螺杆,是指出现最早、应用最广、整根螺杆由三段组成,其挤出过程完全依靠全螺纹的形式完成的螺杆。这种螺杆的设计包括螺杆型式的确定、螺杆分段及各段参数的确定、螺杆直径和长径比的确定、螺杆和料筒间隙的确定等,下面分别叙..
螺杆加工三段螺杆的设计
螺杆加工三段螺杆的设计 所谓常规全螺纹三段螺杆,是指出现最早、应用最广、整根螺杆由三段组成,其挤出过程完全依靠全螺纹的形式完成的螺杆。这种螺杆的设计包括螺杆型式的确定、螺杆分段及各段参数的确定、螺杆直径和长径比的确定、螺杆和料筒间隙的确定等,下面分别叙述。 (一)关于螺杆型式的确定 按照传统的说法,常规全螺纹三段螺杆分为渐变型螺杆和突变型螺杆。 1、所谓渐变型螺杆是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡,是在一个较长的螺杆轴向距离内完成的。特点如下: (1)渐变螺杆大多用于无定形塑料的加工。如聚氯乙烯 (2)它对大多数物料能够提供较好的热传导,传热均匀,效果好。适用于热敏性塑料, (3)对物料的剪切作用较小,而且可以控制,其混炼特性不是很高,也可用于结晶性塑料。 物料在这种螺杆中的熔融过程正如熔融理论所揭示的那样。 2、所谓突变型螺杆的指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。特点如下 (1)突变螺杆由于具有较短的压缩段,有的甚至只有(1—2)D。 (2)对物料能产生巨大的剪切,故适用于粘度低、具有突变熔点的塑料,如尼龙、聚烯烃, (3)对于高粘度的塑料容易引起局部过热,故不适于聚氯乙烯。 物料在这种螺杆中的熔融过程也符合熔融理论所揭示的规律。 3、橡胶螺杆有一种等深等距的,热喂料螺杆 (二)关于螺杆直径的确定 螺杆直径是一个重要参量,它在一定意义上表征挤出机挤出量的大小。 1、螺杆直径已经标准化 在设计螺杆时。它不能任意确定,因为螺杆直径已经标准化。我国挤出机标准所规定的螺杆直径系列为:30、45、65、(85)90、(115)120、150、200。一般情况下,确定的螺杆直径应符合此系列。 2、螺杆直径的确定 螺杆直径的大小一般根据所加工制品的断面尺寸、加工塑料的种类和所要求的生产率来确定。制品截面积的大小和螺杆直径的大小有一个适当的关系。一般说来,大截面的制品选大的螺杆直径,小截面的制品选小的螺杆直径,这对制品的质量、设备的利用率和操作比较有利。 (三)关于螺杆长径比的确定 螺杆的长径比是螺杆的重要参数之一。若将它与螺杆转数联系起来考虑,在一定意义上也表示螺杆的塑化能力和塑化质量。 1、发展趋势 单螺杆的长径比有一个由小到大的发展趋势,50年代一般为18—20,60年代为25—28,目前为30左右。 2、大长径比的优点 (1)长径比加大后,螺杆的长度增加,塑料在料筒中停留的时间长,塑化得更充分更均匀,故可以保证产品质量。 (2) 在此前提下,可以提高螺杆的转数.从而提高挤出量。 3、大长径比的缺点 (1) 长径比加大后,螺杆、料筒的加工和装配都比较困难和复杂,成本也相应提高, (2) 长径比加大后,使挤出机加长,增加所占厂房的面积。 (3)L/D增大后,因螺杆的下垂度与其长度的四次方成正比,故会增加螺杆的弯曲度而造成螺杆与料筒的间隙不均匀,有时会使螺杆刮磨料筒而影响挤出机的寿命。 4)当长径比加大后,若提高螺杆转数,其扭矩必然加大,这对小直径的螺杆来说,因其加料段的螺纹根径较小,就要考虑其强度是否满足要求的问题。 例如,直径45毫米的螺杆,加工 HDPE,当螺杆转数达到80转/分时,达到强度极限的长径比为L/D=37.5,在转数为100转/分时,达到强度极限的长径比限为L/D=32;当加工LDPE或PP时,长径比的极限值L/D<30。 因此,应当力求在较小的长径比的条件下获得高产量和高质量,才是多快好省的途径。切不可盲目地加大长径比。
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