螺杆是
挤出机的心脏和关键部件,螺杆的性能决定了生产率、塑化质量、添加剂分散性、熔体温度、功耗等。是挤出机最重要的组成部分,可以直接影响挤出机的应用范围和生产效率。螺杆的旋转对塑料施加了极大的压力,使塑料可以移动,加压,并从枪管内的摩擦中获得一些热量。塑料在桶中移动的过程中混合并塑化。当粘性熔体被挤出并流过模具时,它得到所需的形状并被成型。螺杆和枪管一样,是由高强度、耐热、耐腐蚀的合金制成。
因为塑料的种类很多,所以性质也不一样。所以在实际操作中,为了满足不同的塑料加工需求,需要不同种类的螺杆,结构也有所不同。从而最大化塑料的运输、挤压、混合和塑化。
代表螺杆特性的基本参数包括以下几点:直径、长径比、压缩比、螺距、槽深、螺旋角、螺杆和枪管间隙等。
最常见的螺杆直径d在45 ~ 150mm左右。当螺杆的直径增大时,挤出机的加工能力也相应增大,挤出机的生产率与螺杆直径D的平方成正比.螺杆有效长度与工作部分直径之比(简称长径比,表示为L/D)通常为18~25。大的L/D可以改善物料的温度分布,有利于塑料的混合和塑化,减少泄漏和回流。提高挤出机的产能,L/D大的螺杆适应性强,可用于各种塑料的挤出;但当L/D过大时,塑料段会因受热时间的增加而降解,自由端会因螺杆自重的增加而弯曲下垂,容易造成料片与螺杆之间的划伤,制造加工困难。挤出机的功耗增加。太短螺杆容易导致混炼塑化不良。
挤出机的螺杆到底有多重要
枪管内径与螺杆直径之差的一半称为间隙δ,间隙δ会影响挤出机的生产率,随着δ的增大,生产率下降。通常将δ控制在0.1-0.6mm左右为宜,如果δ较小,材料将受到较大的剪切作用,有利于塑化。但如果δ过小,强烈的剪切作用容易导致材料的热机械降解,同时螺杆会被卡在或摩擦到筒壁。而且δ过小,几乎不会有物料的泄漏和回流,会在一定程度上影响熔体的混合。
螺杆角度φ是螺纹和螺杆横截面之间的角度。随着φ的增加,挤出机的生产率增加,但对塑料的剪切作用和挤出力下降。通常螺旋角在10° ~ 30°之间,沿螺杆 length方向变化。常用等距螺杆,节距等于直径。
压缩比越大,塑料的挤压比越大。当螺旋槽较浅时,可以对塑料产生较高的剪切速率,有利于筒壁与物料之间的传热。物料的混合塑化效率越高,生产率越低。反之,当螺旋槽较深时。事实正好相反。因此,热敏材料(如PVC)应采用深螺旋槽螺杆;对于熔体粘度低、热稳定性高的塑料(如聚酰胺),应采用浅螺旋槽螺杆。