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塑料造粒机的螺杆结构及基本参数

责任编辑:浩龙小编查看手机网址人气:发表时间:2019-08-13 10:36
       螺杆是塑料造粒机挤压系统的关键部件,被称为废旧塑料造粒机的“心脏”。螺杆的性能决定废旧塑料造粒机的产量、物料塑化质量、分散性、熔体的温度及动力消耗等。工业生产中通常根据螺杆的塑化质量、产量、功率消耗及螺杆的适用性、制造的难易、成本等来评价螺杆的好坏。
 
       普通螺杆的结构主要由螺杆心轴、螺棱、螺槽等部分组成。螺杆工作长度部分通常可分为三段:加料段(乙)、熔融段(岛)、均化段(右)。在挤出过程中各段具有不同的功能,加料段主要是对物料进行预热以及将松散的物料逐渐压实并送入熔融段;熔融段的功能是使物料全部熔融塑化,以及对物料进一步压实,使物料中的空气从加料段排出,又称压缩段;均化段的功能是将已熔融物料进一步均匀塑化,并使其定温、定压、定量、连续地挤入机头,又称计量段。
 
螺杆的基本参数
①螺杆直径Q。即螺杆外径,用Q表示,单位mm。挤出螺杆直径已经基本标准化,我国挤出螺杆的系列标准为JB/℃8061—1996。该标准规定了螺杆直径系列有:20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70,80,90,100,120,150,200,250,300o一般情况下,在选用螺杆时,螺杆直径不能任意确定,应符合此系列。
螺杆直径的选择通常应根据所加工制品的尺寸大小、产量来确定。一般说来,大截面的制品选直径大的螺杆,小截面的制品选直径小的螺杆。在生产中要尽量避免用直径小的螺杆生产大截面的制品,否则会由于挤出的物料少,机头不易充满、容易产生缺料等现象;同时也要避免用大直径的螺杆生产小截面的制品,它不仅会使设备利用率低、不经济,也会使工艺控制困难。因为螺杆直径大挤出速度高,物料通过口模的速度快,使机头压力P过高,有损坏机器零件的可能,同时过高的挤出速度不易于定型冷却。通常不同螺杆直径所适用的挤出制品尺寸。
 

同螺杆直径所适用挤出制品尺寸.  
螺杆直径 30 45 65 90 120 150 200
硬管外径 5~30 10-45 20-65 30~
120
50~
200
80~
400
120~
500
吹膜折径 50~
300
100~
600
400-
1200
700〜
1500
-2000 〜3000 -4000
挤板宽度   400〜800 700-1200 1000~
1400
1200-2500  
 
 
②螺杆的有效工作长度及各段长度。螺杆的有效工作长度是指有螺棱部分的长度,用力表示,单位为mm。加料段、熔融段及均化段的长度分别用什么表示,单位为mm。
螺杆各段长度的选取主要由所加工物料的性质来决定。对于加工结晶度大、熔融温度高、导热性差的物料,为了保证在加料段结束时,物料基本预热到熔融温度,一般加料段儿要取长些,反之可取短些。对于结晶度小、熔融温度范围宽、黏度高(如PC、PSU等)、导热性差以及热敏性的物料,为满足物料较长的吸热过程,保证物料在熔融段能基本完成熔融,熔融段长度么要取长些,反之可取短些。均化段长度么可适当加大,有利于减少挤出过程中温度、压力、产量的波动。常见螺杆各段长度的分配
 

物料类型 加料段Zq 熔融段力2 均化 一
非结晶型 (10-30)%L (45~65)%L (20-30)%L
结晶型 (30~65)%Z (2~5)D (25-45)%Z
 
 
③螺杆长径比。指螺杆有效工作长度力与螺杆直径Q之比,用LID表示。螺杆长径比以洞螺杆直径一样也已经标准化、系列化,我国生产的废旧塑料造粒机系列标准为JB/℃℃8061—1996O常用系列有20,22,25,28和30五个系列,国外系列有所不同,有24、32等系列。
 
        对于E/Q的选取主要是根据被加工物料的性能和对产品质量的要求来考虑。螺杆的比/Q增加,可增加物料在螺杆中的停留时间,也有利于各段温度的精确控制,使物料塑化得更充分更均匀,故可以保证产品质量。但易使螺杆产生弯曲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废旧塑料造粒机的寿命。因此一般要求尽量在较小的条件下获得高质量和高产量。在生产过程中对于热敏性物料的加工,如PVC等,宜选用较小的L/D,因过大的Z/Q易造成物料停留时间过长而产生分解;对于要求较高温度和压力的物料,如含氟塑料等,就需选用较大Z/Q的螺杆来加工;对于粒状料,由于经过塑化造粒,Z/Q可选小些,而对于未经塑化造粒的粉状料,则要求大些。
 
④螺槽深度。它是一个变化值,用丑表示,单位mm。一般加料段的螺槽深度用R表示,均化段的螺槽深度用%表示,熔融段的螺槽深度是变化的,用珞表示。
对普通螺杆来说通常加料段螺槽深度较深,而均化段螺槽深度较浅。螺槽容积从加料段至均化段变小,导致物料从加料段至均化段产生一个压缩的作用,使物料压实、排除气体、建立必要的压力,保证物料到达螺杆末端时有足够的致密度。通常把螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比称为螺杆压缩比,用s表示。螺杆压缩比的大小对于物料的挤出及产品质量影响较大,在选择时必须考虑物料熔融前后的密度变化、在压力下熔融物料的压缩性、螺杆加料段的装填程度、挤塑过程中物料的回流及制品性能的要求等方面。为几种塑料加工时常用螺杆的压缩比。

几种塑料加工时常用螺杆的压缩比
塑料种类 8 塑料种类 8
硬聚氯乙烯(UPVC) 2.5(2~3) ABS 1B(1.6-25)
粒料 聚甲醛(POM) 4(2.8-4)
硬聚氯乙烯(UPVC)粉料 3~4(2~5) 聚碳酸酯(PC) 2.5-3
软聚氯乙烯(SPVC)
粒料
3.2-3.5(3~4) 聚苯醒(PPO) 2(2-3.5)
聚砚(PSU)片 2.8-3
软聚氯乙烯(SPVC)粉料 3~5 聚砚(PSU)膜 3.7-4
聚很(PSU)管、型材 3.3~3.6
聚乙烯(PE) 3~4 尼龙-6(PA6) 3.5
聚丙烯(PP) 3.7-4(2.5~4)
聚苯乙烯(PS) 2-2.5(2~4) 尼龙-66(PA66) 3.7
醋酸纤维素(CA) 1.7-2 尼龙-11 28(26-4.7)
有机玻璃(PMMA) 3 (PA11)
聚酯(PET) 3.5~3.7 尼龙-1010
(PA1010)
3
聚三氟氯乙烯
(PC℃FE)
2.5〜3.3(2~4)注:括号内为选用范围,括号外为常用值。

 
⑤其他参数。
螺距:其定义同一般螺纹,用s表示,单位mm。
螺旋角:其定义同一般螺纹,在选择螺旋角时,要考虑物料的几何形状,加工方形(或菱形)块状料最佳螺旋角分别为15。左右,圆柱形粒状料为17。左右,粉状料为30。左右。通常,为了螺杆加工方便,考虑到机床加工的条件,取S近(S:螺距,Q:螺杆直径),此时螺旋角为17.40。
螺棱宽度:即螺棱法向宽度,用e表示,单位mm。
螺杆(外径)与料筒(内壁)的间隙:用以表示,单位mm。产生是通过螺杆和料筒的制造公差来获得,在造粒过程中由于物料与螺杆和料筒之间的摩擦会使)逐渐加大,增大后挤出产量会明显下降,当方达到其的15%时,将会导致℃法挤出。我国JB/℃8061—1996标准对废旧塑料造粒机d范围做出了规定。
 

螺杆与料筒的直径间隙
螺杆直径 30 45 60 90 100 120 150 200
直径间隙最大 0.22 0.3 0.32 040 0.40 0.43 0.46 0.54
最小 0.10 0.15 0.16 0.22 0.22 0.25 0.26 0.29
 
 
(3)普通螺杆的基本形式。
普通螺杆按螺纹升程和螺槽深度的变化一般分为等距渐变深、等距突变深、变距等深、变距变深等四种形式。等距渐变深型又包括两种形式:一种是从加料段的第一个螺槽开始直至均化段的最后一个螺槽的深度是逐渐变浅;另一种是加料段和均化段是等深螺槽,熔融段的螺槽深度逐渐变浅,且熔融段长度较长,如3-10。其加工容易,比较多用,主要用于熔融温度范围较宽的塑料,如非结晶性物料PVC等的加工°
 
螺槽开始直至均化段末端宽度逐渐变窄的螺杆。变距变深型指螺槽深度和螺纹升程从加料段开始至均化段末端都是逐渐由宽变窄或由深变浅的螺杆。

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