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    塑料造粒機的螺桿結構及基本參數

    責任編輯:浩龍小編查看手機網址人氣:發表時間:2019-08-13 10:36
           螺桿是塑料造粒機擠壓系統的關鍵部件,被稱為廢舊塑料造粒機的“心臟”。螺桿的性能決定廢舊塑料造粒機的產量、物料塑化質量、分散性、熔體的溫度及動力消耗等。工業生產中通常根據螺桿的塑化質量、產量、功率消耗及螺桿的適用性、制造的難易、成本等來評價螺桿的好壞。
     
           普通螺桿的結構主要由螺桿心軸、螺棱、螺槽等部分組成。螺桿工作長度部分通??煞譃槿危杭恿隙危ㄒ遥?、熔融段(島)、均化段(右)。在擠出過程中各段具有不同的功能,加料段主要是對物料進行預熱以及將松散的物料逐漸壓實并送入熔融段;熔融段的功能是使物料全部熔融塑化,以及對物料進一步壓實,使物料中的空氣從加料段排出,又稱壓縮段;均化段的功能是將已熔融物料進一步均勻塑化,并使其定溫、定壓、定量、連續地擠入機頭,又稱計量段。
     
    螺桿的基本參數
    ①螺桿直徑Q。即螺桿外徑,用Q表示,單位mm。擠出螺桿直徑已經基本標準化,我國擠出螺桿的系列標準為JB/℃8061—1996。該標準規定了螺桿直徑系列有:20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70,80,90,100,120,150,200,250,300o一般情況下,在選用螺桿時,螺桿直徑不能任意確定,應符合此系列。
    螺桿直徑的選擇通常應根據所加工制品的尺寸大小、產量來確定。一般說來,大截面的制品選直徑大的螺桿,小截面的制品選直徑小的螺桿。在生產中要盡量避免用直徑小的螺桿生產大截面的制品,否則會由于擠出的物料少,機頭不易充滿、容易產生缺料等現象;同時也要避免用大直徑的螺桿生產小截面的制品,它不僅會使設備利用率低、不經濟,也會使工藝控制困難。因為螺桿直徑大擠出速度高,物料通過口模的速度快,使機頭壓力P過高,有損壞機器零件的可能,同時過高的擠出速度不易于定型冷卻。通常不同螺桿直徑所適用的擠出制品尺寸。
     

    同螺桿直徑所適用擠出制品尺寸.  
    螺桿直徑 30 45 65 90 120 150 200
    硬管外徑 5~30 10-45 20-65 30~
    120
    50~
    200
    80~
    400
    120~
    500
    吹膜折徑 50~
    300
    100~
    600
    400-
    1200
    700?
    1500
    -2000 ?3000 -4000
    擠板寬度   400?800 700-1200 1000~
    1400
    1200-2500  
     
     
    ②螺桿的有效工作長度及各段長度。螺桿的有效工作長度是指有螺棱部分的長度,用力表示,單位為mm。加料段、熔融段及均化段的長度分別用什么表示,單位為mm。
    螺桿各段長度的選取主要由所加工物料的性質來決定。對于加工結晶度大、熔融溫度高、導熱性差的物料,為了保證在加料段結束時,物料基本預熱到熔融溫度,一般加料段兒要取長些,反之可取短些。對于結晶度小、熔融溫度范圍寬、黏度高(如PC、PSU等)、導熱性差以及熱敏性的物料,為滿足物料較長的吸熱過程,保證物料在熔融段能基本完成熔融,熔融段長度么要取長些,反之可取短些。均化段長度么可適當加大,有利于減少擠出過程中溫度、壓力、產量的波動。常見螺桿各段長度的分配
     

    物料類型 加料段Zq 熔融段力2 均化 一
    非結晶型 (10-30)%L (45~65)%L (20-30)%L
    結晶型 (30~65)%Z (2~5)D (25-45)%Z
     
     
    ③螺桿長徑比。指螺桿有效工作長度力與螺桿直徑Q之比,用LID表示。螺桿長徑比以洞螺桿直徑一樣也已經標準化、系列化,我國生產的廢舊塑料造粒機系列標準為JB/℃℃8061—1996O常用系列有20,22,25,28和30五個系列,國外系列有所不同,有24、32等系列。
     
            對于E/Q的選取主要是根據被加工物料的性能和對產品質量的要求來考慮。螺桿的比/Q增加,可增加物料在螺桿中的停留時間,也有利于各段溫度的精確控制,使物料塑化得更充分更均勻,故可以保證產品質量。但易使螺桿產生彎曲而造成螺桿與料筒的間隙不均勻,有時會使螺桿刮磨料筒而影響廢舊塑料造粒機的壽命。因此一般要求盡量在較小的條件下獲得高質量和高產量。在生產過程中對于熱敏性物料的加工,如PVC等,宜選用較小的L/D,因過大的Z/Q易造成物料停留時間過長而產生分解;對于要求較高溫度和壓力的物料,如含氟塑料等,就需選用較大Z/Q的螺桿來加工;對于粒狀料,由于經過塑化造粒,Z/Q可選小些,而對于未經塑化造粒的粉狀料,則要求大些。
     
    ④螺槽深度。它是一個變化值,用丑表示,單位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變化的,用珞表示。
    對普通螺桿來說通常加料段螺槽深度較深,而均化段螺槽深度較淺。螺槽容積從加料段至均化段變小,導致物料從加料段至均化段產生一個壓縮的作用,使物料壓實、排除氣體、建立必要的壓力,保證物料到達螺桿末端時有足夠的致密度。通常把螺桿加料段第一個螺槽的容積與均化段最后一個螺槽的容積之比稱為螺桿壓縮比,用s表示。螺桿壓縮比的大小對于物料的擠出及產品質量影響較大,在選擇時必須考慮物料熔融前后的密度變化、在壓力下熔融物料的壓縮性、螺桿加料段的裝填程度、擠塑過程中物料的回流及制品性能的要求等方面。為幾種塑料加工時常用螺桿的壓縮比。

    幾種塑料加工時常用螺桿的壓縮比
    塑料種類 8 塑料種類 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
    軟聚氯乙烯(SPVC)
    粒料
    3.2-3.5(3~4) 聚苯醒(PPO) 2(2-3.5)
    聚硯(PSU)片 2.8-3
    軟聚氯乙烯(SPVC)粉料 3~5 聚硯(PSU)膜 3.7-4
    聚很(PSU)管、型材 3.3~3.6
    聚乙烯(PE) 3~4 尼龍-6(PA6) 3.5
    聚丙烯(PP) 3.7-4(2.5~4)
    聚苯乙烯(PS) 2-2.5(2~4) 尼龍-66(PA66) 3.7
    醋酸纖維素(CA) 1.7-2 尼龍-11 28(26-4.7)
    有機玻璃(PMMA) 3 (PA11)
    聚酯(PET) 3.5~3.7 尼龍-1010
    (PA1010)
    3
    聚三氟氯乙烯
    (PC℃FE)
    2.5?3.3(2~4)注:括號內為選用范圍,括號外為常用值。

     
    ⑤其他參數。
    螺距:其定義同一般螺紋,用s表示,單位mm。
    螺旋角:其定義同一般螺紋,在選擇螺旋角時,要考慮物料的幾何形狀,加工方形(或菱形)塊狀料最佳螺旋角分別為15。左右,圓柱形粒狀料為17。左右,粉狀料為30。左右。通常,為了螺桿加工方便,考慮到機床加工的條件,取S近(S:螺距,Q:螺桿直徑),此時螺旋角為17.40。
    螺棱寬度:即螺棱法向寬度,用e表示,單位mm。
    螺桿(外徑)與料筒(內壁)的間隙:用以表示,單位mm。產生是通過螺桿和料筒的制造公差來獲得,在造粒過程中由于物料與螺桿和料筒之間的摩擦會使)逐漸加大,增大后擠出產量會明顯下降,當方達到其的15%時,將會導致℃法擠出。我國JB/℃8061—1996標準對廢舊塑料造粒機d范圍做出了規定。
     

    螺桿與料筒的直徑間隙
    螺桿直徑 30 45 60 90 100 120 150 200
    直徑間隙最大 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)普通螺桿的基本形式。
    普通螺桿按螺紋升程和螺槽深度的變化一般分為等距漸變深、等距突變深、變距等深、變距變深等四種形式。等距漸變深型又包括兩種形式:一種是從加料段的第一個螺槽開始直至均化段的最后一個螺槽的深度是逐漸變淺;另一種是加料段和均化段是等深螺槽,熔融段的螺槽深度逐漸變淺,且熔融段長度較長,如3-10。其加工容易,比較多用,主要用于熔融溫度范圍較寬的塑料,如非結晶性物料PVC等的加工°
     
    螺槽開始直至均化段末端寬度逐漸變窄的螺桿。變距變深型指螺槽深度和螺紋升程從加料段開始至均化段末端都是逐漸由寬變窄或由深變淺的螺桿。

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