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蘇州金韋爾機械有限公司
主營產品： eva太陽能膠膜設備,二氧化碳XPS保溫板設備,石頭紙設備,pet片材設備 |
公司信息
單螺桿擠出機螺桿的分類與選擇
2020-11-18 閱讀(1845)
單螺桿擠出機系統：擠出機擠壓系統包括螺桿、機筒、料斗、機頭、和模具，塑料通過擠壓系統而塑化成均勻的熔體，并在這一過程中所建立壓力下，被螺桿連續的擠出機頭。
螺桿：是擠塑機的主要部件，它直接關系到擠塑機的應用范圍和生產率，由高強度耐磨耐腐蝕的合金鋼制成。
螺桿的基本型式及主要參數
一般螺桿分為三段即加料段，壓縮段，均化段。
加料段——底經較小，主要作用是輸送原料給后段，因此主要是輸送能力問題，參數(L1，h1)，h1=(0.12-0.14)D。
壓縮段——底經變化，主要作用是壓實、熔融物料，建立壓力。參數壓縮比ε=h1/h3及L2。準確應以漸變度A=(h1-h3)/L2。
均化段(計量段)——將壓縮段已熔物料定量定溫地擠到螺桿前端、參數(L3，h3)，h3=(0.05-0.07)D。
L/D長徑比：L/D與轉速n，是螺桿塑化能力及效果的重要因素，L/D大則物料在機筒里停留時間長，有利于塑化，同時壓力流、漏流減少，提高了塑化能力，同時對溫度分布要求較高的物料有利，但大之后，對制造裝配使用上又有負面影響，一般L/D為(18～42)，但目前有加大的趨勢。
螺距S，螺旋升角φ=πDtgφ，一般D=S，則φ=17°40′。 φ對塑化能力有影響，一般來說φ大一些則輸送速度快一些，因此，物料形狀不同，其φ也有變化。粉料可取φ=25°左右，圓柱料φ=17°左右，方塊料φ=15°左右，但φ的不同，對加工而言，也比較困難，所以一般φ取17°40′。
棱寬e，對粘度小的物料而言，e盡量取大一些，太小易漏流，但太大會增加動力消耗，易過熱，e=(0.08～0.12)D。
下面就幾種螺桿的設計結合其物料特性作簡單介紹：
一.PC料(聚碳酸酯)
①非結晶性塑料，無明顯熔點，玻璃化溫度140°～150℃，熔融溫度215℃～225℃，成型溫度250℃～320℃。
②粘度大，對溫度較敏感，在正常加工溫度范圍內熱穩定性較好，300℃長時停留基本不分解，超過340℃開始分解，粘度受剪切速率影響較小。
③吸水性強
參數選定：
a.L/D針對其熱穩定性好，粘度大的特性，為提高塑化效果盡量選取大的長徑比，金韋爾取38。
由于其融熔溫度范圍較寬，壓縮可較長，故采用漸變型螺桿。L1=30%全長，L2=46%全長。
b.壓縮比ε 由漸變度A需與熔融速率相適應，但目前融熔速率還無法計算得出，根據PC從225℃融化至320℃之間可加工的特性，其漸變度A值可相對取中等偏上的值,在L2較大的情況下，普通漸變型螺桿ε=2～3，金韋爾取2.6。
c.因其粘度高，吸水性強，故在均化段之前，壓縮段之后于螺桿上加混煉結構，以加強固體床解體，同時，可使其中夾帶的水份變成氣體逸出。
d.其它參數如e，s，φ以及與機筒的間隙都可與其它普通螺桿相同。
二.PMMA(有機玻璃)
①玻璃化溫度105℃，熔融溫度大于160℃，分解溫度270℃，成型溫度范圍很寬。
②粘度大，流動性差，熱穩定性較好。
③吸水性較強。
參數選擇
a.L/D選取長徑比為35～42的漸變型螺桿，視其制品成型的精度要求一般L1=40%， L2=40%。
b.壓縮比ε ，一般選取2.3～2.6。
c.針對其有一定親水性，故在螺桿的前端采用混煉環結構。
d.其它參數一般可按通用螺桿設計，與機筒間隙不可太小。
三.PA(尼龍)
①結晶性塑料，種類較多，種類不一樣，其熔點也不一樣，且熔點范圍窄，一般所用PA66其熔點為260℃～265℃。
②粘度低，流動性好，有比較明顯的熔點，熱穩定性差。
③吸水性一般。
參數選擇
a.L/D選取長徑比18～20的突變型螺桿。
b.壓縮比，一般選取3～3.5，其中防止過熱分解h3=0.07～0.08D。
c.因其粘度低，故止逆環處與機筒間隙應盡量小，約0.05mm，螺桿與機筒間隙約0.08mm
d.其它參數、可按通用螺桿設計。
四.PET(聚酯)
①熔點250℃～260℃，吹塑級PET則成型溫度較廣一點，大約255℃～290℃。
②吹塑級PET粘度較高，溫度對粘度影響大，熱穩定性差。
參數選擇
①L/D一般取32，三段分布L1=50%-55%，L2=20%。
②采用低剪切、低壓縮比的螺桿，壓縮比ε ，一般取1.8～2，同時剪切過熱導致變色或不透明h3=0.09D。
③螺桿前端不設混煉環，以防過熱，藏料。
④因這種材料對溫度較敏感，而一般廠家多用回收料，為提高產量，金韋爾采用的是低剪切螺桿，所以可適當提高馬達轉速，以達到目的。同時在使用回收料方面(大部分為片料)，本廠根據實際情況，為加大加料段的輸送能力，也采取了加大落料口徑在機筒里開槽等方式，取得了比較好的效果。
五.PVC(聚氯乙烯)
熱敏性物料，一般分為硬質和軟質，其區別在于原料中加入增塑劑的多少，少于10%的為硬質，多于30%為軟質。
①無明顯熔點，60℃變軟，100℃～150℃粘彈態，140℃時熔融，同時分解，170℃分解迅速，軟化點接近于分解點，分解釋放于HC1氣體。
②熱穩定性差，溫度、時間都會導致分解，流動性差。
設計原則a.溫度控制嚴格，螺桿設計盡量要低剪切，防止過熱。
b.螺桿、機筒要防腐蝕。
c.擠出工藝溫度需嚴格控制。
一般講，螺桿參數為L/D=20～42，h3=0.07D，ε =1.6～2 ，L1=40%，L2=40%。 分離型螺桿，此種螺桿對硬質PVC較適合，而且為配合溫控，加料段螺桿內部加冷卻水或油孔，機筒外加冷水或油槽，溫度控制精度±1℃左右
