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普通塑料造粒机螺杆的结构参数应如何确定?

返回列表 责任编辑:德胜小编 浏览次数: 发表时间:2018-06-15 08:33【
       普通螺杆的结构参数主要包括螺杆直径和长径比、螺杆三段参数,以及压缩比、螺杆与料筒配合间隙的确定等。

(1)塑料造粒机螺杆直径的确定
       螺杆直径是指螺杆的外径,它是塑料造粒机的重要参数,是表征塑料造粒机规格的参数。挤出螺杆的直径我国已标准化、系列化了,目前所颁布的螺杆直径系列主要有30、45、65、90、120、150、200等规格。
生产中螺杆直径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。一般来说,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。如果用大直径的螺杆生产小截面的制品是不经济的,因为若将塑料造粒机开到合适的工作速度,则物料通过口模的速度过快,机头压力过高,有损坏机器零件的可能。不易定型冷却,对某些塑料如PVC,工艺条件也不易掌握;若降低螺杆工作速度,则机器的生产能力得不到充分发挥。

 
塑料造粒机螺杆

(2)塑料造粒机螺杆长径比的确定
       螺杆的长径比在一定意义上也表征螺杆的塑化能力和塑化质量。螺杆的长径比大,螺杆的长度长,塑料在料筒中停留的时间长,塑化的更充分、更均匀,故可以保证产品质量。在此前提下,可以提高螺杆的转速,从而提高挤出量。但长径比大时,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,并且使塑料造粒机加长,增加所占厂房的面积。此外,长径比大,螺杆下垂度增大,因此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塑料造粒机的寿命。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,且不可盲目地加大长径比。特别是对小直径的螺杆,当长径比加大后,加料段的螺纹根径较小,螺杆强度会下降,若提高螺杆转速,其扭矩必然加大,易造成螺杆弯曲变形甚至扭断。例如,直径45mm的螺杆,加工HDPE,当螺杆转速达到80r/min时,达到强度限的长径比极限为37.5;在转速为10080r/min时,达到强度限的长径比限为32;当加工LDPE或PP时,长径比的极限值为30。

(3)塑料造粒机螺杆各段长度的确定
       对于普通三段螺杆,各段参数的确定一般应根据所加工物料的性质来确定。加工PVC等非结晶性塑料时,通常压缩段的长度比较长,占螺杆有效部分长度的55%-65%。而加料段比较短,为(3-5)D,为了提高PVC粉料的产量。可以将这一段的长度增加到(6-10)D.
加工PE等结晶性塑料时,压缩段长度较短,一般仅为(2-5)D。加料段为螺杆有效部分长度的60%-65%。

(4)压缩比的确定
       压缩比的作用是将物料压缩、排除气体、建立必要的压力,保证物料达到螺杆末端时有足够的致密度。压缩比的确定除了应考虑塑料熔融前后的密度变化之外,还要考虑在压力下熔融塑料的压缩性、螺杆加料段的装填程度和挤压过程中塑料的回流等因素。压缩比与物料的性质、制品的情况等有关。它可以用试验决定,目前多根据经验选取,因而即使加工同一种塑料和同一种制品,各厂也会采取不尽相同的压缩比。

 
塑料造粒机螺杆长度

(5)螺杆与料筒配合间隙的确定
       塑料造粒机螺杆与料筒配合间隙是一个表征螺杆与料筒相互关系的参量。通常螺杆与料筒配合间隙增大,为熔融所需要的螺杆长度就要增加。例如,直径D=65mm的螺杆,加工LDPE配合间隙约为0.5%D,则所需要的熔融长度为间隙为零时所需要的熔融长度的2.25倍。配合间隙的大小还会直接影响熔融过程的稳定性。螺杆与料筒配合间隙大时,漏流也会随着增加,因而使挤出量下降。一般配合间隙达到均化段螺槽深度的15%,漏流相当大,螺杆即不能再使用。
螺杆和料筒的配合间隙的确定必须结合被加工物料的性质、机头阻力情况、螺杆和料筒的材质及其热处理情况、机械加工条件以及螺杆直径的大小来选取。对于不同的物料,应选择不同大小的配合间隙。例如PVC,由于其对温度敏感,配合间隙小会使剪切增大,易造成过热分解,因此应选的大一些。而对于低黏度的非热敏性材料,如PA、PE,应当选尽量小的配合间隙,以增加其剪切。一般来说,螺杆直径越大,配合间隙的绝对值应选的越大。
在生产过程中螺杆和料筒原配合间隙能否保持性,与螺杆料筒的耐磨性能有关,也与原间隙的大小有关。一般原配合间隙越小时磨损得越快,原配合间隙越大时磨损得越慢。

(6)螺纹升角的确定
        一般物料形状不同,对加料段的螺纹升角要求也不一样。加工粉料时,螺纹升角一般在30°左右较为合适;加工圆柱形物料时,一般在17°左右较为合适;加工方块形物料时,一般在15°左右较为合适。