塑料挤出机的心脏——螺杆

塑料挤出机的心脏——螺杆,挤出成型是塑料加工中 重要的两种工艺之一。所谓塑料挤出工艺，是指将聚合物在挤出机机筒中塑化并通过模具挤出，然后经冷却、拉伸、吹胀、涂覆、复合、切割和卷取等工序组合，制得各种成型制品，例如常见的管材和型材。在塑料挤出生产线中，挤出机作为主要的成型主机之一，是用来提供温度和组成均匀的熔料，以得到稳定可控的产品。近年来，各种不同的塑料复合管和含有不同金属及先进纤维的塑料管的挤出生产，对挤出机的设计提出了很大的挑战。 挤出机的分类方法有很多，按螺杆的数量可分为无螺杆、单螺杆、双螺杆和多螺杆；按空间位置可分为卧式和立式；按螺杆转速可分为普通、高速和超高速；按机筒可否排气可分为排气式和非排气式；按装配结构可分为整体式和分开式。在塑料管材挤出生产线中， 常用的挤出机是卧式单螺杆挤出机。单螺杆挤出机主要由4部分组成：挤出系统、传动系统、加热/冷却系统和控制系统。 螺杆作为挤出机挤出系统的重要零件之一，是挤出机输送固体塑料、塑化塑料和熔体的部件，其各部分几何形状的变化将直接影响塑料制品的质量及产量，对挤出机的性能起着决定性的作用。在设计螺杆时，必须考虑各种因素，以适应不同塑料的特性。在塑料工业中，不可能只用一根“ ”螺杆来满意地生产各种塑料制品。 一般，螺杆可分为3段：加料段、压缩段（或塑化段）和计量段（或均化段）。 加料段主要接受供料系统供给的物料，然后将其输送给压缩段。压缩段对物料进行压实，熔融塑化后经螺纹推给计量段。物料在计量段中得到进一步塑化，然后在等压、等温的条件下，螺杆把均匀塑化的熔融料等量地推向机头 螺杆作为挤出系统的主要零件，需在高压、高温的机筒内作大扭矩的旋转动作，因此用于制造螺杆的合金钢材需要有很高的力学强度、能承受巨大的扭矩并在高温条件下工作不变形，且经热处理后要有很高的表面硬度，能抵抗较大摩擦力的磨损。目前，国内多用合金钢38CrMoAl钢材制造螺杆，经调质处理，硬度为HB260-290，然后再对表面进行渗氮处理，渗氮深度可达0.3~0.6mm，表面硬度>HV740，螺杆的脆性≥2级。 随着挤出机应用领域的不断拓展和技术上的不断进步，挤出机市场始终保持着一定的上升势头。近年来，高速、高效和节能一直是国际塑料机械不断改进的主旋律。高速和高产量可使投资者以较低的投入获得高额的回报。对于挤出机主机和3D打印耗材生产线来说，今后的市场将向高技术含量、价格更趋走低的方向发展。其中，单螺杆挤出机将向着超大型、超微型、大长径比、高产出和良好的排气性等方向发展，这就使得能适应特殊加工需要的螺杆机筒结构，成为大家争相研发的重点。

单螺杆塑料挤出机的螺杆的结构和参数

常规螺杆的结构及参数螺杆是完成塑料塑化和输送的关键部分。塑料挤出机的生产率、塑化质量及动力消耗等都主要取决于螺杆的性能。螺杆可分为常规螺杆和新型螺杆。 单螺杆塑料配套挤出机配套PID温控仪常规螺杆是指从加料段到均化段为全螺纹的三段式结构的螺杆。生产中常用的规螺杆有(螺距不变而螺槽深度变化的)渐变型螺杆和突变型螺杆两大类。渐变型螺杆是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡，是在一个较长的螺杆轴向距离内完成的，如图3一3所示。而突变型螺杆的上述过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。渐变型螺杆对物料的剪切作用较小，且对大多数物料能提供较好的热传导，因此多用干软化温彦技围较大的非结晶型塑料。突变型螺杆由于压缩段较短〔(3一5)D〕，有的只有(1~2)D,对物料能产生较大的剪切作用，故适用于粘度较低具有突变熔点的结晶型塑料，如尼龙、聚烯烃等。时于高粘度塑料易引起局部过热，不宜使用。 螺杆直径:这是一个重要参数，挤出机规格用它来表示。螺杆直径已标准化，我国塑料挤出机标准所规定的螺杆直径系列为:20、30、45、65、90.120、200,250,300mra0应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选用一定直径的螺杆。一般生产率要求越高，制品断面尺寸越大，则螺杆直径越大。如果用大直径的螺杆生产小截面的制品，不仅不经济，而且使工艺条件难于掌握。 螺杆的长径比;它也是螺杆的一个重要参数。当其它条件不变时加大长径比，等于螺杆长度增加，物料在料筒中所经的路程墩大，使塑化更充分更均匀，有利于提高制品质量、另外，叼D加大后(Ls也相应增加)可减少压力流和漏流，提高了挤出机的生产能力。但是对热放性塑料，过大的长径比易造成塑料停留时间过长而产生热分解，并且长径比增大后螺杆和料简的加工制造和安装都较困难，功率消耗增大，容易因螺杆自重弯曲使料筒和螺杆端部间的间隙产生不均匀现象，甚至可能胡磨料筒，影响挤出机的寿命。因此应根据加工塑料的性能、所需产品质量和生产率要求来确定长径比。一般对难加工的塑料(如含氟塑料)、T化质量要求较高(如吹膜)或挤出质量较高的情况，选用较大的长径比。目前塑料挤出机螺杆的长径比多为20,25,28，30。国外已经出现长径比达43的螺杆。