如何确定单螺杆挤出机的具体参数

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主要是螺杆的参数 如何计算呢？

[ 本帖最后由 userkypdy 于 2007-5-6 22:45 编辑 ]

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一般螺杆分为三段即加料段，压缩段，均化段。
; F) c: D1 L9 c- _" n: A   加料段——底经较小，主要作用是输送原料给后段，因此主要是输送能力问题，参数（L1，h1），h1=（0．12－0．14）D。
   压缩段——底经变化，主要作用是压实、熔融物料，建立压力。参数压缩比ε=h1／h3及L2。准确应以渐变度A=（h1－h3）／L2。
0 }6 _+ y& B7 V; l" \4 W% S8 X   均化段（计量段）——将压缩段已熔物料定量定温地挤到螺杆最前端、参数（L3，h3），h3=（0．05－0．07）D。
   对整条螺杆而言，参数L／D－长径比
' e; O2 s% W0 P( M5 |  g   L／D利弊：L／D与转速n，是螺杆塑化能力及效果的重要因素，L／D大则物料在机筒里停留时间长，有利于塑化，同时压力流、漏流减少，提高了塑化能力，同时对温度分布要求较高的物料有利，但大之后，对制造装配使用上又有负面影响，一般L／D为（18～20），但目前有加大的趋势。
   其它螺距S，螺旋升角φ=πDtgφ，一般D=S，则φ=17°40′。
4 g1 v; O* J. @- ^   φ对塑化能力有影响，一般来说φ大一些则输送速度快一些，因此，物料形状不同，其φ也有变化。粉料可取φ=25°左右，圆柱料φ=17°左右，方块料φ=15°左右，但φ的不同，对加工而言，也比较困难，所以一般φ取17°40′。
   棱宽e，对粘度小的物料而言，e尽量取大一些，太小易漏流，但太大会增加动力消耗，易过热，e=（0.08～0.12）D。
: W6 i( `+ h/ ?8 n   总而言之，在目前情况下，因缺乏必要的试验手段，对螺杆的设计并没有完整的设计手段。大部分都要根据不同的物料性质，凭经验制订参数以满足不同的需要。
一．PC料（聚碳酸酯）
7 ~4 j/ ?# m# Q/ n9 S0 n    特点：①非结晶性塑料，无明显熔点，玻璃化温度140°～150℃，熔融温度215℃～225℃，成型温度250℃～320℃。
    ②粘度大，对温度较敏感，在正常加工温度范围内热稳定性较好，300℃长时停留基本不分解，超过340℃开始分解，粘度受剪切速率影响较小。
    ③吸水性强
" W  \, |+ h* e- q$ E* u! T- P    参数选定：
3 A. k; d7 g: E- {! q% S! p    a．L／D针对其热稳定性好，粘度大的特性，为提高塑化效果尽量选取大的长径比，一般取为26。
; a( ~- A5 I3 K  ?$ q: k    由于其融熔温度范围较宽，压缩可较长，故采用渐变型螺杆。L1=30％全长，L2=46％全长。
2 n  |2 p3 L& y1 \. C. I8 F+ o: p    b．压缩比ε 由渐变度A需与熔融速率相适应，但目前融熔速率还无法计算得出，根据PC从225℃融化至320℃之间可加工的特性，其渐变度A值可相对取中等偏上的值,在L2较大的情况下，普通渐变型螺杆ε=2～3，一般取为2．6。
    c．因其粘度高，吸水性强，故在均化段之前，压缩段之后于螺杆上加混炼结构，以加强固体床解体，同时，可使其中夹带的水份变成气体逸出。
    d．其它参数如e，s，φ以及与机筒的间隙都可与其它普通螺杆相同。
二．PMMA（有机玻璃）
; v1 q0 l! i) m7 @5 G    特点:①玻璃化温度105℃，熔融温度大于160℃，分解温度270℃，成型温度范围很宽。
' c* f8 C. x% ~2 Q; I    ②粘度大，流动性差，热稳定性较好。
    ③吸水性较强。
- n, z7 {, O  p* j    参数选择
/ k2 q; g3 A. O7 s9 ^7 Z    a．L／D选取长径比为20～22的渐变型螺杆，视其制品成型的精度要求一般L1=40％， L2=40％。
    b．压缩比ε ，一般选取2．3～2．6。
    c．针对其有一定亲水性，故在螺杆的前端采用混炼环结构。
9 @4 h& r: c2 i9 ~) o" _1 B    d．其它参数一般可按通用螺杆设计，与机筒间隙不可太小。
三．PA（尼龙）
特性：①结晶性塑料，种类较多，种类不一样，其熔点也不一样，且熔点范围窄，一般所用PA66其熔点为260℃～265℃。
( R8 B$ o( B8 t9 e9 t3 Y4 L- I    ②粘度低，流动性好，有比较明显的熔点，热稳定性差。
4 s: k0 P# S9 y- J* M" g: X    ③吸水性一般。
    参数选择
3 O* {9 p4 X& g' l+ M    a．L／D选取长径比18～20的突变型螺杆。
    b．压缩比，一般选取3～3．5，其中防止过热分解h3=0．07～0．08D。
  j9 s  C( y  Z! q3 {9 W2 {    c．因其粘度低，故止逆环处与机筒间隙应尽量小，约0．05，螺杆与机筒间隙约0．08，如有需要，视其材料，前端可配止逆环，射嘴处应自锁。
    d．其它参数、可按通用螺杆设计。
, d; D/ u1 e% k$ O( a6 Y四．PET（聚酯）
    特性：①熔点250℃～260℃，吹塑级PET则成型温度较广一点，大约255℃～290℃。
, h, r% e# z. p: v$ A+ v    ②吹塑级PET粘度较高，温度对粘度影响大，热稳定性差。
    参数选择
    ①L／D一般取20，三段分布L1=50％－55％，L2=20％。
8 i/ ]% E8 J8 V$ U' G5 n: U8 g& J, ?    ②采用低剪切、低压缩比的螺杆，压缩比ε ，一般取1．8～2，同时剪切过热导致变色或不透明h3=0．09D。
3 ]" b& J1 e+ Y" ]. J6 g  w, n    ③螺杆前端不设混炼环，以防过热，藏料。
  Y' Y! \$ Q5 k    ④因这种材料对温度较敏感，而一般厂家多用回收料，为提高产量，我厂采用的是低剪切螺杆，所以可适当提高马达转速，以达到目的。同时在使用回收料方面（大部分为片料）.
& f% w4 Y  R( Y5 y五．PVC（聚氯乙烯）
    热敏性物料，一般分为硬质和软质，其区别在于原料中加入增塑剂的多少，少于10％的为硬质，多于30％为软质。
* p( Y" O! u7 w    特点：①无明显熔点，60℃变软，100℃～150℃粘弹态，140℃时熔融，同时分解，170℃分解迅速，软化点接近于分解点，分解释放于HC1气体。
7 X8 ?9 F# v2 N; y6 p# n: Y    ②热稳定性差，温度、时间都会导致分解，流动性差。
    设计原则a．温度控制严格，螺杆设计尽量要低剪切，防止过热。
            b．螺杆、机筒要防腐蚀。
            c．注塑工艺需严格控制。
    一般讲，螺杆参数为L／D=16～20，h3=0．07D，ε =1．6～2 ，L1=40％，L2=40％。
    为防止藏料，无止逆环，头部锥度20°～30°，对软胶较适应，如制品要求较高，可采用无计量段，分离型螺杆，此种螺杆对硬质PVC较适合，而且为配合温控，加料段螺杆内部加冷却水或油孔，机筒外加冷水或油槽，温度控制精度±2℃左右。

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