单螺杆挤出机中的螺杆结构和各部分尺寸怎样确定？

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(1)螺杆的结构螺杆是挤出机的重要零件，它的直径尺寸代表挤出机的规格；对其结构形式的选择应用是保证塑料塑化质量的主要条件之一。常用螺杆的结构形式，有渐变型螺杆和突变型螺杆。这两种螺杆结构形式示意如图1所示。

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图1 常用螺杆结构示意图
① 渐变型螺杆。渐变型螺杆的结构特点是：螺杆的螺纹部分螺距相等，螺纹槽的深度从加料段向均化段由深逐渐变浅。还有一种渐变型螺杆，是加料段和均化段的螺纹槽深度不变，而塑化段的螺纹槽深度由深逐渐变浅。这种螺杆结构适于聚氯乙烯和聚乙烯，塑料的挤出塑化。
② 突变型螺杆。突变型螺杆的加料段和均化段螺紋槽深度不变，而螺杆的塑化段（也叫压塑段）长度很短，这段的螺纹槽深是突然由深变浅。这种结构螺杆适合于聚烯烃等结晶型塑料的挤出成型。
) f7 T7 k" Y3 I' {% n(2)螺杆的尺寸
! o8 x0 K; x5 c. L+ |① 螺杆直径。是指螺杆的螺纹部分的外圆直径。用D表示,单位为mm。螺杆直径既能表示挤出机的规格大小，也与挤出机生产塑料制品的规格尺寸大小有关。下表中列出螺杆直径与塑料制品成型规格尺寸的关系。
螺杆直径与制品规格尺寸的关系/mm

螺杆直径	30	45	65 * r- U4 G" \) k6 _: U( t	90 8 E$ z- i; u. y" _# k+ F	120 0 _" ]4 m- Y: D6 ^, _- o	150	200
管直径	3~30 6 w0 m% Q+ x, s7 o  H	10~45 7 \  {2 P5 O) P9 M( ^	20~80 , R" n+ Z, t1 ?* a$ X3 W9 W	30~120	50~180 ' L  P5 c0 }* f2 }3 N8 t7 h5 ^9 x	80~300 + r" B% m5 }0 h# D5 u5 o	120~400 + R5 x! K* W$ z, W% P
吹膜折径 0 J3 G- u7 N1 f0 t* G	50~300	100~500	400~900   D5 ]3 @' p2 N# ?# k( R	700~1200	约2000	约3000	约4000
板材宽度	—	— . V- \5 k, a" ?	400~800	700~1200 : W* Z4 k( H/ u7 C( j" A	1000~1400	1200~2500	―

② 长径比。是指螺杆的螺纹部分长度与直径的比值，即L/D。JB/T 8061—1996标准中规定，螺杆的长径比值在20〜30范围内。一般情况下，聚氯乙烯等非结晶型塑料的挤出塑化用螺杆，取长径比在20〜25范围内；聚烯烃类塑料的挤出塑化，取螺杆的长径比在25〜30范围内。
挤出塑化原料时，取长径比的大值，有利于原料的塑化，可加快螺杆的工作转速，提高挤出机的产量；但是，过大的长径比会使螺杆长度增加，这给螺杆的切削加工和热处理带来较大的难度。
; w5 F. k& Z: D5 T7 M③ 螺纹部分的分段。按螺杆工作转动时的功能作用，把螺纹部分分为加料段L1、塑化段L2和均化段L3 (图2-5)。
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) N9 Q6 A; K4 X/ w; L/ p6 O0 [# s0 R图2 常用螺杆的各部分尺寸代号
* `- P/ N: G$ E5 a2 i( `+ Z- [加料段接受料斗供料，随着螺杆的转动，把原料输送给塑化段。
塑化段的温度逐渐升高，把加料段输送来的原料挤压、搅拌，逐渐变成熔融态，并随着螺杆的转动被推入均化段。塑化段也可叫压塑段。
均化段把塑化段输送来的熔融料进一步塑化均匀，然后随着螺杆的转动，熔融塑化料被等量、等压、均匀地推入成型模具内。
④ 螺距。两个螺纹间同一位置的距离为此螺杆的螺纹距。用t表示，单位为mm。 一般取螺距长度等于螺杆直径尺寸。
⑤ 螺纹截面形状。如图3所示，有矩形和锯齿形两种截面形状。螺纹深：进料段用h1表示；均化段用h3表示，棱宽约等于，直径的1/10，用e表示。
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  k- z; w& y2 V0 L) M, Z图3 螺纹的截面形状

图4 螺杆头部结构形状
⑥ 螺杆头部形状。是指螺杆的螺纹前端结构形状。这里的结构形状对熔料的停留时间有影响，对于不同原料的挤出应注意选择不同结构形式。图4中螺杆头部呈圆弧形状，用于流动性较好的聚烯烃类和尼龙料的挤出，一般前端要加过滤网和分流板。螺杆头部锥角较小，适合于聚氯乙烯原料的挤出，此种形状可减少熔料在机筒内的停留时间，从而避免原料分解。
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