螺桿的基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)

螺桿素有PP管材擠出機(jī)“心臟”之稱，它直接決定著PP管材的質(zhì)量和數(shù)量。PP物料從漏斗中落人擠出機(jī)內(nèi)，在螺桿旋轉(zhuǎn)的推動(dòng)下向前移動(dòng)，并經(jīng)歷溫度、壓力等變化，最后呈熔融體離開擠出機(jī)口模。PP塑料在這一過程中必然會(huì)有固體升溫，固液并存的熔化和完全成為熔體的三個(gè)階段。所以普通螺桿根據(jù)固體輸送、熔融和熔體輸送三個(gè)基本職能的要求，相應(yīng)設(shè)計(jì)成三段：固體輸送段(即加料段)、熔融段(即壓縮段)和熔體輸送段(即均化段)。

螺桿加料段(L1)是接受由料斗送來的PP塑料，并使塑料受熱、前移，將塑料送至壓縮段，這是一個(gè)固體升溫與輸送的過程。

螺桿壓縮段(L2)接受加料段輸送過來的松散物料，將它壓實(shí)、受熱熔化并使包在料內(nèi)的空氣回到加料段由料斗空隙中排出。這一段中塑料由粒狀固體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，也就是它兼具固液兩種狀態(tài)，且在成為連續(xù)的粘性熔體后即轉(zhuǎn)送到均化段。

螺桿均化段(L3)是把壓縮段送來的熔體進(jìn)一步塑化均勻，并使料流定壓、定量地由機(jī)頭流道均勻擠出。

螺桿的分段主要取決于物料的性質(zhì)。

螺桿的幾何參數(shù)對(duì)螺桿的工作特性有重大影響。螺桿的基本參數(shù)有以下幾種。

螺桿直徑(D)螺桿直徑D系指螺桿螺紋外徑。擠出機(jī)的規(guī)格或加工能力用螺桿直徑來標(biāo)稱。螺桿直徑是一個(gè)重要參數(shù)，它在一定意義上表示擠出機(jī)擠出量的大小。

因此，可粗略地說，螺桿直徑愈大，擠出機(jī)產(chǎn)量愈大。通常PP管材截面大應(yīng)選用大直徑螺桿，PP管材截面小應(yīng)選用小直徑螺桿。

目前，世界各廠家制造的螺桿直徑系列極不統(tǒng)一。部分廠家仍采用英制系列，但多數(shù)使用公制系列。常見的尺寸有：(25)，30，45，(50)，60，65，(70)，75，(80)，90，100，(115)，120，(135)，150，(160)，(170)，200，250，300(括號(hào)內(nèi)尺寸應(yīng)用較少)。

(2)螺桿長徑比(L/D) 螺桿長徑比系指螺桿工作部分長度L與直徑D之比，寫成L/D。螺桿長徑比是標(biāo)志擠出機(jī)性能的一個(gè)重要參數(shù)。從五十年代至今，螺桿長徑比的發(fā)展趨勢(shì)是增大的。我國標(biāo)準(zhǔn)系列中規(guī)定L/D＝15，20和25。目前國產(chǎn)擠出機(jī)長徑比以25為多。不同塑料對(duì)螺桿要求的長徑比不同。對(duì)于PP，長徑比增大，可提高PP物料的混合和塑化效率，生產(chǎn)能力得以提高，并有利于擠出質(zhì)量的提高。我國引進(jìn)的歐洲主流PP管材擠出機(jī)，90年代前期，L/D多為28， 90年代后期則多為30，主要是為了適應(yīng)擠出機(jī)的產(chǎn)量不斷提高。

(3)螺槽深度(h)　螺桿螺紋表面與機(jī)筒內(nèi)孔表面形成近似于矩形截面的物料流通，通常稱為螺槽。螺槽深度h與螺槽內(nèi)容料體積有關(guān)，是重要的幾何參數(shù)。當(dāng)忽略螺桿外徑與機(jī)筒內(nèi)壁之徑向間隙δ0時(shí)，螺槽深度即為螺桿螺紋高度。用h1代表螺桿加料段螺槽深度；h3代表螺桿均化段螺槽深度。

螺槽深淺與PP管材物料的熱穩(wěn)定性、螺桿的塑化效率及壓縮比有關(guān)。其中均化段螺槽深度很重要。均化段螺槽深度影響到物料的剪切量。深度越小，剪切愈強(qiáng)烈。熱穩(wěn)定性差的物料不宜受強(qiáng)剪切，故螺槽深度不能太淺。此外，螺槽深度淺有利于傳熱。在同一機(jī)頭壓力，同一轉(zhuǎn)速下，深槽螺桿具有較大的輸出量，淺槽螺桿適用的壓力范圍寬。因此，選擇螺槽深淺時(shí)，必須兼顧幾方面因素，綜合考慮。

(4)壓縮比(CR )　螺桿壓縮比(CR)為螺桿加料段第一個(gè)螺槽容積(V1)和計(jì)量段最后一個(gè)螺槽容積(V3)之比。螺桿設(shè)計(jì)中選擇的這個(gè)壓縮比是幾何壓縮比。實(shí)際擠出過程物料的物理壓縮比是指PP管材物料在加料口的螺槽內(nèi)松散固態(tài)的比容和在擠出溫度下完全熔融態(tài)的比容之比。設(shè)計(jì)螺桿時(shí)，應(yīng)選取螺桿的幾何壓縮比大于物料的物理壓縮比。加工不同塑料螺桿的壓縮比也不同。