挤出机主机的组成部分:
1、螺杆料筒:螺杆是挤出机的心脏,一切都直接或间接的以螺杆为中心,它对物料进行输送,混炼和塑化,直接影响制品质量,根据物料在螺杆中的变化情况,通常把螺杆分为三段:加料段、压缩段(熔融段)、计量段(均化段)。
加料段:一般为第一区,双螺杆的加料段螺槽较深,容积较大,有利于加大物料的输入和压缩,此区温度一般不能太高,否则会有熔料粘于进料口表面,造成进入挤出机的料流故障或搭桥断料。
压缩段:一般为二、三两区,此段螺杆特点是螺距的变化,断牙破牙及螺纹宽度均匀变化,物料受到强烈的挤压,在剪切作用下物料得到了很好的塑化和混炼,此段有真空排气孔,把物料中的气体排出。
计量段:此段螺杆的螺槽在整个螺杆中最浅,容积最小,它的螺杆和螺纹形式基本不变,熔融塑化的物料在此该段受到进一步压缩,并使塑化均匀细化,由于物料在这一段运动比较均一,减小了物料的挤出波动性,提高进入模具的料流的稳定性。
双螺杆按螺杆中心距离大小可分啮合型和非啮合型两种:按旋转方向的不同可分同向旋转与异向旋转;按螺杆轴线相对位置,可分平行双螺杆和锥形双螺杆,锥形适用于PVC管材;型材波纹管,平行适用于大型产品:如D400以上管材。
我们常用的挤出机是异向锥形双螺杆挤出机,它的工作特性:
(1)强制输送作用:在反向旋转全啮合的双螺杆挤出机中,两根螺杆相互啮合,啮合处一根螺杆的螺纹插入另一根螺杆的螺槽中,使其在物料输送过程中,不会产生倒流或滞流,无论螺槽是否填满,输送速度基本保持不变,具有强大的输送性。
(2)混合作用:由于两根螺杆互相啮合,物料在挤出过程中进行比单螺杆挤出机远为复杂的运动,不断受到纵向,横向的剪切混合,从而产生大量的热能,使物料在机筒中的停留时间较单螺杆挤出机短。
(3)自洁作用:粘附在螺槽上的积料如果滞留时间太长,将引起物料的降解严重损害制品的质量,因此对积料应及时清除,尤其是对热敏性塑料PVC更为重要,反向旋转的双螺杆在啮合处,螺纹与螺槽存在着速度差,在相互擦离过程中,相互剥离粘附在螺杆的物料,使螺杆得到自洁。
挤出机螺杆的几何参数:
(1)螺杆直径Ds:指其外径,通常在30-200mm之间。
(2)螺杆的长径比L/Ds:指螺杆工作部分的有效长度与直径Ds之比内径,常为15-25﹙近年可达40﹚L/Ds大,能改善塑料的温度分布混合更均匀,并可减少挤出的逆流和漏流,提高产能,L/Ds小对塑料的混合和塑化都不利,因此,对于硬塑料粉状塑料或结晶塑料要求塑化时间长的,应选择L/Ds大的,对于热敏性性塑料因受热时间太长而分解,应选择L/Ds小的。
(3)螺杆的压缩比A:指螺杆的加料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽的容积之比,它表示塑料通过螺杆全过程,被压缩的程度,A大,塑料受到挤压作用愈大,排除物料中空气能力越强一般A在2-5﹙硬聚氯乙稀:3-4﹚。
(4)螺槽深度H:影响塑化及挤出效率,H小时,对塑料可产生较高剪切速率,有利于传热塑化,但挤出生产效率低,因此,热敏性塑料用深槽﹙如PVC﹚,而熔体粘度和热稳定高的塑料﹙如PA﹚用浅槽。加料段的螺槽深H1是个定值,一般H1﹥0.1Ds压缩段H2是个变值,均化段H3是个定值H3=0.02-0.06Ds。
(5)螺旋角:指螺纹与螺杆截面之间的夹角,随θ增大,产能提高但剪切减小,θ介于10°-30°之间,θ=30°适用于粉料,θ=15°适用于方块料,θ=17°适用于圆柱料,在均化段θ=30°时挤出产率最高,出于机械加工的方便,取Ds=ls,则θ=17.7°为常用螺杆。
(6)螺纹棱部宽E:太小漏流增加,产量降低,E大动力消耗大,一般取E=0.08-0.12Ds。
(7)螺杆间隙δ:其大小直接影响挤出机的生产能力和物料的塑化,δ=0.1-0.65㎜为宜,大螺杆δ=0.002Ds,小:δ=0.005Ds。
机筒:机筒和螺杆配合组成挤出系统的基本结构,机筒的三、四两区由于热较快,一般要设置冷却装置。
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