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。


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。
/ Y2 i4 J) P* `# O8 J5 H② 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。
(2)螺杆的尺寸
% e: j! c6 g. |9 U5 r7 {* C① 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 " b2 P2 L% y2 c4 k6 n# l	90	120 ) U4 T- K( L- q	150	200 8 Q8 t! {1 J6 J
管直径 $ v. f# `* g% }  ?+ _	3~30 ) J8 W6 d% \0 ]	10~45	20~80 7 I$ R# W4 f. U7 U1 k  R' c	30~120 8 ?7 w; }+ G4 z; h4 ^; j4 D	50~180 $ K/ O5 c: k( e. i4 ?	80~300 * k% O  J, W# N! y  D+ Y" b* V	120~400   J; D! q- I! S; D9 G
吹膜折径   I7 h) Q9 x" Q	50~300	100~500   o: P0 z# ]! J	400~900	700~1200 9 P+ X( [8 i, Q8 ^9 E/ \6 O	约2000 ) {( ~8 B7 e- m9 O) n( F1 L' ^  w* a	约3000 ; ?6 }9 _! e# A' S) B3 k	约4000 8 `* H' S& o+ V1 T
板材宽度 + i% s# W4 z% N& O2 Y	—	—	400~800	700~1200 , A3 Y- q0 U+ f; O	1000~1400 : L: b- C/ D3 \# m( v& k) Q	1200~2500 2 c+ l- S5 ?; I	― & m" }/ i% W! j+ \

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。
* N$ {0 C2 A) a1 x  ^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。
* U* y: }" ?" S5 `, B% M3 f' @. J③ 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)。

/ h3 G* M/ }7 I3 S2 l图2 常用螺杆的各部分尺寸代号
, w% R# f' o5 [5 I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。
4 N  A+ }/ H7 z" x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。
5 H- v+ N- A9 B" r+ Y: x  L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。
1 c6 c/ u& k0 I+ [: Y⑤ 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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& i6 S) |1 M/ w( c2 @4 W, M  n图3 螺纹的截面形状
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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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