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。


0 Q+ i5 S! B! R& \* @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。
8 u5 a2 |) E& G" r; T* l2 t9 e1 r② 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
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 & s7 S5 A8 V/ I) L, ]$ `! X& d" k: W	45   I# o7 e$ N( E	65	90	120 - R* s7 @! F7 r* b/ X1 a' q" W) F	150 / e0 Q5 u9 m3 i9 c' b	200
管直径	3~30 ' h# E& J6 I1 `+ d  |& g	10~45 % u/ M8 L# p( Y* I	20~80 # }: m$ a3 _. p; n	30~120 - m) a. L2 \: H) B, ]/ r" u	50~180	80~300	120~400
吹膜折径	50~300 + X: R7 t1 f- Z: n0 j( X' C  k/ K- c	100~500 / _- A8 x: q( j; }	400~900	700~1200 & E0 U! `+ h" F7 j	约2000 ' n' |# G0 _, v% m1 u	约3000 $ G  h9 u  ~3 l  T& A  I" W3 m; L	约4000 ; w1 O  S% n8 j% }& R# h( s
板材宽度 # v. b9 @9 u* @/ R	— - A  N+ \4 h2 ?) L: c& ~	—	400~800 2 \: a, ]$ M2 m( e3 t$ x; i; `9 M+ N	700~1200	1000~1400	1200~2500 1 C5 w: W# K  C/ I' I, N! I' a	―

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。
8 O! r5 r  B9 M5 o4 \8 M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。
5 h- a$ T& c3 t& s' o9 [! G% m9 c③ 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)。
5 M1 `2 o2 |( ~8 i7 {) a6 K! f
. p7 }8 l* }6 V图2 常用螺杆的各部分尺寸代号
& A7 C: Z8 A2 |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。
' [' S  S' W3 i, }. }! e7 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。
! S7 a" H- p  {& d( u" G  G4 [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。
: H( M5 X& J" M. [1 ]& Q; S⑤ 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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图3 螺纹的截面形状

/ ~0 f! Y% X  O* |. e, x图4 螺杆头部结构形状
; O' k. Q% S+ |  ^: c⑥ 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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