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。
(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 * h- J* q& X5 k  _	30	45	65 / }( Y4 [2 g. n8 E( j* E% e	90	120	150	200 % O& W' ]! R/ N- h/ e* ?
管直径 $ I3 g8 l: t8 F' Z. B	3~30 3 w% s) L8 A2 |	10~45 ; r0 n- p: F! [	20~80 1 U6 R: T! u0 j: t( ^) G2 b. |	30~120 8 z2 h: y$ D3 y$ y6 u3 A3 K' p- l2 X	50~180	80~300	120~400 ' N6 l4 |3 z- |
吹膜折径	50~300	100~500	400~900 " D+ z& q( S. N1 m	700~1200	约2000 ; u5 q6 R4 ?+ G; Y1 W' c	约3000	约4000 8 A$ R/ i; m4 S% F9 f
板材宽度	—	—	400~800	700~1200	1000~1400 4 Z7 i* _7 q! y4 c+ a' s$ k9 o	1200~2500	― & _; n" T8 ?2 u* O

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。
5 C, |) T, z/ g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。
③ 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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* Y/ A. R+ G" ^' c  _5 P图2 常用螺杆的各部分尺寸代号
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。
  j% z6 X3 m/ A8 x; B4 y, d& N8 i④ 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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图3 螺纹的截面形状
- ^3 z; C- b% L& U/ @) g7 M5 D- a
6 v; T. d" J8 p6 S+ W% s图4 螺杆头部结构形状
+ o: n$ p* _! M0 D( J) v2 m# Q⑥ 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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