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。


: T- P) g8 `) V& v+ D" t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 8 p! ~& A) N$ E% O* y# K( f, D; t	30	45	65	90	120 : y, [9 b5 [  @3 k0 t	150 $ z# Y* e! X7 J$ [/ d' {	200
管直径	3~30 2 T8 W# h- |3 w/ K	10~45	20~80 % o5 M& i. B8 C% ]: u; N	30~120 $ \2 c0 z5 H  K	50~180	80~300 6 O) _* \( j. g; K/ `3 g- ?	120~400 , W& t! L/ p4 N$ ]
吹膜折径	50~300	100~500	400~900	700~1200 . ^5 y0 M4 T5 g6 b	约2000	约3000	约4000
板材宽度	— + ^3 H7 J$ z$ E8 Y/ r	— : {/ x9 ]5 `. w3 c5 l4 P0 h4 m; \	400~800 8 R" }* i$ _( Y) x	700~1200 ! z4 u7 x% h% A	1000~1400	1200~2500 ! c4 g- ]$ p. B; ?0 U7 B) d8 U	― + [0 V% p6 S; ^' E8 ?; B5 f! W

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。
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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2 c7 V3 G( ?( H; b0 s) }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。
5 H* J# v: A& g) V; V/ n) p( v1 ]- d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。
/ d& D* ]' \, L  w3 _, u1 E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。
7 @& D0 P; U/ m- O⑤ 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。


图3 螺纹的截面形状
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图4 螺杆头部结构形状
  Q' J- `& a6 S; E2 v! [/ K% }2 L! F* a⑥ 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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