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
+ d" t3 ?9 U6 L# A① 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。
5 P  [3 X% {3 l② 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 . u# H2 T5 ?7 a0 h0 c% X9 f, a9 C	45	65 7 ?; X2 \' L+ N3 [	90 . `5 J/ r, N& `. E5 B3 h$ {	120	150 0 x& l% _! @4 t	200 . k4 C% K4 C2 [+ B% w
管直径 $ [0 ~; Z% m/ d& g3 ^	3~30	10~45	20~80 " q& a& R. n& _	30~120	50~180	80~300 : F2 J0 T4 T2 |1 v! F3 O( Z; \	120~400
吹膜折径	50~300 5 A1 I  _& D1 j# C3 }	100~500	400~900	700~1200 % l9 q7 s9 L1 r, J; Q6 [	约2000 " ~' g* c- ?* S' r, @5 |6 ?- H	约3000 / _/ P3 g8 [4 u: S	约4000
板材宽度	—	— : _0 q4 c+ [' E0 d	400~800 2 k) {) s7 v  V! c, M; i  ^$ W	700~1200	1000~1400 & k1 J$ f# V* U) I. W5 n	1200~2500	― . q4 T+ [2 {0 |" Q. l; \" X( W5 \

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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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。
7 A; Q1 V  a+ a- Y0 r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。
/ m; ?/ X' H4 n! P. `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。
. K3 v% r+ ^# |& K⑤ 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

6 M2 H# w6 Q4 h" p# y  i1 X6 J- d4 e( @$ j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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