PP管材-PP管材挤出机“心脏”之螺杆介绍-平达塑管

螺杆的基本结构和参数

螺杆素有PP管材挤出机“心脏”之称，它直接决定着PP管材的质量和数量。PP物料从漏斗中落人挤出机内，在螺杆旋转的推动下向前移动，并经历温度、压力等变化，最后呈熔融体离开挤出机口模。PP塑料在这一过程中必然会有固体升温，固液并存的熔化和完全成为熔体的三个阶段。所以普通螺杆根据固体输送、熔融和熔体输送三个基本职能的要求，相应设计成三段：固体输送段(即加料段)、熔融段(即压缩段)和熔体输送段(即均化段)。

螺杆加料段(L1)是接受由料斗送来的PP塑料，并使塑料受热、前移，将塑料送至压缩段，这是一个固体升温与输送的过程。

螺杆压缩段(L2)接受加料段输送过来的松散物料，将它压实、受热熔化并使包在料内的空气回到加料段由料斗空隙中排出。这一段中塑料由粒状固体逐渐转变为熔融状态，也就是它兼具固液两种状态，且在成为连续的粘性熔体后即转送到均化段。

螺杆均化段(L3)是把压缩段送来的熔体进一步塑化均匀，并使料流定压、定量地由机头流道均匀挤出。

螺杆的分段主要取决于物料的性质。

螺杆的几何参数对螺杆的工作特性有重大影响。螺杆的基本参数有以下几种。

螺杆直径(D)螺杆直径D系指螺杆螺纹外径。挤出机的规格或加工能力用螺杆直径来标称。螺杆直径是一个重要参数，它在一定意义上表示挤出机挤出量的大小。

因此，可粗略地说，螺杆直径愈大，挤出机产量愈大。通常PP管材截面大应选用大直径螺杆，PP管材截面小应选用小直径螺杆。

目前，世界各厂家制造的螺杆直径系列极不统一。部分厂家仍采用英制系列，但多数使用公制系列。常见的尺寸有：(25)，30，45，(50)，60，65，(70)，75，(80)，90，100，(115)，120，(135)，150，(160)，(170)，200，250，300(括号内尺寸应用较少)。

(2)螺杆长径比(L/D) 螺杆长径比系指螺杆工作部分长度L与直径D之比，写成L/D。螺杆长径比是标志挤出机性能的一个重要参数。从五十年代至今，螺杆长径比的发展趋势是增大的。我国标准系列中规定L/D＝15，20和25。目前国产挤出机长径比以25为多。不同塑料对螺杆要求的长径比不同。对于PP，长径比增大，可提高PP物料的混合和塑化效率，生产能力得以提高，并有利于挤出质量的提高。我国引进的欧洲主流PP管材挤出机，90年代前期，L/D多为28， 90年代后期则多为30，主要是为了适应挤出机的产量不断提高。

(3)螺槽深度(h)　螺杆螺纹表面与机筒内孔表面形成近似于矩形截面的物料流通，通常称为螺槽。螺槽深度h与螺槽内容料体积有关，是重要的几何参数。当忽略螺杆外径与机筒内壁之径向间隙δ0时，螺槽深度即为螺杆螺纹高度。用h1代表螺杆加料段螺槽深度；h3代表螺杆均化段螺槽深度。

螺槽深浅与PP管材物料的热稳定性、螺杆的塑化效率及压缩比有关。其中均化段螺槽深度很重要。均化段螺槽深度影响到物料的剪切量。深度越小，剪切愈强烈。热稳定性差的物料不宜受强剪切，故螺槽深度不能太浅。此外，螺槽深度浅有利于传热。在同一机头压力，同一转速下，深槽螺杆具有较大的输出量，浅槽螺杆适用的压力范围宽。因此，选择螺槽深浅时，必须兼顾几方面因素，综合考虑。

(4)压缩比(CR )　螺杆压缩比(CR)为螺杆加料段第一个螺槽容积(V1)和计量段最后一个螺槽容积(V3)之比。螺杆设计中选择的这个压缩比是几何压缩比。实际挤出过程物料的物理压缩比是指PP管材物料在加料口的螺槽内松散固态的比容和在挤出温度下完全熔融态的比容之比。设计螺杆时，应选取螺杆的几何压缩比大于物料的物理压缩比。加工不同塑料螺杆的压缩比也不同。