押出螺杆的分类及选用

随着经济的发展，服务器交换机为代表的高频高速互联工业以及新的能源技术的发展，对绝缘材料的新要求也日益突出，结合对绝缘新材料变化规律，押出绝缘材料的设备及里面的核心部件，各种螺杆挤押工艺特殊处理技术也开始受到重视。今天我们认识下几种不同螺杆押出机的特点介绍：

螺杆的主要分类及选用

目前押出线缆行业应用的押出机主要是单螺杆押出机，是最早获得普遍应用的押出机，由于结构简单，加工效率高，在塑料加工成型领域获得广泛的应用，单螺杆押出机的成型范围更广，适应领域广阔。而且由于单螺杆押出机占用空间小，更几乎成为复合加工与吹塑薄膜领域唯一使用的设备而独领风骚。单螺杆押出机技术已经成为押出加工市场不可忽视的重要部分，目前单螺杆押出机使用的都是通用螺杆，通常螺桿可分为普通型、渐变型、突变型、混炼型、分离型、分流型以及各种屏障型、销钉型、DIS开扎分流型和排气型等；螺桿头数可为单头或是变头等。一般通用螺桿对某一种塑料来说，在塑化和消耗功率等方面比不上专用螺桿性能优越，还有一种是双螺杆押出机又包括平行双螺杆押出机和锥形双螺杆押出机，平行双螺杆押出机有同向和异向之分。近几年，随着国内电子电器、通讯、汽车等领域的飞速发展，材料改性与配混技术市场需求大增。由于双螺杆押出机的产量高，混合性能优于常规单螺杆押出机，普遍采用积木式结构易于根据不同材料进行调整，因此也渐成为押出加工市场的主要力量。

螺杆在塑料挤出过程中,起着把塑料软化,压实并排除多余空气向机头输送胶料的作用

加料段:颗粒状塑料从料斗进入机筒螺杆.由于落感的旋转,产生足够大的推力和反向摩擦力,形成稳定的压力,使胶料混合,初步加热,软化塑料向压缩段推进.

压缩段:由于此段温度较高,预热好的塑料开始塑化压实,最后由固态塑料转变为熔融态塑料.因为螺杆的旋转,继续对塑料进行混合搅拌,实现初步塑化且初步压实.

熔融段(均压段):在螺杆旋转推力的作用下,经初步塑化,初步压实的塑料被推入均压段,此段螺槽溶剂最小,从而产生更大的压力,温度又最高,塑料在高温高压下,塑化更均匀,在落感的推力下,等压定量的被推如机头,从模口挤出成型.

螺杆设计原因

销钉螺杆的主体部分是普通的螺杆，销钉可设置在螺杆的熔融段或计量段的落槽内或计量段末无螺槽的光滑圆柱形表面。销钉按一定的排列方式设置，可疏密程度不等，数量不等。圆柱形的销钉是将销钉装配到螺杆的孔中形成的；方形或菱形销钉是直接在螺杆上铣销形成的。如果这些销钉是在设置在熔融区，销钉可将固体床打碎，破坏两相流动，把固、液相搅在一起，使末溶固相碎块与已容物料的接触面积加大，促进熔融。如果销钉是设置在熔体输送区，则其主要作用是分割料流，增加界面，改变料流的方向，使流束重新排列。多次分流、汇合，改变流动方向，使熔体组分与温度均化。混合段均为设置在普通螺杆均化段末端的向内开槽结构，其外径与螺杆外径相等。沟槽分为若干组，每组之间是物料的汇合区。物料被沟槽分割，到汇合区汇会，再分割、汇合，其原理是销钉式类似的。分离型螺杆的特点是熔融段上除了有原来的一条螺丝纹(称为主螺杆)外，还附加了一条螺纹（称为附加螺纹），其外径略小于主螺纹外径，主副纹的导程不同，副螺纹自加料段末端开始（并在此与加料段相联），经过几个螺纹后，逐渐与均化段的主螺纹相交。这种螺杆的螺槽深度和螺纹导程从加料段开始至均化末端都是逐步变化的，既螺纹导程从宽逐渐变窄，螺槽深度由深度逐渐变浅，可使物料得到的压缩

各种特殊产品、特殊需要而制造的专用螺杆介绍

一般螺杆可分为供料段、压缩段、计量段三部分，供料段长度约要螺杆全长 1/4 以上，压缩段可溶融材料得到良好的昆练效果，并可将材料间存在的空气往后压回，由供料斗排出机外，目前 PVC 及 PE 押出 均采用较长压缩段的螺杆，计量段是螺杆最重的要地方，它能使溶融材料定量押出，控制押出量。四． L/D=螺杆的有效长度 螺杆外径 （一般 PVC 发泡 PE、螺杆 L/D 均在 20 以上）

压缩比（CR）=供料段沟深 （一般 PVC 发泡 PE、导电 PE 押出采用较低的压缩比， 计量段沟深 螺杆热安定性良好的 PE、PP 押出则采用较高压缩比螺杆。） 五． 螺杆与螺缸内壁的间隙

在机械制造允许下，间隙愈小愈好，如果间隙很大的时候，材料会产生很大的逆流，使押出量减少，押出效率降低，同时在反压大时，因压力变动对押出量影响很大，造成材料流动不均现象，会影响线缆外 径的控制，并使成品品质下降。六． 押出机机头停滞部分的检查方法

机头若设计不当或磨损，会使溶融材料因停滞过久而烧焦，严重影响线缆品质，其检查方法可利用强烈对比颜色的材料来进行实验。例如：先用白色材料押出 5-10 分钟，再用同种类的黑色材料押出 10-30分钟，停机后观查机头内部，检视白色材料的停滞所在及滞留量。七． 蜂巢板的作用

支持滤网组，使溶融材料的流动方向由螺杆圆周方转变为平行方向与连接螺缸和机头。装置滤网组的目的为：除去溶融材料中的异物与杂质，提高螺缸内的压力，使材料混练良好，可使材料的配合剂、充填剂再分散。挤出机螺杆的几个重要几何参数

1、螺杆直径（D）

a、与所要求的注射量相关：

射出容积=1/4*π*D2*S（射出行程）*0.85；

b、一般而言，螺杆直径 D 与最高注射压力成反比，与塑化能力成正比。2、输送段

a 、负责塑料的输送，推挤与预热，应保证预热到熔点；

b 、结晶性塑料宜长（如：POM、PA）非晶性料次之（如：PS、PU、ABS），热敏性最短（如：PVC）。3、压缩段

a、 负责塑料的混炼、压缩与加压排气，通过这一段的原料已经几乎全部熔解，但不一定会均匀混合；

b、在此区域，塑料逐渐熔融，螺槽体积必须相应下降，以对应塑料几何体积的下降，否则料压不实，

传热慢，排气不良；c、 一般占 25%以上螺杆工作长度，但尼龙(结晶性料)螺杆的压缩段约占 15%螺杆工作长度，高粘度、耐火性、低传导性、高添加物等塑料螺杆，占 40%50%螺杆工作长度，PVC 螺杆可占 100%螺杆工作 长度，以免产生激烈的剪切热。4、计量段

a、 一般占 2025%螺杆工作长度，确保塑料全部熔融以及温度均匀，混炼均匀；

b、计量段长则混炼效果佳，太长则易使熔体停留过久而产生热分解，太短则易使温度不均匀；

c、 PVC 等热敏性塑料不宜停留时间过长，以免热分解，可用较短的计量段或不要计量段。5、进料螺槽深度，计量螺槽深度

a、 进料螺槽深度越深，则输送量越大，但需考虑螺杆强度，计量螺槽深度越浅，则塑化发热、混合性能指数越高，但计量螺槽深度太浅则剪切热增加，自生热增加，温升太高,造成塑 胶变色或烧焦，尤 其不利于热敏性塑料；

b、计量螺槽深度=KD=（0.03.07）*D，D 增大，则 K 选小值。二、影响塑化品质的主要因素

影响塑化品质的主要因素为：长径比、压缩比、背压、螺杆转速、料筒加热温度等。1、长径比：为螺杆有效工作长度与螺杆直径的比值。a、 长径比大则吃料易均匀；

b、热稳定性较佳的塑料可用较长的螺杆以提高混炼性而不烧焦，热稳定性较差的塑料可用较短的螺杆或螺杆尾端无螺纹。以塑料特性考虑，一般流长比如下：热固性为 1416，硬质 PVC，高粘度 PU 等热 敏性为 1718，一般塑料为 1822，PC、POM 等高温稳定性塑料为 2224。2、压缩比：为进料段最后一个螺槽深度与计量段第一个螺槽深度的比值。a、 考虑料的压缩性、装填程度、回流等影响，制品要密实、传热与排气；

b、 适当的压缩比可增加塑料的密度，使分子与分子之间结合更加紧密，有助于减少空气的吸取, 降低因压力而产生的温升，并影响输出量的差异，不适当的压缩比将会破坏塑胶的物性；

c、 压缩比值越高，对塑料在料管内塑化过程中产生的温升越高，对塑化中的塑料产生较佳的混炼均匀度，相对的出料量大为减少。d、 高压缩比适于不易熔塑料，特别具低熔化粘度，热稳定性塑料；低压缩比适于易熔塑料，特别具高熔化粘度、热敏性塑料。3、背压

a、 增加背压可增加螺杆对熔融树脂所做的功，消除未熔的塑胶颗粒，增加料管内原料密度及其均匀程度；

b、 背压被运用来提高料筒温度，其效果最为显著；

c、 背压过大，对热敏性较高的塑料易分解，对低粘度的塑料可能会产生流涎现象，背压过小，注塑出的成品可能会有气泡。4、螺杆转速

a、 螺杆的转动速度直接影响塑料在螺杆中的塑化效果

PVC专用螺杆是目前行业选用的通用螺杆，PVC塑料对温度的反应比较敏感，PVC押出过程中如果塑化不良，会出现有蛤蟆皮式的现象或者表面发乌,有微小裂纹或未塑化好的颗粒,中间为生胶合胶缝有明显痕迹，或者押出制品出现小疙瘩，表现为塑料表面有小晶点，小颗粒或者塑料表面有焦烧物(特别是合胶缝表面)，高温过度容易有死料，低温不易分解,粘度高。综合因素其螺桿的设计有两个特点：表面必须镀铬；没有分胶圈，因为螺桿塑化好、剪切发热少，没有过胶圈，就不能用于低粘度塑料的制品。选用何种PVC螺桿,主要还是看押出制品的外观效果，一般找品牌押出机设备工厂配套会有专用温度表作精确的温度控制及强制风冷措施等。

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