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挤出机螺杆直径D是如何确定的?

2026年03月20日 10:36:10      来源:东莞市华鸿塑料机械厂 >> 进入该公司展台      阅读量:1

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  塑料挤出机的规格是以螺杆直径D来代表的,为了符合”三化”的要求(系列化、标准化和通用化),我国挤出机的螺杆直径已经系列化了。根据我国挤出机标准的规定,挤出机的直径分别为30、45、65、90、120、150、200、250和300mm。1969年,欧洲塑料橡胶机械制造厂委员会汇总了挤出机设计方案,建议螺杆直径分别为30、45、60、(75)、80、90、(100)、(120) 、(125) 、150、(160) 、200、250、300、350、400和500mm。括号中的数值建议少用或不用。目前世界上生产的成型挤出机螺杆直径大都在300mm以下,而用来造粒或混炼用的挤出机螺杆直径大约在150-600mm之间,的已达750mm。

 显然,如果是客户根据系列需要指定设计某种直径的挤出机,那么这个问题当然没有太多讨论的必要。但是,在大多数情况下,螺杆直径都是根据对该机组产量的要求来确定,而产量又是被该机组生产制品的规格所确定的。例如挤管机组的生产率Q可由式(8-1)计算,挤膜或挤板机组的生产率Q可由式(8-2)来计算,其他机组皆可自行推导出相应的公式。

挤出机螺杆直径1

 

 

 

  由产量反过来决定螺杆直径是一个比较复杂的问题,因为挤出机的产量不进决定于螺杆直径,而且和螺杆转速、机头压力,熔料黏度,还有螺槽深度等螺杆几何参数等都有直接关系。随着挤出机的发展,同样螺杆直径的挤出机的产量也日益提高。如果螺杆直径选择不当,便会出现多种不合理的情况。例如,如果用生产率较高、螺杆直径较大的挤出机来生产尺寸较小或牵引速度较低,产量要求较低的小制品,势必是螺杆只需在低速下运转,挤出机的使用就很不经济,在某些情况下,还会产生较高的机头压力,从而有损坏机器的可能性。相反,如果用直径较小、产量较低的挤出机去生产尺寸较大、生产率要求较高的大制品,由于挤出塑料较少,机头不易充满、容易产生缺料等弊病。从上面的分析可以看出:在一定的生产率要求下,有一个比较合理的螺杆直径,而且,随着挤出机的发展,这个直径 也不是一成不变的。
  为了求出制品截面积F、塑料密度ρ、牵引速度V对挤出机生产率Q和螺杆直径D的关系,也可以用诺莫图8-2来分析他们之间的相互影响。例如,在加工密度为0.92g/cm3的聚乙烯时,如果制品横截面积F为3cm2,牵引速度为5m/min,此事应该选用的螺杆直径为90mm。而当制品横截面积F增大到10cm2时,此事螺杆直径便应选用120mm。在这两种情况下,螺杆的产量大约分别等于80kg和250kg。
  在已知所要求的产量后,也可按下述思路来确定螺杆直径。根据流体动力学理论中

挤出机螺杆直径2

挤出机螺杆直径3

 当螺杆直径D的单位采用cm,螺杆转速的单位采用rpm,生产率Q的单位采用kg/Hr时,反映螺杆参数和挤出条件综合影响的系数β等于0.002-0.0045。
  以上分析是建立在流体动力学理论基础之上的,因此,它仅适用于那些光滑机筒或者机筒加料段开有纵向小沟槽的挤出机,这类机器在一般情况下输送效率为0.3-0.5。而对那些在机筒加料段开有纵向矩形沟槽并且对加料段强力冷却的挤出机,这类机器的生产率是由固体输送理论决定的,其生产率较高,输送效率为0.6-0.8,因此相应的系数β也应适当按比例增大,其树脂大约为0.004-0.007。
  当加工黏度较高的塑料或螺杆转速较低时,β值可选的较大。反之,当加工黏度较低的塑料或螺杆转速较高时,β值可选得较小。
  根据(8-4)的计算,再根据制品尺寸(参看表8-1),便可初步决定螺杆直径。

挤出机螺杆直径4

   按公式(8-4)和表8-1初步选定的螺杆直径能否满足生产率的需要,可待挤出机螺杆和其他部分设计完毕后,根据其结构的不同,用流体动力学理论公式或固定输送理论公式进行验算。

  随着塑料工业的发展,大型塑料制品也愈来愈多,目前已能吹塑折径达10米的薄膜,3000立升的容器,挤出3米直径的大管和3.7米的宽板……。显然,生产这些大型制品应该采用大型挤出机,但是设计和制造大型挤出机都会遇到很多问题,近十年来出现了多机联合挤出大型制品的办法。例如,根据生产率的计算,用三台φ80-φ100的挤出机联合吹塑折径6米的薄膜;用四台φ60-φ90的挤出机联合挤宽板等等。
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