螺杆是挤出机最主要的部件,通过螺杆的转动,对料筒内塑料产生挤压作用,使塑料发生移动,得到增压,获得由摩擦产生的热量。螺杆的结构形式对挤出成型有重要的影响,直接关系到挤出机的应用范围和生产率。螺杆是一根有螺纹的笔直的金属圆棒。螺杆是用耐热、耐腐蚀、高强度的合金钢制成的,其表面有很高的硬度和很小的粗糙度,以减小塑料与螺杆的表面摩擦力,使塑料在螺杆与料筒之间保持很好的传热与运转状况。
螺杆的中心有孔道,可通冷却水,目的是防止螺杆因长期运转与塑料摩擦生热而损坏,同时使螺杆表面温度略低于料筒的温度,防止物料粘附其上,有利于物料的输送。螺杆用止推轴承悬支在料筒的中央,与料筒中心线吻合,螺杆与料筒的间隙很小,使塑料受到强大的剪切作用而塑化。螺杆由电动机通过减速机构传动,采用无级变速,转速一般为10-120r/min。
挤出成型时,螺杆的运转对物料产生如下作用:螺杆转动输送物料时,物料在旋转的同时受到轴向压力,向机头方向流动,螺杆与料筒配合使物料接触传热面不断更新,在料筒的外加热和螺杆的摩擦作用下,物料逐渐软化,熔融为粘流态,螺杆与料筒和机头相配合产生强大剪切作用,使物料进一步均匀混合,并定量定压由机头挤出。
加热一般分三四段,常用电阻或电感应加热,也有采用远红外线加热的。冷却的目的是防止塑料的过热及塑料的降解。冷却一般采用风冷或水冷。料筒要承受很高的压力,所以要求具有足够的强度和刚度,内壁光滑。料筒一般用耐磨、耐腐蚀、高强度的合金钢或碳钢内衬合金钢来制造。
随着聚合物工业的发展,单螺杆挤出机在某些方面已不能满足塑料产品加工成型工艺要求。例如,用单螺杆挤出机进行填充改性和加玻璃纤维增强改性等,混合分散的效果就不理想。单螺杆挤出机不适合粉状物料的加工。不同双螺杆挤出机的主要差别在于螺杆结构的不同,双螺杆挤出机的螺杆结构要比单螺杆挤出机复杂得多,这是因为双螺杆挤出机的螺杆还有诸如旋转方向等问题。因此,双螺杆挤出机的种类很多。
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