Page 120 - 《橡塑技术与装备》2022年3期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

H min =3.5。 经理论分析和生产实践验证后取值，机器的产量
资料 [2~4] 介绍，挤出机双波螺杆波谷处的槽深可 和产品的质量达到了预期的目的。
取值 ： 2.3 加料段的设计
0
H min =4H 3 -H min （3） 加料段的主要功能之一是保证稳定、与熔体输送
0
式(3) 中，H 3 是同外径尺寸的普通螺杆均化段螺 和物料塑化能力相匹配的固体输送量。
槽深度 固体床与机筒的摩擦力构成了固体床前移的推动
相仿，设计果筐注射机专用螺杆，波谷深度的参 力，而固体床与螺杆的摩擦力构成了固体床前移的阻力。
考值为 ： 固体输送速率为 [2] ：
2
H max =4kDs 3 -H min (4) tanΦ×tanθ
2
若 D s =85 则 H max =17.4 Q = π nHD (D -H) b (5)
b
b
s
tanΦ+tanθ
就 波状 段 而 言，压 力 最大 值 出 现在 料 流 离开 波 b
Q S ——固体塞的流率 ；
状段处，压力最小值出现在料流进入波状段处，定义
H——加料段槽深，( 为统一起见，下文均用 H1
H max
为波形段压缩比。波形段压缩比增大，波状段两 表示加料段槽深 ) ；
H min
端压力差就大，塑化能力下降。同样的波形段压缩比， Φ——输送角。
深谷螺杆比浅谷螺杆产量低。 从式（5）知 ： H 1 与 Φ 和 Q S 的关系很复杂 ( 螺杆
基于果筐注射机专用螺杆的特殊要求，依据以上 几何参数还是决定 Φ 数值的重要因素之一 )，H 1 有最
分析，经生产验证后，修改波谷值。取 ： 佳值。在其它条件不变的情形下，随着槽深（H 1 ）值
H max =11.5 由小变大，固体床与螺杆的接触面积、螺杆螺槽的截
（3）间隙值 δ 是一个重要的参数，资料 [4] 介绍 ： 面积都也随之增大，而固体床与机筒的接触面积却不
δ=2Δ 变。这样，固体输送量先是随着槽深值增大而增大，

Δ 为主螺纹与机筒内壁间的间隙值。在大多数的 当槽深值到某一数值后，固体输送量却是随着槽深值
设计中，Ds=85 的螺杆，Δ=0.25~0.35。 增大而减小。
加大 δ 值，尽管一些未熔的固体块能越过附加螺 单独考虑输送段槽深值是不恰当的。在固体输送
槽，但固体块在向前移动时的空间流线，要经过几个 段中，螺槽两端压力差的增大会减少固体输送量 [3] 。
波状段，经过每一个波段，空间流线的方向、位置、 均化段槽深（H 3 ）、压缩段长度 (L 2 )、
流动速度都在变化，螺杆前端还设计有菠萝型混合段， 输送段槽深（H 1 ）这三个数值必须与固体床的熔
混合质量能保证。 融速度相匹配，同时采用短长度的压缩段和大数值的
取 δ=1
螺杆压缩比 ε（ε= H 1 ）的螺杆结构是极为不妥的。不
（4）附加螺纹螺棱顶部宽度值 w H 3
存在为了正常塑化而需要快速压缩螺杆的物料。
附加螺纹螺棱顶部宽度值，要受到螺棱机械强度 [2][5]
资料 给出了压缩比的参考数值。和决定波谷
到约束。在塑化、注射过程中，螺棱前、后缘压力差；
值的过程相似，最终取螺杆压缩比取值为 ε=2.1。
螺棱顶部的剪应力是作用于螺棱的外载 [1] 。
顺带说的是，通用型的双波螺杆，螺杆压缩比取
取： W=5
2.1，也得到了很好的塑化效果。
采用图 2 所示的螺棱构型，螺棱底部的应力集中
增大螺槽截面积或者减少物料与螺杆的接触面积
状况大为改善 [1] 。
能增大机器的塑化能力。图 2 是果筐注射机专用双波
螺杆垂直于螺棱的剖面图，图 3 是通用型螺杆垂直于
螺棱的剖面图。
H
ΔL= cosα +Htan α+( π +α) r - 2r π α +r (6)
2
tan+ (
- )
4 2
ΔL: 图三、图二两者的物料与螺杆接触线长度之
图 2 果筐机螺杆垂直于螺棱的剖面图 差。
3
·62· 第 48 卷 第 期