一.介紹
擠出機螺桿是在高溫、強腐蝕、強磨損、大扭矩的條件下工作。螺桿表面和機筒內壁表面常常受到不同程度的磨損和腐蝕。螺桿、機筒磨損通常歸咎為設計和制造不當,
即(1)公差不適當;
(2)螺桿內應力的釋放而造成的彎曲;
(3)螺桿機筒裝配后不對中:
(4)傳動機構裝配松弛。
此外,在擠出過程中,物料對螺桿、機筒磨損和腐蝕也是很重要的。例如,PVC材料過熱易降解,放出腐蝕性氣體;玻璃纖維增強尼龍,除了有嚴重的磨損之外,還有強烈的化學腐蝕。這是因為玻璃纖維粘附有作為處理劑的有機硅,當加工溫度超過一定溫度時,郵寄硅分解,引起螺桿機筒表面的腐蝕。由此,螺桿和機筒之間隙增加,其漏流量提高,生產率降低。當δ/hs=15%時,而QL/QP=37%,螺桿就報費了。(δ~間隙,hs~均化段螺槽深度,QL~漏流量,QP~逆流量)。
二. 選用適當措施降低螺桿磨損和腐蝕
在塑料加工工業中,選用合理地裝配結構和部件的加工精度;正確地設計螺桿結構形狀以及采用新型材料和螺扦表面的處理是降低螺桿表面磨損,腐蝕,提高生產率的有效措施。
(1)合理地選用裝配結梅和零部件的加工精度。
精細地加工螺桿機筒等零部件,提高它們的精度,減少積累誤差;采用合理的連接方式,把它們裝配在一起。二者之同的間隙即不能太大,又不能太小,保持適當,防止研磨或降低生產率。我國螺稈與機筒之間隙值(毫米)推存如下表。
(2)正確地設計螺桿螺紋的結構形狀。
合理地設計螺紋的結構形狀是降低磨損的有效方法之一。雷利階梯型螺頂螺紋是在分析發生磨損原因的基礎上設計出來的,是兩種比較合適的螺紋結梅。 雷利階梯型支承面的螺紋構型是兩個平行段,這兩段的壓力梯度是恒定的,壓力分布呈三角型的,壓力是在階梯處。這種螺紋結構改進了螺紋的載料能力,并保證在間隙之間存有一層熔膜。例如,在直徑為150mm的螺桿上,當螺頂寬度為20mill,螺紋間隙(h。)為0.15mm時,螺紋參數范圍為h1/h0=1.8及B1/B。=2.5。如果聚合物的冪定律常數η=25KNSm/m2和n=0.25,螺稈轉速為l00轉/分時,每偏心0.01mm,作用在螺桿的一個螺距上的還原力將為3.9KN。
在錐型螺頂結構螺桿處,熔科沿切線方向流動。螺紋的刮料動作不會破壞熔科膜。例如,對于螺紋寬度為20ram和間隙為0.15mm螺桿來說,的螺頂構型是h/h0=2.2和B/B。=5。當螺汗轉速為100轉/分時,在偏心為0.0lmm時,作用在每個螺距上的還原力為3.8KN。
( a )錐型螺頂及壓力分布
( b )錐型螺頂螺紋的螺桿
(3)螺桿表面進行合理地處理
選用表面硬度高,抗腐蝕能力強的螺桿和機筒是減輕磨損、腐蝕,提高生產率 ,增長使用壽命的重要途徑。因此要選用比較好 的鋼材來制造或螺桿表面進行處理。例如合金鋼,經氮化處理后,綜合性能較好,故使用較廣泛。 除了對螺汗進行鍍鉻或氮化處理外,還可以在螺桿表面進行噴涂合金。