一、評價螺桿的標準
隨著對擠出過程認識的深化而逐漸明確和完善起來,我們才能夠更加深入的了解螺桿的工作過程,更好的評價螺桿的質量,可以從以下方面來評估:
第一:塑化質量
一根螺桿首先必須能生產出合乎質量要求的制品。
所謂合乎質量要求是指所生產的制品應當合乎以下幾個方面的要求:
1、具有合乎要求的各種性能。具有合乎規定的物理、化學、力學、電學性能;
2、具有合乎要求的表觀質量。如能達到用戶對氣泡、晶點、染色分散均勻性的要求等。
3、具有合乎要求的螺桿的塑化質量:
a.螺桿所擠出的熔體溫度是否均勻,軸向波動、徑向溫差多大。
b.是否有得以成型的最低的熔體溫度。
c.擠出的熔體是否有壓力波動。
d.染色和其它填加劑的分散是否均勻等。
應當指出,低溫擠出是目前的一個發展趨勢,它能改善擠出制品的質量(如降低內應力等),防止熱敏性物料過熱分解,降低能量消耗,減少主輔機冷卻系統的負擔,提高生產率。
第二:產量
所謂產量是指在保證塑化質量的前提下,通過給定機頭的產量或擠出量。如前所述,產量一般用公斤/小時或公斤/轉來表示。
一根好的螺桿,應當具有較高的塑化能力。(生產能力)
第三:單耗
所謂單耗,是指每擠出一公斤塑料(橡膠)所消耗的能量,一般用 N來表示。其中 N為功率(千瓦),Q為產量(公斤/小時)。
這個數值越大,表示塑化同樣重量的塑料(橡膠)所需要的能量越多,即意味著所耗費的加熱功率越多,電機所做的機械功通過剪切和摩擦熱的形式進入物料越多。反之亦然。
一根好的螺桿,在保證塑化質量的前提下,單耗應盡可能低。
第四:適應性
所謂螺桿的適應性是指螺桿對加工不同塑料、匹配不同機頭和不同制品的適應能力。一般說來,適應性越強,往往伴隨著塑化效率的降低。
因此我們總希望一根好的螺桿,其適應性和高的塑化效率都應兼備。
第五:制造的難易
一根好的螺桿還必須易于加工制造,成本低。
以上幾條標準必須綜合起來考慮,只強調一方面是片面的。當然,也允許針對不同要求,重點保證某條標準的達到。
二、設計螺桿考慮的因素
要設計一根合乎以上標準的性能優異的螺桿并非一件輕而易舉的事。在進行螺桿設計時,要綜合考慮以下諸因素
第一、物料的特性及其加入時的幾何形狀、尺寸和溫度狀況。
不同物料的物理特性(如擠出溫度范圍、粘度、穩定性和流變性能)相差很大,因而加工性能也很不相同。
橡膠擠出機螺桿與塑料擠出機螺桿差別很大:如螺桿長徑比、螺槽深度、螺桿結構(塑料擠出機螺桿帶有混煉元件、剪切元件)等
同是橡膠擠出機螺桿也不同:冷喂料擠出機螺桿與熱喂料擠出機螺桿不同
塑料擠出機螺桿也不相同。例如聚氯乙烯和聚烯烴就有很大差別。一前者為無定形塑料,粘度大,對溫度比較敏感,無明顯熔點。后者為結晶性塑料粘度較低,有明顯的熔點。就是同屬聚烯烴的聚乙烯和聚丙烯也不相同。甚至同是聚乙烯,但由于生產廠家不同,或批號不同,其性能也有差異。進而言之,同是一種塑料,粉狀和粒狀的加工性能也不盡一樣,預熱和不預熱對加工性能也有影響。因此,要采取不同的螺桿設計來適應不同的物料。
第二、口模的幾何形狀和機頭阻力特性。
由擠出機的工作圖可知,口模特性線要與螺桿特性線很好地匹配,才能獲得滿意的擠出效果。如:
1、高阻力機頭,一般要配以均化段螺槽深度較淺的螺桿,
2、低阻力機頭,需與均化段螺槽較深的螺桿相配
3、對排氣擠出機,機頭阻力的大小和螺桿性能的匹配顯得更重要,弄得不好,擠出機甚至不能工作