| 螺桿式擠出機(jī)的工作機(jī)理是依靠螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的壓力及剪切力，能使得物料可以充分進(jìn)行塑化以及均勻混合并通過(guò)口模成型。下文提到的這些塑料擠出的原則，你都知道么?
1、機(jī)械原則
多數(shù)單螺桿是右旋螺紋，像木工和機(jī)器中使用的螺桿和螺栓。如果從后面看，它們是反向轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)樗鼈円M力向后旋出筒體。在一些雙螺桿擠出機(jī)中，兩個(gè)螺桿在兩個(gè)筒體中反向轉(zhuǎn)動(dòng)并相互交叉，因此一個(gè)必須是右向的，另一個(gè)必須是左向的。
2、熱原則
熱塑性塑料一般用于擠出生產(chǎn)，材料在加熱時(shí)熔化并在冷卻時(shí)再次固化成型。熔化塑料的熱量從何而來(lái)?進(jìn)料預(yù)熱和筒體/模具加熱器起很大作用，電機(jī)輸入能量和電機(jī)克服粘稠熔體的阻力轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿時(shí)生成于筒體內(nèi)的摩擦熱量是所有塑料在擠出時(shí)最重要的熱源。
3、減速原則
在多數(shù)擠出機(jī)中，螺桿速度的變化通過(guò)調(diào)整電機(jī)速度實(shí)現(xiàn)。電機(jī)通常以大約1750rpm的全速轉(zhuǎn)動(dòng)，但這對(duì)一個(gè)擠出機(jī)螺桿來(lái)說(shuō)太快了。如果以如此快的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生太多的摩擦熱量而且塑料的滯留時(shí)間也太短而不能制備均勻的、很好攪拌的熔體。典型的減速比率在10：1到20：1之間。
4、進(jìn)料作冷卻劑
擠出是把能量傳送到未加熱的塑料上，從而使其熔融，輸入進(jìn)料比給料區(qū)中的筒體和螺桿表面溫度低。而給料區(qū)中的筒體表面溫度則在塑料熔點(diǎn)上，通過(guò)與進(jìn)料顆粒接觸而冷卻，但熱量由熱前端向后傳遞的熱量以及可控制加熱而保持。甚至當(dāng)前端熱量由粘性摩擦保持并且不需要筒體熱量輸入時(shí)，可能需要開后加熱器。
5、進(jìn)料區(qū)內(nèi)物料粘到筒體上滑到螺桿上
為了使一臺(tái)單螺桿擠出機(jī)光滑筒體進(jìn)料區(qū)的固體顆粒輸送量到達(dá)最大，顆粒應(yīng)該粘在筒體上并滑到螺桿上。如果顆粒粘在螺桿根部則沒(méi)有什么東西能把它們拉下來(lái)，通道體積和固體的入口量就減少了。在根部粘附不好的另一個(gè)原因是塑料可能會(huì)在此處熱煉并產(chǎn)生凝膠和類似污染顆粒，或者隨輸出速度的變化間歇粘附并中斷。
6、材料的成本最高
在某些情況下材料成本可以占到生產(chǎn)成本的80%，多于其他所有因素之和。這個(gè)原則自然引出兩個(gè)結(jié)論：加工商應(yīng)該盡可能多地重復(fù)使用邊角料和廢品來(lái)代替原材料，并盡可能嚴(yán)格地遵守容差以免背離目標(biāo)厚度及產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題。
而能源成本相對(duì)來(lái)說(shuō)不是很重要，運(yùn)行一臺(tái)擠出機(jī)所需的能源實(shí)際上是總生產(chǎn)成本中很少一部分，因?yàn)椴牧铣杀痉浅８撸瑪D出機(jī)是一個(gè)有效的系統(tǒng)，如果引入了過(guò)多能量那么塑料就會(huì)過(guò)熱以致于無(wú)法正常加工。
7、螺桿末端壓力很重要
這個(gè)壓力反映螺桿下游所有物體的阻力：過(guò)濾網(wǎng)和污染扎碎機(jī)板、適配器輸送管、固定攪拌器以及模具自身。它不但依賴于這些組件的幾何圖形還依賴于系統(tǒng)中的溫度，這反過(guò)來(lái)又影響樹脂粘度和通過(guò)速度。就安全原因來(lái)說(shuō)測(cè)量溫度是很重要的——如果溫度過(guò)高，模頭和模具可能爆炸并對(duì)機(jī)器及附近人員造成傷害。
8、輸出
輸出=最后一個(gè)螺紋的位移+/-壓力物流和泄漏，最后一個(gè)螺紋的位移叫做正流，只依賴于螺桿的幾何形狀、螺桿速度和熔體密度。它由壓力物流調(diào)節(jié)，實(shí)際上包括了減少輸出量的阻力效果(由最高壓力表示)和增加輸出量的進(jìn)料中的任何過(guò)咬合效果。螺紋上的泄漏可能是兩個(gè)方向中的任意一個(gè)方向。
9、剪切率在粘度中起主要作用
大多數(shù)塑料都有剪切變稀特性，即在塑料受剪切力越大時(shí)粘度越低。例如一些PVCs在推力增加一倍時(shí)流速會(huì)增加10倍或更多。而LLDPE剪力下降得不是太多，推力增加一倍時(shí)其流速只增加3到4倍。減少了的剪力降低效果意味著擠出條件下的高粘度，這反過(guò)來(lái)又意味著需要更多的電機(jī)功率。
10、電機(jī)與筒體的對(duì)立關(guān)系
為什么筒體的控制效果并非總是和期望的一樣?如果對(duì)筒體加熱，筒壁處的材料層粘度變小，電機(jī)在這個(gè)更加光滑的筒體內(nèi)運(yùn)行需要的能量更少，電機(jī)電流下降。相反如果筒體冷卻，筒壁處的熔體粘度增大，電機(jī)必須更加用力地轉(zhuǎn)動(dòng)，安培數(shù)增加，通過(guò)筒體時(shí)除去的一些熱量又被電機(jī)送回。 |
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