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塑料百科//第133讲--螺杆螺棱设计的作用

2024年2月23日 10点4分 新长城

大多数关于螺杆设计的讨论都集中在螺槽深度上,或者螺杆是否具有屏障段、波形段、混炼器等。但是螺棱设计也应该被纳入考虑的范围。

螺棱的主要作用是使螺杆在筒体中有一个有效的支撑区域,为螺槽之间提供足够的压降,以减少压力增加时熔体的回流。一般尺寸的螺纹宽度和间隙通常选择为宽度约为螺杆直径的10%,径向螺纹间隙约为直径的0.1%。但是螺纹的温度效应也应该被考虑到。

聚合物在螺纹间隙的剪切作用可以显著提高熔体温度和能量效率。通过剪切速率的计算,螺纹间隙处的剪切远大于螺槽处的剪切。随着剪切增加,物料粘度也随之降低,非牛顿流体特性增强。对于大L/D螺杆,间隙处的温升将容易超过总粘性耗散的20%,所以螺棱间隙中的粘性耗散成为一个重要的设计标准,不容忽视。同时,螺纹螺旋角对间隙内的粘性耗散也有很强的影响,主要是因为它改变了螺槽宽度。

另外,尽管间隙中的聚合物在离开间隙时迅速冷却,但随着螺杆旋转,间隙中的温度或多或少是恒定的。间隙中的高温将大量的热量传递给相邻的机筒,这将导致能量在机筒冷却系统上损失,降低功率效率。

最后,虽然任意改变螺棱宽度和间隙是有限制的,但理解和检查效果可以解决许多加工问题。

下一期,将继续为大家介绍挤出工艺及原理。

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