擠出機是擠出、注塑、吹塑等塑料成型工藝的關鍵部件,螺杆則是塑料擠出機的心髒。由於裝配的需要,擠出機螺杆與機筒之間存在一個配合間隙δ,由於這個配合間隙在螺杆直徑方向上,所以也稱直徑間隙或裝配間隙。而且這個配合間隙是一個關係到擠出機工作性能的重要參量。下麵分兩部分,一部分論述間隙δ的存在對擠出機整機性能的影響;二部分說明內外擠出機螺杆機筒直徑間隙大小不同比較。
1.間隙對擠出機工作性能的影響。
1.1靜態影響
擠出機流量計算公式為:Q=Qd-Qp-Ql 即等於正流Qd、壓力流Qp和漏流Ql的代數和。其中擠出機漏流Ql是一種在螺棱和機筒形成的間隙δ中沿螺杆軸線向料鬥方向的流動,它是由機頭、分流板和濾網等對熔體的反壓造成的流動。由於間隙δ很小,故在正常情況下,漏流較之正流小很多。但也不能忽略之。
在相關假設基礎上,根據流體力學的分析方法,可推導出漏流量。
由於螺杆與機筒的間隙關乎擠出機廠家產量及加工、裝配精度。在設計擠出機時,需要從各個因素來綜合考慮螺杆與機筒間隙。間隙太小,擠出產量增加產量,但增加螺杆與機筒的磨損。間隙太大,一方麵漏流量上升,產量下降;另一方麵,將導致熔膜增厚,因而不利於熱傳導並降了剪切速率,不利於物料的熔融。且實踐證明[1]:當δ增大至計量段螺槽深的15%時,在給定條件下,經計算其漏流量已達37%。此時,螺杆和機筒磨損太大,生產很不經濟。所以有需要選擇高耐磨材料,如雙金屬機筒與螺杆結構。
另外,在擠出機設計中,塑料型材生產線還要根據被加工物料性質選擇不同的間隙δ值。例如:對於溫度的物料,間隙δ值可以選大些,減少因剪切而產生的熱分解;對於低粘度的非熱敏性物料,比如高密聚乙烯,間隙δ可以小一些,以增加其剪切。