橡膠擠出設(shè)備螺桿的設(shè)計(jì)與選擇

我們?cè)谶x擇橡膠擠出機(jī)螺桿的時(shí)候要根據(jù)產(chǎn)品種類的不同來進(jìn)行選擇，因?yàn)椴煌南鹉z產(chǎn)品在生產(chǎn)的時(shí)候用到的生產(chǎn)設(shè)備的配置需求是不一樣的。比如說有些橡膠產(chǎn)品在生產(chǎn)的時(shí)候需要用到的螺桿比較短，有些橡膠產(chǎn)品在生產(chǎn)的時(shí)候要求抽真空等。對(duì)于這些不同的配置要求都是在選擇橡膠擠出機(jī)的時(shí)候來進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)的。比如說EPDM密封條在生產(chǎn)的時(shí)候就需要用到抽真空功能，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)螺筒螺桿的時(shí)候就需要考慮到排氣孔的設(shè)置，以及設(shè)備在生產(chǎn)過程當(dāng)中對(duì)于螺桿長徑比的設(shè)計(jì)等。所以說我們?cè)谶x擇橡膠擠出機(jī)的時(shí)候一定要結(jié)合產(chǎn)品的實(shí)際情況來進(jìn)行選擇。

橡膠擠出機(jī)的種類有很多，但是無論是哪種橡膠擠出機(jī)在生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)候都是在擠出機(jī)螺料筒當(dāng)中由螺桿對(duì)原料進(jìn)行加工而完成橡膠的處理成型的，所以說橡膠擠出機(jī)的料筒螺桿在設(shè)備的生產(chǎn)當(dāng)中是很重要的一個(gè)組成部分。

擠出機(jī)螺料筒螺桿一般根據(jù)原料的加工程序可以分為三個(gè)功能部分，每個(gè)部分各占螺桿長徑的三分之一左右。

第一個(gè)功能部分在喂料系統(tǒng)前面到螺桿的三分之一長度處，這一部分主要對(duì)喂料的原料進(jìn)行預(yù)熱并把原料輸送到螺筒的中斷去進(jìn)行深度加工，所以我們把這一部分就叫作螺桿的輸送段。

第二部分是橡膠通過輸送來到螺桿的中段來進(jìn)行剪切，混煉，壓縮等一系列的處理。一般橡膠的混煉加工都是在這一部分來進(jìn)行完成的，所以我們把擠出機(jī)螺桿的這一部分稱作是處理加工段，這一段的設(shè)計(jì)在整個(gè)螺桿當(dāng)中是關(guān)鍵部分。

第三部分是處理好的橡膠通過螺桿的旋轉(zhuǎn)被傳送到接近模頭的這一段，橡膠加工好以后在這里進(jìn)行等計(jì)量分份，并均勻的向模頭進(jìn)行傳送來保證模頭擠出產(chǎn)品時(shí)的壓力均衡性。所以我們把擠出機(jī)螺桿的這一部分叫作是螺桿的計(jì)量段。

我們?cè)谏a(chǎn)各種橡膠產(chǎn)品的時(shí)候由于產(chǎn)品的類型不同，所用到的設(shè)備的種類也不相同，但是無論是哪種橡膠擠出機(jī)其螺桿的功能設(shè)計(jì)基本上都是一樣的。

1870年出現(xiàn)的橡膠擠出機(jī)是熱喂料擠出機(jī)。它喂入的膠料要求必須經(jīng)過熱煉，且供料均勻、穩(wěn)定、等速，料溫保持在50～ 70℃，其螺桿短，螺紋溝深 ，均化效果不理想。從2 0世紀(jì) 70年代起 一度出現(xiàn)長徑 比變小的現(xiàn)象。由于熱喂料擠出機(jī)可連續(xù)擠出、 操作簡(jiǎn)單、 生產(chǎn)效率高、擠出成品形狀穩(wěn)定 ，在很多制品的生產(chǎn)工藝中 ，仍然采用熱喂料擠出機(jī)。在輪胎生產(chǎn)中用于各種胎面、各種型膠的擠出以及在膠管、電纜及其它橡膠制品的生產(chǎn)中用于包膠及膠坯的擠出。

螺紋元件的嚙合區(qū)具有較大的速度梯度，因此在嚙合區(qū)有利于物料的充分混合 。雙螺桿 、 “ 一” 字型三螺桿、 三角形三螺桿和 四螺桿擠出機(jī)的嚙合區(qū)個(gè)數(shù)分別為 1 、2 、3 、4個(gè) ，由于嚙合區(qū)個(gè)數(shù)的增加，物料混合能力也逐漸增強(qiáng)。三角形三螺桿和四螺桿擠出機(jī)具有特殊的結(jié)構(gòu)——中心區(qū)。中心區(qū)的物料形成環(huán)流，環(huán)流的存在促進(jìn)了中心區(qū)物料的混合，增加了物料在中心區(qū)的混合時(shí)間。經(jīng)過分析，物料不會(huì)滯留于 中心區(qū)。 雙螺桿、 “ 一” 字型三螺桿、三角形三螺桿和 四螺桿擠出機(jī)的流量、回流量 、回流系數(shù) 以及平均剪切速率依次逐漸增大，從理論上驗(yàn)證了多螺桿擠出機(jī)在物料輸運(yùn)能力以及物料混合能力等 方面均具有較佳的生產(chǎn)能力，多螺桿擠出機(jī)更適合聚合物的加工。

MCT擠出機(jī)沿螺桿軸向分為進(jìn)料段、 傳遞混合段和出料段。在傳遞混合段，螺桿和機(jī)筒內(nèi)壁有螺旋相反的螺紋，在螺桿上流道數(shù)逐增、 螺紋深度逐減，在混合傳遞區(qū)中部達(dá)到極值后逐漸恢復(fù)原狀，在螺桿流道增多過程中，機(jī)筒內(nèi)壁上流道數(shù)與螺桿上流道數(shù)相反、 流道深度也與螺桿相反 。依靠機(jī)械作用進(jìn)行 的，摩擦力很小 ，因此 MC T擠 出機(jī)的螺桿長度遠(yuǎn)比普通擠出機(jī)的螺桿長度要短，僅為螺桿直徑的7倍左右。

在對(duì)擠出技術(shù)的不斷探索中，即20世紀(jì)60年代后期和90年代初開始了銷釘技術(shù)的研究，將銷釘從機(jī)筒圓周方向徑向插入螺桿螺紋槽中，將流動(dòng)的膠料進(jìn)行剪切和攪拌。膠料變成熔體以低剪切速率在螺桿螺紋中流動(dòng)，逐漸形成連續(xù)的粘流體，這樣便破壞了膠料在擠出過程中的層流和結(jié)塊現(xiàn)象，打破了膠塊，達(dá)到了膠料塑化好、膠溫低和節(jié)能的效果，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。1979年該項(xiàng)技術(shù)在美國獲得了專利。銷釘式冷喂料擠出機(jī)的出現(xiàn)，使冷喂料擠出機(jī)技術(shù)得到了很大的發(fā)展和提高。這種擠出機(jī)不僅在螺桿結(jié)構(gòu)上有了較大改進(jìn)，而且由于在機(jī)筒上增加了銷釘，使其對(duì)膠料的塑化性能、 擠出制品的致密性、擠出量都有很大的提高，并且排膠溫度較低，可滿足多種生產(chǎn)工藝的擠出要求，同時(shí)由于改進(jìn)了螺桿結(jié)構(gòu)，使其驅(qū)動(dòng)功率下降，單位能耗明顯降低。由于其具有塑化性能好、排膠溫度低、擠出量大的特點(diǎn)，在橡膠工業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

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