雙螺桿擠出機(jī)的工作原理

來(lái)源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2013-08-13 10:21:17點(diǎn)擊率：

　　【塑膠五金網(wǎng)】從運(yùn)動(dòng)原理來(lái)看，雙螺桿擠出機(jī)中有同向嚙合和異向嚙合及非嚙合型。

　　同向嚙合型雙螺桿擠出機(jī)有低速和高速兩種，其區(qū)別在于兩種擠出機(jī)的設(shè)計(jì)、操作特性和應(yīng)用領(lǐng)域，前者主要用于型材擠出，而后者用于特種聚合物加工。

　　緊密嚙合式擠出機(jī)是低速擠出機(jī)，具有緊密嚙合式螺桿幾何形狀，其中一根螺桿的螺棱外形與另一根螺桿的螺槽外形緊密配合，即共軛螺桿外形。緊密嚙合型同向旋轉(zhuǎn) (CICO) 式雙螺桿擠出機(jī)的螺桿典型幾何形狀如圖3 -9所示。

　　圖3-9 緊密嚙合型同向旋轉(zhuǎn)式雙螺桿擠出機(jī)的螺桿幾何形狀

　　圖3-10 緊密嚙合型同向旋轉(zhuǎn)式雙螺桿擠出機(jī)嚙合區(qū)的橫截面

　　圖3-9的共軛螺桿外形似乎顯示了兩根螺桿之間形成良好的密封，但圖3-10所示的嚙合區(qū)的橫截面顯示了兩螺桿的螺槽之間有較大的空隙 (面積Ⅱ)。因此，緊密嚙合型同向旋轉(zhuǎn)式雙螺桿擠出機(jī)的輸送特性不如緊密嚙合異向旋轉(zhuǎn)式擠出機(jī)(CICT) 那樣呈正向輸送。

　　緊密嚙合型同向旋轉(zhuǎn)式雙螺桿擠出機(jī)從理論上說(shuō)，可以設(shè)計(jì)成螺槽全嚙合橫向密閉的，但縱向不能密閉，必須開(kāi)放，否則螺桿會(huì)嚙合不上。必須將螺槽寬度設(shè) 計(jì)得大于螺棱寬度，因此同向雙螺桿擠出機(jī)具有滑動(dòng) 型的嚙合，如圖3-11所示。

　　圖3-11 緊密嚙合型同向旋轉(zhuǎn)式雙螺桿擠出機(jī)的滑動(dòng)型嚙合

　　當(dāng)物料由加料口加到一根螺桿上后，在摩擦拖曳下沿著這根螺桿的螺槽向前輸送至下方楔形區(qū)，并受到一定壓縮。如果螺腹間隙較大(圖3-12)，另一根螺桿的螺棱就不會(huì)把物料前進(jìn)的道路堵死。由于兩根螺桿在楔形區(qū)有一大小相等、方向相反的速度梯度，故物料不會(huì)進(jìn) 入嚙合區(qū)繞同一根螺桿繼續(xù)前進(jìn)，而是被另一根螺桿托起并在機(jī)筒表面的摩擦拖曳下沿著另一根螺桿的螺槽向前輸送，當(dāng)物料前進(jìn)到上方楔形區(qū)時(shí)，又重復(fù)此過(guò)程。從宏觀來(lái) 看，物料是呈∞形運(yùn)動(dòng)，如圖3-13所示，同時(shí)在軸線方向上移動(dòng)。

　　圖3-12 螺腹間隙大的嚙合區(qū)

　　圖3-13 物料的∞形運(yùn)動(dòng)

　　接近無(wú)源螺腹的物料，由于受鄰近螺桿螺棱的阻礙而不能進(jìn)入另一根螺桿的螺槽，因此這些物料將產(chǎn)生如圖3-14所示的回流。這些受阻物料的一部分將有助于擠出機(jī)螺桿的正向輸送。如果受阻面積 (圖3-10中的面積Ⅰ) 大于空隙面積 (圖3-10中的面積Ⅱ)，則輸送特性將完全呈正向。如果空隙面積大于受阻面積，則正向輸送特性大為減小，并會(huì)造成物料停留時(shí)間加寬和擠出量對(duì)壓力的依賴性加大。由于緊密嚙合型同向旋轉(zhuǎn)式雙螺桿擠出機(jī)的螺桿幾何形狀是空隙面積小于受阻面積，所以其具有比較正向的輸送特性。

　　滑動(dòng)型嚙合將在物料進(jìn)入嚙合區(qū)處產(chǎn)生高壓區(qū)，如圖3-15所示。壓力增高主要是因?yàn)槲锪线M(jìn)入嚙合區(qū)流動(dòng)方向改變所引起的。顯然空隙面積小于受阻面積時(shí)壓力增高為嚴(yán)重。這些高壓區(qū)將對(duì)螺桿產(chǎn)生試圖推開(kāi)螺桿的橫向力，且這個(gè)橫向力隨螺桿轉(zhuǎn)速上升而增大。因此緊密嚙合型同向旋轉(zhuǎn)式雙螺桿擠出機(jī)必須在低速下運(yùn)轉(zhuǎn)，以免在嚙合區(qū) 出現(xiàn)高壓力峰。

　　圖3-14 無(wú)源螺腹中的回流

　　圖3-15 嚙合區(qū)進(jìn)口處的高壓區(qū)

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