20万套保险杠的车间工艺设计(16)
三头螺棱元件：如图表3.6所示，与双头螺棱元件比，相同的螺杆中心距下，三头螺棱螺槽较浅，承受更大转矩；相同的螺杆转速下，物料可获得更高的平均剪切速率和剪切应力，由于螺槽浅，热传递性能好，有利于物料熔融塑化。主要用于高剪切物料的加工，但不适应对剪切敏感或玻璃纤文增强物料的加工。
表3.6 螺杆头数对螺杆与物料接触面积的影响
螺杆直径D/mm 槽深
H/mm 机筒的接触面积
Ab/mm2 螺杆对物料的接触面积（n为头数）/mm2
n=1 n=2 n=3 n=4
80 17 187 264 409 558 -
120 21 436 574 948 1113 1383
160 24 799 994 1404 1811 2210
表3.6中可以看出，在D、H、Ab相同情况下，2~3头螺纹的螺杆与物料的接触面积比单螺纹大得多。此外，螺纹头数增加后，熔体流动更为复杂，于啮合区，物料沿着螺距走，在非啮合区，物料沿着导程走；对四种漏流，螺棱与机筒间隙漏流Qf是在同一根螺杆上漏向下一个螺距，而四面体间隙漏流Qt是从一根螺杆漏向另一根螺杆，压延间隙漏流Qc和侧间隙漏流Qs是在同一根螺杆上漏向下一导程。一般情况下，考虑螺纹强度、传热等因素，最窄螺槽宽度不小于4mm。异向双螺杆的螺纹头数一般取2~3.
本设计采用非啮合型异向双螺杆，取m=2。
I. 螺纹宽度E
由挤塑原理可知，螺纹宽度增加，熔体输送率增大。然而，对普通螺杆来说，增加螺纹宽度，即减小螺槽宽度，物料的有效容积减小，导致熔体输送率减小。所以，考虑螺纹宽度大小时，应主要考虑物料的性能及螺纹的强度。由于，增大螺纹宽度，螺杆与机筒间隙中熔体所受的剪切面积也相应，增加了双螺杆的动力消耗，产生的剪切热增多，对于一些热稳定性不好的物料（如PVC等）是非常不利的，但螺纹宽度又不能过小，否则螺槽中物料的压力较高，会使螺棱从根部断裂。一般取e=（0.08~0.12）D，常取e=0.1D.
本设计中螺纹直径为110mm，则e为11mm
J. 螺杆转速n
平行双螺杆有低速运转型和高速运转型，由于啮合型异向双螺杆挤出机主要用来混合加工，故螺杆转数不能开的很高，且啮合型异向双螺杆挤出机工作时，在啮合区的压延间隙有压延效应，该压延效应随螺杆转数的提高而加剧，引起螺杆机筒的过度磨损，综上，螺杆转速不应过高。一般情况下，啮合型双螺杆挤出机的螺杆转数范围一般在2~60r/min。
螺杆直径越大，最高转速越低我国行业标准未规定啮合型异向双螺杆挤出机的螺杆转数范围，本文设计挤出机为PP混合加工造粒，参照ZBG 95009。1-88，根据 螺杆转数范围，本设计采用低运转型，故选取螺杆转速为45r/min，即n为45r/min。
K. 螺杆与机筒间隙σ
双螺杆挤出挤出机中的两根螺杆直径径向间隙及轴向间隙等对挤出机的工作性能有很大影响，且径向间隙的大小还会影响到挤出机的产量。原因在于，间隙越大，漏流量越大。所以，双螺杆挤出机的径向间隙一般为0.3~2mm或是（0.002~0.005）D范围之间。（D为螺杆直径）
表3.7 平行异向双螺杆挤出机螺杆与机筒的间隙（JB/T 6492-92)
挤出机系列 65 80，85 110 140