三螺桿擠出機的優(yōu)勢
螺桿類擠出機從最開始的柱塞式、單螺桿式到目前占據(jù)半壁江山的平行雙螺桿式、椎形雙螺桿式等機型，這一歷程一走便走了近百年，這一百年，高 聚物加工工業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了前所未有的繁榮。三螺桿擠出機以其靈活多變的幾何排布方式，多個嚙合區(qū)形成物料在流向，流速上的多變化，且質(zhì)點在空間位置的分布 產(chǎn)生了極其有益的影響，以優(yōu)異的混合特性、小的長徑比、較高的產(chǎn)能比倍受關(guān)注。
由于塑料熱傳導(dǎo)性不強，大直徑擠出機(￠130㎜以上)在加工過程中，每個螺紋槽內(nèi)可能擁有大量的“靜態(tài)”物料，從而引起不均勻塑 化。這個問題不可能通過增加螺桿轉(zhuǎn)速來解決，因為會引起波動，引起流痕變粗。雖然可以通過加大螺桿長徑比解決，但這種方法存在局限性，且加大了螺桿懸臂引 起的許多負(fù)面影響。采用小直徑，短長徑比的多螺桿組合是解決這一矛盾的有效辦法之一。單螺桿無嚙合區(qū)，雙螺桿有一個嚙合區(qū)，一字形排列的三螺桿有兩個嚙合 區(qū)，三角形排列的三螺桿有三個捏合區(qū)，三螺桿擠出機嚙合區(qū)增多，碾壓面積成倍增加，運轉(zhuǎn)中對物料構(gòu)成了高效的擠壓、破碎、揉捏、壓延、拉伸作用。正是這種 高效的混捏作用，使三螺桿無需單螺桿或雙螺桿的大直徑、大長徑比，便可獲得同等質(zhì)量、產(chǎn)量的的生產(chǎn)條件，充分體現(xiàn)出三螺桿擠出機高效的混合均化特性、結(jié)構(gòu) 上的緊湊性和經(jīng)濟(jì)性。為提高產(chǎn)量，改善產(chǎn)品質(zhì)量，對單螺桿和雙螺桿須加大螺桿直徑，加大長徑比，成倍提高驅(qū)動功率。如將直徑45㎜的雙螺桿擠出機螺桿加大到70㎜，雖然后者的生產(chǎn)率是前者的3倍,但驅(qū)動功率也需提高單位面積產(chǎn)量倍以上。若將螺桿直徑45㎜的雙螺桿改變?yōu)橹睆?5㎜的三螺桿，則后者的產(chǎn)量會翻番，為前者的兩倍，而驅(qū)動力不足前者的1.5倍。
三螺桿擠出機的優(yōu)勢
三螺桿如何排列?
由于螺桿類擠出機應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，因而促進(jìn)了擠出機的發(fā)展創(chuàng)新。三根螺桿“一”字排列的三螺桿擠出機和三根螺桿三角形排列的三螺桿擠出機是近幾十幾年研制開發(fā)的新機型。
無論是單螺桿還是雙螺桿支撐螺桿全部重量的是螺桿一端套設(shè)的軸承。這種懸臂式結(jié)構(gòu)使螺桿前段下垂的重量與另一端的軸承造成極大的不對稱負(fù)荷，特別是在螺桿連續(xù)運轉(zhuǎn)的動摩擦情況下，必然會影響到軸承結(jié)構(gòu)的強度，時間一長，螺桿會發(fā)生前段下垂，影響運轉(zhuǎn)的順暢性。
“一”字排列的兩種不同的三螺桿擠出機的三根螺桿等長不等徑，中間的主螺桿直徑大，兩根輔螺桿直徑小，主輔螺桿互相嚙合，反向旋 轉(zhuǎn)。這種設(shè)計，擴(kuò)大了碾壓面積，加強了揉壓作用，具有較好的塑煉效果，不但增加了產(chǎn)量，且能耗增加不多，由于兩個嚙合區(qū)的存在，碾壓面積成倍增加就可縮短 螺桿長度，減小螺桿懸臂造成的負(fù)面影響。
螺桿中心連線為倒品字形的三螺桿擠出機是擠出領(lǐng)域內(nèi)的創(chuàng)新。與前述的兩種“一”字型排列的三螺桿擠出機相比，全嚙合的三螺桿的正三 角形排布構(gòu)成了特有的三個嚙合區(qū)的存在對物料的流向，流速以及空間位置的分布產(chǎn)生了極其復(fù)雜的影響。使之可以小直徑，小長徑比的多螺桿組合獲得高產(chǎn)量，高 混合質(zhì)量的效果。
三角形排列的三螺桿的設(shè)置方式可分為5種形式
全嚙合的三螺桿擠出機螺紋端面曲線的生成以雙螺桿相關(guān)理論為基礎(chǔ)。由于同向和異向旋轉(zhuǎn)的兩根螺桿的螺紋元件端 面曲線生成原理截然不同，一根螺桿不可能同時滿足兩種齒形形成原理。因此，全嚙合三角形排列的三根螺桿必然是同向旋轉(zhuǎn)，而且螺紋頭數(shù)必須為奇數(shù)、或為單 數(shù)、或為三頭、不能是雙頭(雙頭螺紋三螺桿的任何相位都會有干涉)。顯然三角形排列的三螺桿，幾何上不能實現(xiàn)共軛嚙合，即螺棱和螺槽不能是等寬度嚙合。三 根螺桿以正三角形排列，從幾何關(guān)系上易于保證三根螺桿的加工裝配精度。
中心區(qū)是三角形排列的三螺桿特有的區(qū)域，中心區(qū)是三根螺桿在任何相位都掃掠不到的區(qū)域，且是一個由大到小，又由小到大不斷變化的區(qū) 域，數(shù)值上中心區(qū)最大狀態(tài)時的面積是最小狀態(tài)時的7倍，而最小狀態(tài)時的面積僅為機筒凈面積(除去螺桿截面積)的1/200。由于中心區(qū)的面積不斷變化，變 化的區(qū)域不會有靜止的流體，在物料的粘性作用下，這些流體會被帶入流道推進(jìn)區(qū)，既這種回流某種程度上促進(jìn)了混合。
三螺桿擠出機雖然面世不久，但已在功能塑料的制備，高亮度涂料的制備及方便食品加工領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用，并以其優(yōu)異的混合特性，較好的產(chǎn)能比，較小的長徑比開始受到關(guān)注。三螺桿擠出機，特別是三根螺桿正三角形排列的全嚙合三螺桿擠出機的工業(yè)化應(yīng)用，因其在軸承設(shè)置，制造工藝等諸多方面有特殊性，技術(shù)上尚待成熟，其運作機理有待深入研究。
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