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挤塑机螺杆知识

一、螺杆的类型

为适应不同塑料加工的需要，螺杆的型式有很多种，常见的有以

下几种：渐变型（等距不等深），渐变型（等深不等距），突变型，

鱼雷头型等。

1、螺杆的选择

螺杆型式的选用主要根据塑料的物理性能及挤塑机的生产技术

规范来确定。

（1）非结晶型聚合物的软化是在一个比较宽的温度内完成的，一般

选用等距渐变螺杆。结晶型聚合物熔融的温度范围比较窄，一般选用

等距突变螺杆。

（2）在小型挤塑机上，如φ45挤塑机螺杆采用的是等距不等深的全

螺纹型式，螺杆的长径比较小，主要用于挤出小截面的绝缘层和护套

层，挤出速度较快。

（3）中型螺杆采用等距而螺纹深度渐变的全螺纹型式，它的长径比

比小型螺杆大些，螺纹的节距相等，从根部起由浅到深。螺纹端部的

螺纹较深，根部的螺纹较浅，这样塑料挤出量较多，又不影响螺杆强

度，挤出速度快，塑料塑化好，是一般中小型挤塑机生产绝缘层和护

套层的理想螺杆。

（4）大型螺杆直径一般在150mm以上，如φ150、φ200、φ250挤

塑机。大型螺杆采用两种型式，一是等距不等深，如φ150、φ200挤

塑机；二是螺杆分三段，即等距等深、等距不等深、不等距不等深，
如φ250挤塑机，压缩比在2～3之间，长径比在15：1左右，主要

用于生产大截面的电线电缆绝缘层和护套层。

二、螺杆的主要参数

螺杆的主要参数有直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽宽度、螺

槽深度、螺旋角、螺杆与机筒之间的间隙等，这些参数对挤塑工艺和

性能有很大影响。

1、螺杆直径Ds

螺杆直径即螺纹的外径，挤塑机的生产能力（挤塑量）近似与螺

杆直径的平方成正比，在其它条件相同时，螺杆直径少许增大，将引

起挤出量的显著增加，其影响甚至比螺杆转数的提高对挤出量的影响

还大。故常用螺杆直径来表征挤塑机规格大小的技术参数。

2、螺杆长径比L/Ds

螺杆工作部分长度L与螺杆直径Ds之比称为长径比，在其它条

件一定时（如螺杆直径），增大长径比就意味着增加螺杆的长度。L/Ds

值大，温度分布合理有利于塑料的混合和塑化，此时塑料在机筒中受

热的时间也较长，塑料的塑化将充分、更均匀。从而提高机塑质量。

如果在塑化质量要求不变的前提下，长径比增大后，螺杆的转速可提

高，从而增加了塑料的挤出量。但是，选择过大的长径比，螺杆消耗

的功率将相应增大，而且螺杆和机筒的加工和装配鸡难度增加；螺杆

弯曲的可能性也会增加，将会引起螺杆与机筒内壁的刮磨，降低使用

寿命。另外，对于热敏性塑料，过大的长径比因停留时间长而热分解，

影响塑料的塑化和挤出质量。因此，在充分利用长径比加大后的优点，
选取时要根据加工塑料的物理性能和对产品的挤塑质量要求而定。

3、压缩比ε

亦称为螺杆的几何压缩比，是螺杆加料段第一个螺槽容积与均化

段最后一个螺槽容积之比。它是由塑料的物理压缩比――即制品的密

度与进料的表现密度之比来决定的。使挤塑机压缩比较大，目的是为

了使颗粒状塑料能充分塑化、压实。加工塑料的种类不同时，压缩比

的选择也应不同。

按压缩比来分，螺杆的型式可分为三种：等距不等深、等深不等

距、不等深不等距。其中等距不等深是最常用的一种，这种螺杆加工

容易，塑料与机筒的接触面积大，传热效果好。

4、螺旋升角θ

即螺纹与螺杆横断面的夹角。螺旋角太大保证不了塑化时间，降

低螺杆的塑化质量，太小则螺纹密，螺槽容积减小，影响挤出量。对

于送料段，30o螺旋角最合适于粉料；15o螺旋角合适于方形料粒；

17o左右螺旋角合适于球状或柱状料粒。由均匀段理论分析得知，螺

旋角30o时的挤出流率最高。实际上为了加工方便，多取螺旋角

17o41′。

5、螺距S和螺槽宽度W

螺距即螺纹的轴向距离，螺槽宽度即垂直于螺棱的螺槽宽度。在

其它条件相同时，螺距和槽宽的变化，不但决定螺杆的螺旋角，而且

还影响螺槽的容积，从而影响塑料的挤出量和塑化的程度。螺槽宽度

加大则意味着螺棱宽度减小，螺槽容积相应增大，挤出量提高；同时
螺棱宽度减小，螺杆旋转摩擦阻力减小，所以功率消耗低。

6、螺槽深度H

即螺纹外半径于根部半径之差。根据压缩比的要求，加料段槽深

大于熔融段，熔融段槽深又大于均化段。加料段螺槽深度大，有利于

提高其输送能力；但槽深太深，一则使螺杆强度下降，导致螺杆在较

大扭力作用下发生剪断；二则太深使塑料在槽间混合不均、搅拌不匀，

影响热传导和热平衡，导致螺杆塑化能力下降。而熔融段和均化段螺

槽渐浅，螺杆对物料产生较高的剪切速率，有利于筒壁向物料传热和

物料的混合、塑化；但是太浅，螺槽容积减小，直接影响挤出量。

7、螺杆与机筒的间隙δ

即机筒内径与螺杆外径之差的一半。螺杆