各個不同間隙的職能

  概括起來錐形雙螺桿擠出機螺桿與螺筒存在以下四個工作間隙：（1）、螺桿螺棱端面與螺筒內徑圓周的徑向間隙；（2）、兩螺桿齒合狀態下螺棱端面與螺槽底面的徑向間隙（3）、兩螺桿齒合狀態下螺棱與螺槽側面軸向間隙；（4）、螺桿小頭與螺筒頂部端面的軸向間隙。其中前兩個間隙不僅起到對物料實施壓延、摩擦作用，還起著阻止物料回流的作用。尤其第一個間隙至關重要，一旦超過允許極限，會直接導致物料漏流或逆流，影響產品質量，也是制約擠出機工作壽命的主導性因素；第三個間隙不僅起著對物料剪切的作用，還起著輸送物料的作用。如果安裝不當，一側間隙過小，致使螺棱直接摩擦，型材會出現黑線。經磨損后間隙增大，在一定程度上會加大物料的輸送量，減少熔融、塑化，降低制品撤出效率；第四個間隙起到對物料實施擠壓作用。第二個間隙主要是由加工所決定的，無論是安裝還是磨損增大后，均無法人工調整；第三個間隙在安裝前一定要精確調整。第四個間隙隨第一個間隙進行做同步調整。所謂擠出機間隙調整，在新螺桿安裝時主要指第一個間隙和第三個間隙調整。在擠出機正常運行后，主要是第一個間隙做好調整。

螺筒與螺桿間隙不當對擠出塑料制品質量的影響

  使用錐形雙螺桿擠出機，在擠出生產過程中具有均勻、物料不易分解、產量高、質量好、能耗低、適用范圍廣并可直接粉料擠出加工成型等優點。擠出機剪切性能主要取決于螺桿的設計與制造質量水平，也和螺筒與螺桿的軸向與徑向間隙密切相關。擠出機裝配時若螺筒與螺桿徑向或螺桿之間軸向間隙偏小，則會導致螺筒與螺桿及螺桿之間局部摩擦過熱，型材出現黃線或黑線，難以正常生產；若螺桿之間向間隙過大，則會導致輸送量增加，剪切、摩擦性能減弱，物料“欠塑化”；若螺桿與螺筒徑向間隙過大或經運行一段時間后，間隙逐步增大到一定程度，物料在機頭或壓縮段熔壓力作用下會產生“逆流”或“正流”現象。現以螺桿結構為2--1-1-3-3頭數擠出機為例試以說明：當物料由給料段雙頭螺槽并聯運動至壓縮段單頭螺槽開始串聯運動，壓力驟升；然后又由壓縮段單頭螺槽串聯運動至熔融段三頭螺槽開始并聯運動，壓力驟降。當物料由三頭螺槽融融段進入同是三頭螺槽，但容積卻小于融融段的計量段，在機頭反作用下，壓力開始逐漸上升。螺桿容積比，即壓縮比大的部位，也是磨損速度快部位，當螺筒與螺桿徑向間隙增大時，壓力較高一側物料就會通過此間隙向壓力低一側流動。所謂逆流，即熔壓較高的計量段、壓縮段物料在螺桿剪切作用下分別向熔壓較低的融融段、給料段方向流動，由于物料“逆流”過程中，經受反復剪切和摩擦，并延長在機內駐留時間，則會發生“過塑化”現象，部分物料粘附在螺筒壁上，致使型材表面出現黃線。如粘附物停留時間過長隨部分物料降解加重，黃線也會轉化為黑線；所謂“正流”，即熔壓較高的壓縮段物料在剪切作用下，向熔壓較低的融融段方向流動。由于物料“正流”過程中，隨的剪切和摩擦有所減緩，并減少少了在機內駐留時間，則會發生“欠塑化”現象，導致型材發脆，外壁與內筋捏合差，如采取高溫操作，又會影響熱穩定、抗沖擊等性能；當螺筒內壁磨損嚴重時，出現磨損抬肩，承壓較重部位經磨損為凹坑，螺紋與螺紋過渡區域空檔部位，未經磨損為凸臺，如再行調整徑向間隙，螺桿向前移動，螺綾則會和螺筒抬肩發生劇烈摩擦，致使型材表面出現不可逆轉黑線。由此可見：螺桿間隙是否適當，對錐形雙螺桿擠出機間隙正確裝配和定期檢查、調整是一項不可忽視確保擠出機長周期穩定運行的重要工作。

螺筒與螺桿間隙的磨損特證

  第一個間隙在螺筒與螺桿圓周與軸向方向磨損不是一個恒定值，隨物料擠出過程中的溫度、熔壓、物料形態不同而不同。由“饑餓式”喂料工藝所決定，物料在螺筒供料段大都處于不飽滿狀態。在螺桿徑向方向，主要集中在螺筒下部與側面，處于兩螺桿螺捏合的高壓區。當扭矩分配器傳動軸與擠出機螺桿采用剛性連接時，螺筒供料段圓周下部與側面磨損較快；當扭矩分配器傳動軸與擠出機螺桿采用彈性連接或扭矩分配器軸承間隙超標，不能有效約束螺桿大頭沿螺筒中心運行，供料段螺桿有可能在下部物料支撐作用下向上偏移，螺桿螺棱端面與螺筒上部直接發生摩擦，磨損較快。給料段螺筒圓周磨損后基本呈橢圓形。螺筒其它區段圓周磨損基本等同于螺桿。應特別指出：當螺桿螺棱與螺槽兩側軸向間隙發生不均勻磨損，除螺筒在擠出機機座上安裝不水平外，也和扭矩分配器軸承軸向串動有關。

  錐形雙螺桿擠出機螺桿軸向大致可分為供料段、壓縮段、熔融段、計量段等功能段，各個功能段除螺槽深度、寬度、螺旋角不同外，螺紋頭數也有所不同。一般給料段采用雙頭螺紋，壓縮段采用單頭螺紋，融融段和計量段采用雙頭或三頭螺紋。（當然也有其它螺紋結構，例如2-1-2-1-3-3或2-2-2-4-3等頭數螺紋結構等），由于螺紋頭數、螺槽深度、寬度、螺距、螺旋角等參數不同，決定了物料在不同功能段隨的剪切、摩擦作用、前進速度、駐留時間、塑化形態有所不同。其中各螺槽深度、寬度、直徑和頭數決定物料壓縮比；頭數與螺旋角決定物料在機內前進的速度。剪切、摩擦作用大小和物料塑化形態決定了螺筒與螺桿磨損程度。如前所言，物料在供料段，雖然基本處于溫度較低未轉化為熔體的玻璃態，剛性和摩擦阻力大，由于螺紋頭數沒有變化，螺槽壓縮比較小，剪切摩擦作用較平穩，相對而方對于螺桿及螺筒磨損較小；物料進入壓縮段，開始由玻璃態向高彈態轉化。由于螺紋頭數變化，螺槽壓縮比較大，螺桿與螺筒磨損相應也增大。程度依據擠出效率不同而不同，高速擠出比低速擠出磨損要大，剪切作用大螺桿比剪切作用小螺桿磨損要大；物料進入熔融段，隨螺紋頭數增多，壓縮比遞減，熔壓釋放幅度大。基本呈微融態物料，彈性較大，對螺筒與螺桿磨損減少緩；物料進入計量段，隨螺桿直徑和螺槽窖逐步減少，在口模反作用力下，熔壓又開始逐步回升。因此計量段螺筒與螺桿磨損比融融段快；物料隨螺桿螺槽螺旋向前移動時，一方面承受螺桿螺槽軸向作用力，一方面又被螺桿螺棱與螺槽分解為對螺筒徑向作用力。物料在螺桿小頭頭部，已由圓周運動轉化為均速直線運動，直接承受合流芯與口模軸向反推力。因此在螺桿小頭頭部，物料對螺桿與螺筒端面磨損相對螺槽與螺棱側面磨損要快。

  由以下分析可知，擠出機工作時，隨各段螺槽熔壓大小，剪切、摩擦性能強弱，在軸向方向對螺筒與螺桿的磨損，是極不均勻的。經筆者長期觀察和統計，一般壓縮段與計量段螺筒磨損，致使螺桿與螺筒徑向間隙增大，往往是影響正常擠出生產和制品質量的主導性因素。許多企業存在的問題是，維修人員在日常擠出機螺筒與螺桿間隙調試時，僅僅關注的是計量段螺筒與螺桿間隙，而忽視了壓縮段螺筒與螺桿間隙，不能從兩則之間的間隙偏差或變化綜合進行考慮或處理。

新螺桿與螺筒質量驗收

   青島賽諾聚乙烯蠟技術工程師近幾年在從事技術服務時發現：不少型材企業更換螺桿和螺筒頻率很頻繁。究其原因，除企業使用、維護不當或采用高鈣配方生產外，也和設備制造企業制造的螺桿質量有一定關系。為了提高擠出機工作壽命，生產穩定運行，新螺桿與螺筒到貨后，型材企業裝配前務必應進行嚴格質量驗收，以杜絕質量低劣螺桿與螺筒投入使用影響生產。

   擠出機新螺桿與螺筒質量驗收主要有以下幾項內容：

  （1）、將新到螺桿與螺筒拆封后，檢查螺桿與螺筒表面處理是否符合訂貨合同技術條款，譬如是否鍍合金層？加工光亮度如何？有否存在加工毛刺等？筆者在某企業對新螺桿、螺筒檢驗時發現，一些擠出機企業生產的螺桿與螺筒的鍍合金層很不規范，有的一只螺桿鍍合金層，另一只螺桿卻未鍍合金層，有的螺桿鍍合金層，螺筒卻未鍍合金層或加工精度很差、存在加工毛刺等。

  （2）調試前，將兩根螺桿大小頭按在螺筒內中心距裝配為一體，檢查螺桿各個功能區段螺槽與螺棱軸向間隙是否均等？是否符合設計標準要求？鑒于螺桿各個功能段軸向間隙值大小，和螺桿剪切熱高低有關。依據物料在機內各段所需剪切熱量及物料輸送量需要，各加工企業設計的螺桿，各功能段間隙值差異很大。一般給料段與融融段軸向間隙值設計相應較大，壓縮段與計量段軸向間隙值設計相應較大，壓縮段與計量段向間隙值設計相應較小。經筆者多次檢查測試驗論證：65型錐形雙螺桿擠出機最小間隙值不小于2毫米塑料狀態較好。由于加工偏差客觀存在，螺桿最小軸向間隙和螺桿實際竄動量并非一回事。即使兩螺桿某功能段螺凌在螺槽內兩則間隙均等，在其它功能段軸向間隙不一定都均等。甚至有反向偏移，導致螺桿某段單面間隙值偏少。而螺植在機內實際竄動量是由各個不同功能段，對應方向最小值所決定，除有一定尺度要求外，還具有方向性。至于螺桿螺凌在螺槽內最小竄動量小到什么程度，不影響擠出機正常使用？業內目前尚無現成結論。據筆者在所服務企業調試結果斷定：當螺桿某功能段單側最小竄動量小于1毫米會產生局部“欠塑化”或“過塑化”現象，甚至擠出制品表面出現黑黃線，影響擠出正常運行。因此，在螺桿安裝前可用塞尺測繪各功能段螺凌與螺槽相對應的最小間隙值，確診其實際竄動量，以便決定是否能安裝使用。

  （3）、將螺桿裝入螺筒內，向前推進至小頭無間隙存在時，小頭是否伸出螺筒端面？伸出長度值有多少？若兩螺桿伸出螺筒小頭長度過大，則會影響以后螺桿徑向間隙調整次數。一般應以螺桿小頭與螺筒端面平齊或略小于螺筒小頭端面為宜。

  （4）、由于螺桿與螺筒在加工過程中存在錐度偏差，會導致螺桿與螺筒大小頭間隙差異。若差異過大，在一頭間隙調試正常后，另一頭依然會致使物料在機內“回流”或“逆流”，影響擠出機塑化效果。測量時將兩螺桿向螺筒小頭推進，當螺桿與螺筒小頭無間隙時，螺桿與螺筒大頭卻存在間隙或螺桿與螺筒向小頭推進時，因螺桿與螺筒大頭無間間隙時，螺桿與螺筒小卻存在間隙。因此測量間隙值。以差異值不大于0.10毫米為宜。

  （5）、檢查兩螺桿在螺筒內大小頭間隙值是否均稱？筆者在技術服務中發現：有擠出機制造企業生產的設備存在兩只螺桿直徑大小不一致癥狀，譬如當兩只螺桿徑向間隙達標，軸向間隙差距增大或軸向間隙達標，徑向間隙差距增大。調試時應晝綜合考慮兩間隙值是否能相互協調。否則若盲目投入使用，必然會出現物料在機內會產生“回流”或“逆流”嚴重后果。

  以上檢驗項目中，若發現疑點和問題，應適時向有關部門報告，以便盡快與設備廠家協商處理。

螺筒與機身同心度與水平度調整

  擠出機新螺桿與螺筒裝配時，首先應檢查分配箱軸承是否存在磨損松動現象，并依據檢查結果適時處理；螺筒安裝定位后，認址檢驗螺桿與齒輪分配箱聯軸器連接是否靈活？轉動受力是否均衡？其次用加墊或減少墊方法在擠出機座或齒輪箱座，調整其兩螺桿與齒輪箱聯軸器同心度；然后采用精密框式水平儀調整機身。

螺桿與螺筒間隙調整

  1、螺桿與螺筒徑向間隙調整

  根據錐形雙螺桿擠出機螺桿與螺筒錐形度，得出螺桿在螺筒中徑向間隙和軸向間隙對應關系，即：

  螺桿與螺筒錐度=（AB-CD）/EF。

  其中AB為螺桿大頭直徑；

  CD為螺桿小頭直徑；

  EF為螺桿有效長度；

  現以65形錐形雙螺桿為例，計算如下：

  已知：AB =132毫米；

  CD=65毫米；

  EF=1453毫米；

  螺桿和螺筒錐度=（132-65）？1453=0.046（保留3位小數）；

  由此得：螺桿每向前或向后軸向推進一毫米，螺桿與螺筒徑向則增大或減少0.046毫米。

  實際調整時，將螺桿裝進螺筒內，盡量推向小頭部位，以螺桿小頭與螺筒徑向無間隙為基準。然后將兩螺桿向后移動7MM左右，即可保證螺桿與螺筒徑向間隙為0.32MM左右。螺桿與螺筒徑向間隙調整完成，加減墊片后，將傳動軸聯軸器固定加鎖緊。

  若在新螺桿與螺筒驗收質量檢驗時，檢測螺桿與螺筒大小頭徑向間隙差距不大可以驗收調試時，調整螺桿小頭徑向間隙應兼顧螺桿大頭徑向間隙，依據兩者之間差值綜合調整。

2、螺桿與螺桿軸向間隙調整

  擠出機螺桿軸向間隙調整大致有兩種方法：一是調整前用塞尺測量并記錄螺筒給料孔部位螺桿任一螺槽兩側軸向間隙；將兩根螺桿同時裝進螺筒內，在螺桿徑向間隙調整完成，以測量過軸向間隙為基準進行調整；二是將螺桿直接裝在螺筒內，亦在徑向間隙調試結束后，調試從動螺桿螺棱在主動螺桿螺槽內兩側軸向間隙。具體方法，以螺桿與螺筒徑向間隙調整后，螺桿小頭至螺筒小頭端部間距7毫米為基準，保持從動螺桿原位不動狀態，在給料孔內用螺絲刀撥動主動螺桿移動至小頭最大位置，在螺桿小頭采用游標卡尺測量其移動量，用7毫米減去其移動量，作為從動螺桿在主動螺槽內后間隙值。前后間隙差值除于2作為其調整值。若前間隙大，則在從動螺桿尾部加墊，將從動螺桿向前移動；若后間隙大，則在主動螺桿尾部加墊，將主動螺桿向前移動；調整完結后，在螺筒加料孔內，用螺絲刀撥動兩螺桿前后竄動是否均稱？然后檢查一遍兩螺桿在螺筒內徑向間隙變動情況。若有問題，需要重新檢查調試，若沒有問題，即視為軸向間隙調試完結。

  螺筒與螺桿及螺桿之間間隙調整后，應手動盤車，觀察擠出機內有否影響螺桿轉動異常現象？再空載緩慢開機觀察有否不正常噪音和響聲？然后加料開機觀察有否異常現象？無異常現象即可交付使用。

螺桿間隙調整需要注意幾個問題

  一般而言，為延長工作壽命，擠出機經連續運行6個月，應主動停機調整螺桿徑向間隙一次，尚配方中碳酸鈣添加量較多，調整間隔應適當縮短，以3個月為宜。同時調整時應尤其注意以下幾個問題：

  1、調整時首先測繪螺筒與螺桿小頭磨損后實測徑向間隙。若原測定螺桿小頭徑向間隙為0.32MM，磨損后實測徑向間隙為0.42MM，磨損了0.10MM，以螺桿與螺筒錐度值計算：0.10/0.046=2.17（MM），則應在兩螺桿與傳動軸之間加2.17MM墊片，使其向小頭軸向移動，則將其間隙蛭 原設定值。間隙調整后，用塞尺重新測量一次螺筒與螺桿的徑向間隙，準確無誤即可交付使用。

  2、若擠出機經長時間運行，未行調整過螺桿間隙。再行調整若發現螺筒內某功能區段已呈現磨損抬肩，表明該螺筒已失去調整價值，需更新螺筒。若勉強調試，擠出機運行時，會致使螺桿螺棱與螺筒內抬肩發生軸向頂撞，致使擠出塑料制品出現不可逆轉黑線。

  3、螺筒與螺桿間隙調試，應以螺桿小頭端面不延伸出螺筒小頭端面為基準，否則運行時，螺桿端頭與合流芯發生碰撞，則會導致設備損壞，影響正常生產。

  4、日常螺筒與螺桿間隙調整，僅僅是以計量段螺筒與螺桿徑向間隙為基準進行的。由以上論述可知，擠出機在工作中除計量段螺筒與螺桿徑向間隙磨損嚴重外，還有壓縮段螺筒與螺桿徑向間隙磨損。由于擠出機各個功能段螺槽容積不同，物料擠出時承受的剪切作用亦不同，各個功能段磨損程度往往是不同步的。當計量段與融融段螺槽容積比大時，后者比前者磨損更嚴重。當給料段與壓縮段螺槽容積比較大時，前者比后者磨損嚴重。因此，調整時務必應依據兩者因素綜合考慮與處理。

給有關企業的建議

  迄今一些擠出機制造企業為了延長擠出機使用壽命，分別采取以下措施：一是在擠出機生產時，在螺桿與螺筒計量段分別采取鍍合金層處理。這樣做雖有助于延長計量段磨損周期，但尚未解決壓縮段磨損問題。對于壓縮段剪切性能較強機組，當螺桿小頭間隙尚未產生變化或磨損不大時，壓縮段已發生嚴重磨損，熔體在機內出現“正流”癥狀，仍無法消除，難以保證正常擠出生產；二是擠出機磨損后采用重新制造計量段螺筒與原螺筒組合方法，來解決計量段螺筒與螺桿徑向間隙偏大問題，雖然有助于解決擠出機出現的“逆流”現象，可延長計量段剪切性能強，后部磨損嚴重擠出機工作壽命。但對于壓縮段剪切性能強，前部磨損嚴重的機組，螺筒與螺桿徑向間隙過大問題非但未能解決，在計量段螺筒翻新后，受螺筒與螺桿徑向間隙制約，壓縮段螺筒與螺桿徑向間隙反而會更大，擠出機生產中發生“正注”癥狀，亦成為影響生產的主要矛盾。

  以上處理方法均存在弊端，無法真正延長擠出機使用壽命。建議企業的制造生產擠出機時，根據擠出機剪切性能，分別在磨損較大部位鍍合金層，而不僅是在計量段鍍合金層；或在翻新計量段螺筒同時，連同壓縮段螺筒一并翻新，以適應不同剪切性能擠出機磨損要求，有效延長各類擠出機工作壽命。

  型材企業若用僅在計量段鍍合金層螺桿與螺筒，初次調試螺桿徑向間隙時，可將小頭徑向間隙調至理論最大允許值，譬如0.35~0.45毫米左右，便宜于螺筒壓縮段徑向間隙磨損后，螺桿與螺筒小頭徑向間隙仍有調整空間。

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