CN110239059B - 高阻燃低烟无卤电缆料挤出专用螺杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高阻燃低烟无卤电缆料挤出专用螺杆，包括连接段、进料段、压缩段和均化段，其特征在于：所述螺杆的压缩比为1.1‑1.35；所述进料段螺距s1等于0.85‑0.95倍螺杆直径D，其余部分螺距均与螺杆直径D相等；从所述进料段开始到所述压缩段结束，螺杆根径由d1渐变增大至d2；所述均化段前三个螺槽根径等深为d31且d31=d2，均化段自第四个螺槽开始连续两个螺槽根径由d31渐变缩小至d32，剩余部分根径等深为d32，所述螺槽根径d1＜d32＜d2。本发明的螺杆工作稳定，挤出效率高，并有利于提高电线电缆质量。

Description

高阻燃低烟无卤电缆料挤出专用螺杆

技术领域

本发明涉及塑料挤出机，具体涉及一种塑料挤出机螺杆。

背景技术

低烟无卤阻燃电缆料因其具有的无卤、阻燃特性已逐渐发展成为电线电缆行业主要的绝缘、护套材料之一；虽然，低烟无卤阻燃电缆料在电缆行业已经得到广泛的运用，但其加工性能与传统的PVC、PE材料有很大区别。

通常，低烟无卤阻燃聚烯烃的基材一般以乙烯和醋酸乙烯（EVA）为主，再填充一部分阻燃剂、润滑剂、交联敏感剂等来降低发烟量，提高阻燃性能，提高挤出性能，可交联等。但由于其填充材料的比重较大，根据高分子材料厂家提供的数据，根据阻燃等级的不同，其阻燃剂的含量高达60%-70%。阻燃剂为不可融化的金属氢氧化物，熔融的粘度十分大，生产过程中，螺杆旋转产生的剪切力也相当大。材料分子间，材料与螺杆，材料与螺筒的摩擦比其材料相对严重，会产生大量的热，材料的机械性能下降，外观不良等不合格现象产生。这就决定了其螺杆、工艺的特殊要求。

螺杆为挤出机的主要部件。它直接关系到挤出机的应用范围和生产效率。为适应不同材料的加工需要，螺杆的形式有很多种。由于低烟无卤阻燃料采用大量的阻燃剂进行填充，挤出时其粘性较大，很容易造成聚合物的化学键断裂，产品的抗张强度和断裂伸长率等机械特性下降。一般挤出低烟无卤材料时，都需要使用无卤专用螺杆，这种螺杆基本为剪切力较小的单螺纹型，压缩比一般在1.1-1.5左右；高阻燃低烟无卤由于添加的阻燃剂更大，熔料的流动性很差，容易受到高剪切产生自升温现,工艺温度难以控制，压缩比一般在1.1-1.35左右。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种高阻燃低烟无卤电缆料挤出专用螺杆，其工作稳定，挤出效率高，并有利于提高电线电缆质量。

为解决上述技术问题，本发明的高阻燃低烟无卤电缆料挤出专用螺杆，包括连接段、进料段、压缩段和均化段，其特征在于：所述螺杆的压缩比为1.1-1.35；

所述进料段螺距s1等于0.85-0.95倍螺杆直径D，其余部分螺距均与螺杆直径D相等；

从所述进料段开始到所述压缩段结束，螺杆根径由d1渐变增大至d2；所述均化段前三个螺槽根径等深为d31且d31=d2，均化段自第四个螺槽开始连续两个螺槽根径由d31渐变缩小至d32，剩余部分根径等深为d32，所述螺槽根径d1＜d32＜d2。

所述进料段螺距s1设置为0.875倍螺杆直径D。

所述螺杆全程螺纹截面形状为梯形；所述进料段、压缩段和均化段开始的3个螺距螺纹断面螺旋棱与根径左右两侧有相同的过渡圆角R5，均化段出料端6.5个螺距螺纹截面背推力面螺棱倾角由15度变至20度，有利于熔融物料的流动，有较好的混合作用和均化作用。

优选的，所述螺杆的压缩比为1.31。

所述进料段螺距s1=105，所述螺杆直径D=120；从所述进料段开始到所述压缩段结束，螺杆根径由φ90渐变增大至φ98；所述均化段前三个螺槽根径等深为φ98，均化段自第四个螺槽开始连续两个螺槽根径由φ98渐变缩小至φ96，剩余部分根径等深为φ96。

本发明的技术优点体现在：

A、通过对进料段螺距s1与螺杆直径D的优化配比，提高螺杆的塑化能力，增大正推力，增加塑料的流动性，提高作业效果。

B、从进料段开始到压缩段结束螺杆根径渐变增大，减小了螺杆根径锥度，可以减缓低烟无卤料突然受到压缩，减小剪切力，降低剪切热和摩擦热防止塑料受到高剪切产生老胶。同时在螺杆转数不变的情况下扩大了挤出机的挤出量。

C、螺杆全程螺纹截面形状为梯形，进料段，压缩段和均化段开始的3个螺距螺纹断面螺旋棱与根径左右两侧有相同的过渡园角R5，均化段出料端6.5个螺距螺纹截面背推力面螺棱倾角由15度变至20度，有利于熔融物料的流动，有较好的混合作用和均化作用。

D、本发明所提供的螺杆能够相应减小挤出机主电机电流、增大螺杆对熔料的推力、减小剪切力和摩擦力从而减小挤出过程中电流过大和剪切热过大问题。

附图说明

图1 是本发明的高阻燃低烟无卤电缆料挤出专用螺杆的结构示意图；

图2是进料段部分的结构示意图；

图3是压缩段部分的结构示意图；

图4是均化段部分的结构示意图；

图5是图3沿B-B线的剖视图；

图6是图4沿D-D线的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体作业方式做进一步说明。

如图1、图2、图3、图4可见，本发明的高阻燃低烟无卤电缆料挤出专用螺杆，包括连接段、进料段1、压缩段2和均化段3，所述螺杆的压缩比为1.1-1.35；所述进料段螺距s1等于0.85-0.95倍螺杆直径D，其余部分螺距s0均与螺杆直径D相等；从所述进料段1开始到所述压缩段2结束，螺杆根径由d1渐变增大至d2；所述均化段3前三个螺槽根径等深为d31且d31=d2，均化段3自第四个螺槽开始连续两个螺槽根径由d31渐变缩小至d32，剩余部分根径等深为d32，所述螺槽根径d1＜d32＜d2。

以下提供本发明的一个具体实施例：

本实施例的高阻燃低烟无卤电缆料挤出专用螺杆总长度为3360，其中进料段1长度L1=500，压缩段2长度L2=1280，均化段3长度L3=1240，螺杆直径D为120，进料段螺纹螺距s1为105。

加工技术要求：1、调质处理：HB260-290；2、表面氮化处理：a深度：0.4-0.7mm；b硬度：HV:≥700-940、螺杆工作表面须抛光处理；3、所述螺杆的压缩比为1.31。

本实施例中，D: L1：L2：L3=1：4.2：10.6：10.3；s1=D*0.875,可以达到最佳挤出效果。

从进料段1开始到熔融段2结束螺槽根径由φ90渐变至φ98，即d1=φ90，d2=φ98。减小螺杆根径锥度，可以减缓低烟无卤料突然受到压缩，减小剪切力，降低剪切热和摩擦热，防止塑料受到高剪切产生老胶。本实施例中，进料段螺槽深度与普通PE、PVC挤出机螺杆相当，远大于常规低烟无卤螺杆槽深，之所以采用这种结构，是因为挤出高阻燃低烟无卤材料时螺杆转速不能太快，太快了材料就会发生过塑化无法生产，螺槽加深使得在螺杆转数不变的情况下扩大了挤出机的挤出量，即提高了输送能力和开始预热时间。

均化段螺杆螺纹深度最浅，即螺槽容积最小，所以这里是螺杆与机筒间产生压力最大的工作段，另外来自螺杆的推力和筛板等处的反作用力，是塑料“短兵相接”的直接地带，塑料在此阶段所受到的径向压力和轴向压力最大，在不影响熔体压实的情况下均化段开始的三个螺槽根径等深为φ98，两个螺槽根径由φ98渐变至φ96，剩余部分（约肆个半螺距）根径为φ96，可满足熔料压实致密还可以减小熔料在此段受到的压力，控制熔料在此段免受高剪切产生自升温现象（便于温度控制），然后将完全塑化熔融的塑料定量、定压地由机头均匀地挤出。

如图5、图6可见，螺杆全程螺纹截面形状为梯形，进料段，压缩段和均化段开始的3个螺距螺纹断面螺旋棱与根径左右两侧有相同的过渡园角R5，均化段出料端6.5个螺距螺纹截面背推力面螺棱倾角由15度变至20度，有利于熔融物料的流动，有较好的混合作用和均化作用。

本设计适配于多台高阻燃低烟无卤电缆挤出机，试用结果显示，其在挤出高阻燃低烟无卤电缆料时可以提高挤出产量15%左右，另外电缆外表质量有明显提高。

本发明的具体实施方式包括但不局限于上述实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但仍然落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种高阻燃低烟无卤电缆料挤出专用螺杆，包括连接段、进料段（1）、压缩段（2）和均化段（3），其特征在于：所述螺杆的压缩比为1.1-1.35；

所述进料段（1）螺距s1设置为0.875倍螺杆直径D，其余部分螺距s0均与螺杆直径D相等；

从所述进料段（1）开始到所述压缩段（2）结束，螺槽根径由d1渐变增大至d2；所述均化段（3）前三个螺槽根径等深为d31且d31=d2，均化段（3）自第四个螺槽开始连续两个螺槽根径由d31渐变缩小至d32，剩余部分根径等深为d32，所述螺槽根径d1＜d32＜d2；

所述螺杆全程螺纹截面形状为梯形；所述进料段、压缩段和均化段开始的3个螺距螺纹断面螺旋棱与根径左右两侧有相同的过渡圆角R5，均化段出料端6.5个螺距螺纹截面背推力面螺棱倾角由15度变至20度。

2.如权利要求1所述的高阻燃低烟无卤电缆料挤出专用螺杆，其特征在于：所述螺杆的压缩比为1.31。

3.如权利要求1所述的高阻燃低烟无卤电缆料挤出专用螺杆，其特征在于：所述进料段螺距s1=105，所述螺杆直径D=120；从所述进料段（1）开始到所述压缩段（2）结束，螺槽根径由φ90渐变增大至φ98；所述均化段（3）前三个螺槽根径等深为φ98，均化段（3）自第四个螺槽开始连续两个螺槽根径由φ98渐变缩小至φ96，剩余部分根径等深为φ96。