挤出机螺旋绞刀的设计与选择

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1、挤出机螺旋绞刀的设计与选择王洪平（武汉理工大学）摘要：本文介绍了挤出机螺旋绞刀的类型和结构；阐述了螺旋绞刀主要参数的设计原则，以及螺旋绞刀转速对挤砖的影响和的选择方法，分析螺旋绞刀的失效机理和修复方法。关键词：挤出机；螺旋绞刀；结构；参数；选择在挤出机中，泥料是被不断旋转的螺旋绞刀叶片推动前进的，连续不断的绞刀叶片是推动泥料连续前进的“运载工具”。叶片合理的螺旋角和最佳转速是挤出机优质高产的基本条件。一种挤出机的产量，在挤出压力和配置动力一定的情况下，泥缸和绞刀的设计就显得很重要，而在泥缸的缸径和长度一定的情况下，绞刀的设计和选择就尤显重要。本文将

2、就挤出机螺旋绞刀设计与选择问题作一些探讨，希望能给挤出机设计和使用者带来帮助。1螺旋绞刀的类型与结构1.1螺旋绞刀的分类螺旋绞刀是挤出机的主要工作部件，图1为某型号挤出机的螺旋绞刀结构。它一般由四节绞刀组合而成，作用是使位于绞刀螺旋空间内的泥料借助于绞刀的旋转，由受料部分推向挤出机的机头和机口，经过挤压而形成密实的、符合尺寸要求的泥条。螺旋绞刀安装在挤出机内的水平轴上，轴的一端装在滚动轴承或滑动轴承上，另一长悬臂端则穿入挤出机的受料箱和泥缸，并少许插入机头约20~50mm。螺旋绞刀的种类很多，按几何形状可分为圆柱形和圆锥形绞刀；按螺距可分为等螺距和

3、变螺距绞刀；按旋向可分为左旋和右旋绞刀；按结构又可分为整体式和镶片式绞刀；按材料则可分为铸铁、铸钢和钢板焊接绞刀。1.2螺旋绞刀的结构螺旋绞刀组的各节绞刀由于所处位置和担负任务不同，其结构也有所不同。通常一组（副）螺旋绞刀由受料段、输送段和挤压段等绞刀所组成。(1)受料段受料段绞刀位于受料箱进料口的长度范围内，其作用是接受泥料并把泥料推向泥缸。当采用变螺距绞刀时，受料段绞刀的螺距最大，而采用圆锥形绞刀时，受料段绞刀的直径最大，因此它的受料和输送效果较好。(2)输送段输送段绞刀位于泥缸的封闭内腔，主要作用是继续输送泥料，此外，还有对泥料进行搅练、匀化

4、和挤压的作用。(3)挤压段挤压段绞刀位于绞刀组最前端，它的作用是沿机头横断面均匀挤压和分布泥料，以及在这个断面造成均匀的压力，使泥料通过机头和机口而成型。螺旋绞刀组各段绞刀的螺旋头数也不尽相同。在受料段和输送段绞刀一般都是单头螺旋，只有前端的挤压段绞刀，做成1/4~1/2圈螺距的双头螺旋。这是因为挤压段绞刀采用双头螺旋的结构后，可以2009.2tana=S=SrDr^D+d/2h科技纵横2009.2均匀地压缩泥料，减小坯条中的内应力，以减小制品在干燥、焙烧中的变形和裂纹，同时还可使绞刀轴上的轴向载荷均匀对称地分布，进而增强挤出机的工作稳定性。为了适

5、应机头壁向机口方向的倾斜，减小动力消耗，更有效地压实泥料，挤压段绞刀叶片还具有5°左右的前倾角。同时，为减小泥料在脱离绞刀时产生空心，挤压段绞刀的轮毂通常制成截头圆锥形，而最前端的压紧螺栓头部为球形。1.3螺旋绞刀各组的联接螺旋绞刀组各节绞刀之间存在一个相互连接的问题，即为使相邻绞刀叶片在连接时具有平滑过渡，各节绞刀的联接方式有连接形和非连接形两种。凡绞刀轮毂端面与叶片厚度中心线重合的形式叫做连接形，例如，受料段绞刀的前端，输段绞刀的两端以及挤压段的后端都要和彼此相邻段的绞刀相连，它们的连接形式都属于这一类。另一种联接方式叫做非连接形，它是指前、后

6、端无相邻绞刀可连接的，即轮毂端面与叶片外边缘重合的形式，例如，受料段绞刀的后端属于这一类。2螺旋绞刀主要参数的确定2.1螺距和导程的选择螺旋绞刀的螺距是指绞刀相邻叶片上对应两点间的轴向距离。螺旋绞刀的导程是指绞刀上某一点沿同一条螺旋线旋转一周时，其轴向移动的距离。正确选择螺旋绞刀的螺距有重要的意义。在其他条件相同时，绞刀的螺距加大，则挤出机生产能力也相应提高，这是因为绞刀旋转一周时，螺距大的绞刀，泥料沿轴中心线向挤出机机头所走过的行程要比螺距小的行程大。挤出机结构中所采用的一般是受料段绞刀螺距大些，输送段次之，挤压段最小，这样方可使泥料挤压密实。实

7、际上，要求泥料在螺旋绞刀旋转时沿轴向作直线运动是不可能的。这是由于绞刀螺旋面和泥料之间以及泥料与泥缸内壁之间产生摩擦力，还有机头内的泥料挤压后所产生的反压力，使泥料的运动发生变化。一方面是向机头方向的前进运动，使泥料的运动发生变化，另一方面是绕绞刀轴的旋转运动。泥料沿这两个方向运动的结果，就成为复杂的螺旋线运动。当螺旋绞刀的螺距超过一定范围时，螺旋面作用于泥料的挤压力将减小，使泥料和螺旋面的滑动相应增大，因而生产效率随之降低。2.2螺旋角的确定绞刀叶片在不同半径的各个圆周上的螺旋角是不相等的。外径上的螺旋角最小，轮毂处的螺旋角最大。通常所说绞刀螺旋

8、角是指绞刀叶片在平均直径上的螺旋角。其计算公式为：式中，α——绞刀叶片平均直径上的螺旋角（°）；S——绞刀螺距（m）；D—