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1、螺杆挤压机的纺丝工艺参数北京化工学院合纤组,,、在熔融法纺丝中螺杆挤压机的纺丝工艺参数是否合适对于纤维的质量切片的消耗以及纤维后加工能否顺利进行均有很大的影响。目前在生产某一规格的纤维时,螺杆挤压机。由于螺杆挤压机的纺丝工艺参数较多,的纺丝工艺参数一般还是凭经验决定的它们之间的,因此在相互关系又较为复杂生产新规格的纤维时厂往往因为螺杆挤压机的纺丝工艺参数不,,,够合适造成螺杆的严重环结不但影响了生产计划的完成而且由于价格较贵的切片大量,。,,消耗在经济上损失很大为此本文想从理论和实践相结合的基础上研究螺杆纺丝各项、、、、,工艺参数(包括螺杆的几何尺寸流量压力熔体粘度多区温
2、度等)之间的相互关系,,以并在纺制涤纶时对目前最常用的螺杆各工艺参数之间的关系绘成计算图表葬供有关人。员参考一、螺杆挤压过程中的流体流动参数,。进入纺丝螺杆的原料一般经过干燥后为具有一定结晶度的固体颗粒在螺杆的进料段,,,(图1)固体颗粒被螺杆套筒逐渐加热在理想情况下到紧靠进料段末端固体颗粒表面,,,开始熔化随着切片推进至压缩段切片进一步熔化原来具有空隙的固体颗粒由于通道变,。,。窄逐渐被压紧在压缩段切片主要被熔融压缩由固体逐渐熔化为流体到压缩段结束,,,,,前切片已全部熔化为液体再往前随着流道进一步变窄熔体的速度略有增加同时混,。在熔体中的气泡由于前方熔体的压力就向后方
3、逸出在切片全部熔化为流体后(一般可以,,,,认为从计量段算起)熔体开始建立起压力随着螺纹的推进作用愈往计量段前端熔体,,。,,压力愈大直至计量段出口熔体压力达到最大以后在管道输送中需要消耗能量压力,口,,以保证能充满计量泵,否则将造又逐渐降够但到计量泵进熔体还需要保持一定压力。,,成泵供量的不足另一方面由于螺杆的计量段出口与计量段进口的流体压力差便产生熔,。,体沿着螺槽的逆向流动这就是所谓逆流量但事实上熔体在螺杆中并没有产生倒返现,,,。,象只不过由于逆向流动的倾向抵消了一部分正流量使螺杆的挤出量减少了因此计,即螺杆的生产。量段的流量决定了螺杆的挤出量能力,,.或许认为螺
4、杆在正常运转下的生产能力可以}典尹月‘、.压肠段计全限,,闷尸卜闷卜卜闷卜‘曰又·‘一‘一‘J;、il、匕、今今卜目~味.二,】.勺1.~,“r‘,、~,r~1~,-,,-.,,,,,,,,r,曰‘由进料管的翻板阀门加以调节其实这是不正确二二卜~啼月‘,尸毛闷.、曰,,/的因为翻板阀门开得再大进料量还是由计量段的/才力6刀,刀,。流量决定的要进料再多也是不可能的,螺杆的挤出量即计量段的流量可用下述分析方:法求得计算公式1.螺杆流t的分析计X螺杆基本尺寸(见图2)D直径—,t节距一般t=D—h梭高图—2a螺旋角—(.1)正盆1正流t是由梭的推动作用所产生。,3a),,¹当螺
5、杆向左旋转其圆周位移为矢IM时(图根据相对运动原理也可理解为,。螺杆不动料对姗杆向右位移为矢盘M这一位移可分解为料在垂直梭的方向分位移Msi叻,,,及平行梭的方向分位移Mcose由于棱的阻档料在垂直校的方向不能运动故实际上料只,。·能在梭的平行方向滑移了Mcose此即为料对螺杆的相对位移(图3b)而此时螺杆的绝,,对位移为矢量M故料的绝对位移即为料对螺杆的相对位移与螺杆绝对位移的矢金和c+,,s,。即MoseM从图3b中得知料的绝对位移即为Mina其方向与梭垂直偏夔剑时_‘口,图3,,介,º根据以上原理当拐杆转一转其圆周位移为刀时(田3b)料在梭的垂直方向位二si,,eo
6、s6)。移为D叻(在梭的方向清移TD行刀5c,。À料在螺杆轴向的位移为(1叨)ose此即为料向前推进的有效位移如螺杆转N,介s,,转则其向前推进的有效位移为NDinscose若此位移在单位时间内发生则此位移值即。可认为是料的向前推进速度‘,,¼上述速度为紧贴螺槽表面的熔体速度紧贴螺杆套筒的熔体速度则由于套筒是静止,。,:的向前推进速度趋近于零因熔体速度按等速度梯度分布故其平均速度。=竺旦丝一立竺竺旦2。½螺杆槽的环形面积A为介刀h(图4):¾向前推进的正流量为._。,ZZseos,r。__厅Dhins口图41‘一甘,J生‘JV乙(2)逆流盆,。由于螺杆前后熔体压力差造成沿
7、螺槽的返回流t该流盆可以用柏努利公式计算,:对于在扁平型流道中流动后的熔体一(图5)该公式可写成二‘.口卫揭二渭-一岁,子洲昌一洲洲J,一洲,尸户认戈戈勺么匀图5图6图712甲I“=△尸2h¹按上式二棱间熔体后退速度(图6)二_尸hZ舀石画△a场(Z)12甲l:上二式中△P计量区出口与进口间的压力—差(图5).刃—熔体粘度—l螺旋通道总长(图7)—‘二一L计量区长度飞石万—h计量区棱高代—入式(Za)ZPhZsi△尸h△n612于L/5112甲L叨‘º二棱之垂直距离为,Dsin6(图8)棱高为h。则二棱间的流道面积A为二Dsi
