浅谈挤出机绞刀的参数选择

摘 要：本文介绍了砖瓦挤出机绞刀的类型以及结构；概述了螺旋绞刀的一些主要参数的设计原则，以及螺旋绞刀转速对挤砖的影响。

关键词：砖瓦挤出机 螺旋绞刀 结构 参数

泥料在砖瓦真空挤出机中跟随螺旋绞刀不断回转，并且被推压前进，泥料能够连续被推压前进的源动力就是螺旋绞刀。合理的转速以及螺旋角是挤出密实而光滑泥条的关键。挤出机的效率与绞刀的设计密不可分。本文将就挤出机螺旋绞刀设计作简单讨论。

一、螺旋绞刀的分类与构成

1.螺旋绞刀的分类

绞刀是挤出机关键部件，一般由四节组合构成。按不同标准划分，螺旋绞刀可分多种：整体式和镶片式绞刀；等螺距和变螺距绞刀；圆柱形和圆锥形绞刀；左旋和右旋绞刀；为铸铁、铸钢和钢板焊接绞刀。

2.螺旋绞刀的构成

各节螺旋绞刀因为所处位置以及任务不同，其结构也有所不同。一般一组螺旋绞刀由输送段段、输送挤压段和挤压段组成。输送段主要主要承担物料的输送；输送挤压段主要承担物料的运送以及初步挤压，同时还有搅拌和匀化作用；挤压段主要承担物料的压实以及塑化。

二、螺旋绞刀的关键参数

1.螺距和导程

绞刀的螺距是指绞刀轴向相邻叶片之间的间距。导程是指绞刀之上的某一点顺一条螺旋线旋转一周所走的轴向距离。一般情况下增大螺距，则挤出机生产效率也相应提高，因为随着绞刀螺距的增大，绞刀旋转同样角度时泥料在泥缸中沿轴向的行程要比螺距小的大。一般挤出机所采用的结构是输送段―输送挤压段―挤压段的螺距依次减小，这样既可以使泥料挤压密实又可以节省能源。绞刀的螺旋叶片与泥料之间以及泥料和泥缸之间存在摩擦力，机头内绞刀对泥料的挤压力以及机头对泥料的反挤压力，这样随着绞刀的转动，泥料在泥缸之内就形成一种复杂的螺旋前进运动。当螺距增大到一定的程度，摩擦力不能抵抗各种合力而在叶片上滑动时，生产效率会明显下降。

2.螺旋角

螺旋角在绞刀叶片不同半径的各个圆周上是不相等的。从轮毂上到外径边缘螺旋角的度数一般是越来越小的。角度差产生压力差，从而导致内外对泥料的推进速度是不同的。螺旋角通常所指的是绞刀叶片在平均直径上的螺旋角。即绞刀螺距加大，螺旋角也大；螺距减小，则螺旋角也小。绞刀螺旋角太小，虽对泥料有较大的挤压力，是得到致密制品的条件之一，但挤出机绞刀向前推进泥料的速度降低，生产效率也随之降低。螺旋角太大，不仅使挤出机的动力消耗增大，而且增加了泥料随同绞刀的回转运动，也会使挤出机的产量下降。国产挤出机螺旋绞刀的螺旋角一般在15～23°范围内，这样可获得较高的挤出速度。

3.螺旋绞刀圈数

在螺旋绞刀的转速以及螺距已经确定的情况下，挤出机的生产效率与螺旋绞刀的圈数是成反比的，当然，前提是圈数不能过少以至于泥料产生大量的回流。圈数太少还容易导致泥料搅拌不均匀，不能保证挤出时泥料的质量。反之，全数增多会带来机体尺寸过大，动力消耗过大等问题。所以，要结合泥料的性质以及对挤压力的一些要求进行平衡选择。实际上，螺旋绞刀总圈数一般大于3，目前国产主要挤出机圈数在3.5～6.5之间，而大多数为4圈。

4.轮毂尺寸

挤出机的生产效率以及挤出泥料的质量与轮毂的尺寸选择也是密不可分的。首先，轮毂尺寸过大时导致螺旋绞刀的有效积压面积变小，从而导致挤出机的产量下降；其次，轮毂尺寸过大导致泥料在脱离轮毂时所造成的的空心也比较大，不利于泥料的密实度的压制。因此，在保证了绞刀的刚度和强度的情况下尽量缩小轮毂的尺寸。

5.旋转方向

绞刀叶片的螺旋方向决定了绞刀轴的旋转方向。螺旋绞刀的叶片如果是右螺旋的话，那么为了能够推动泥料在泥缸内前进并且被进一步压实，那么就决定了绞刀轴应该是向左旋转的；同样的，如果螺旋绞刀的叶片是左螺旋的话，那么就会要求绞刀轴在工作时应该是右向旋转的。概括归纳起来就是，左旋右转，右旋左转。

三、螺旋绞刀转速

1.绞刀转速对挤砖性能的影响

1.1转速与离心的相互作用

转速过快时，泥料所承受的离心力就会很大，导致泥料分层流动的剪切平面的面积过大，泥料的结合力就会很差，不利于泥料的密实压缩。如果泥料的含水率偏高的话，那你聊会随着主轴的转动而转动，会严重减低挤出机的生产效率。如果转速慢，泥料所承受的离心力就势必会减小，这样就会对泥缸封闭性的设计以及绞刀的合理排列要求增高。这样，在达到要求的情况下尽量降低转速，可以使泥料搅拌均匀，泥料易于结合，从而产品质量提高。

1.2转速与反压力的关系

首先，转速过快时，势必会造成反压力太大，同时也造成回泥现象严重，对螺旋绞刀的耐磨性要求也显著提高，是形成砖瓦挤出机泥缸发热的原因之一，严重的甚至会造成整机跳动。反之，当转速降下来时，反压力减小，回泥现象减轻。其次，转速过快时，对泥料的推动力减小，轴向的扭矩变小。第三，由于挤泥机主轴与压泥板的转速成正比，当转速高时，在意外（如：落入硬物）的时，压泥板击打硬物或硬物在双线绞刀受卡，容易造成悬臂主轴（靠轴承）断裂或压泥板齿轮损坏，或由于回泥多造成上推轴承过载而碎裂。

1.3转速与电机负荷及机械稳定性

转速快，电动机负荷高；转速慢，电动机负衙低。转速快，机头、机口上下摆动严重，机械稳定性差；转速慢，机械稳定性较好（采用浮动轴后更好）。转速慢，轴向扭矩大，对泥料推力大，不容易造成设备损坏事故。

2.最佳绞刀转速的选择

型号以及规格不同的挤出机，其螺旋绞刀的转速是有所不同的，从十几转一直到五十多转的都有。为了提高挤出机的产量，应该在一定范围值之内提高螺旋绞刀的转速，但是同时会增大了挤出机的负荷以及动力消耗。导致机械产生较大的磨损。在同样条件下，直径大的绞刀比直径小的绞刀的外缘网线速度大，所以大直径绞刀的转速应当慢于小直径绞刀。但是，挤出机的产量不会一直随着绞刀转速的提高而增加的。当绞刀转速增加到一定程度时，挤出机的产量增加得有限，甚至还会下降。这样就一定会产生一个寻求最佳转速的问题。在实际的生产中最佳转速是通过试验获得的。目前的生产中，螺旋绞刀的圆周线速度一般采用1.0～1.2m/s是适宜的。

四、结语

总之，对于不同的原料，挤出机绞刀应有不同的螺旋角和转速等相关参数。提高产品质量的重要先决条件如：减少绞刀的转速、降低挤出速度波动的大小，这是本文极力推荐的措施。保证螺旋绞刀的最佳工作状态，这样才能提高挤出机的挤出效率。