螺杆在螺杆挤出机中起着主要动力部件的作用，既是输送机制，也是致密化力的来源。它负责将松散的生物质物理地输送到模具，同时产生将材料压缩成固体所需的强大机械压力。
螺杆将旋转能转化为机械压缩力。通过将松散材料驱动到几何约束中，它产生径向和轴向压力，以克服内部摩擦并实现高密度生物质的形成。
螺杆的双重力学作用
输送松散材料
螺杆的第一个基本作用是材料输送。当螺杆旋转时，它会持续与进料系统中的松散生物质啮合。
这种作用将材料向前推过料筒，有效地将其从进料段移动到发生成型的模具端。
产生挤出压力
在输送材料的同时，螺杆为致密化创造了环境。随着生物质向前移动，螺杆叶片的几何压缩减小了生物质可用的体积。
这种体积减小会产生高强度的径向和轴向挤出压力。这种压力是将松散颗粒转化为压实状态的机械力。
成型过程
克服内部摩擦
为了使生物质结合成高密度产品，必须克服显著的阻力。这种阻力称为内部摩擦。
螺杆提供的机械压缩力是克服这种摩擦的必要驱动力。如果没有螺杆提供足够的力，材料将保持松散，无法形成粘结结构。
高密度成型
螺杆动力传输的最终目标是材料的永久变形和结合。通过施加持续的高压，螺杆确保生物质在离开模具之前达到所需的密度。
压力产生的关键考虑因素
平衡摩擦与流动
虽然螺杆必须产生高压，但其中存在微妙的平衡。力必须足够强大以克服内部摩擦，但又不能过大以至于完全停止材料流动。
几何形状的影响
螺杆的有效性完全取决于其叶片几何形状。如果叶片设计的压缩比不足，螺杆将输送材料而无法产生成型所需的径向和轴向压力。
为您的目标做出正确选择
为了优化螺杆挤出机的性能，您必须将螺杆的操作与您的生产目标相匹配。
- 如果您的主要关注点是材料密度：优先选择专为最大压缩而设计的螺杆几何形状，以产生更高的径向和轴向压力来对抗内部摩擦。
- 如果您的主要关注点是工艺稳定性：确保螺杆提供一致的输送，以防止可能压倒压力产生区域的材料波动。
螺杆不仅仅是输送带；它是决定最终产出密度和质量的机械核心。
总结表：
| 螺杆功能 | 描述 | 对成型的关键影响 |
|---|---|---|
| 材料输送 | 将松散生物质从进料口输送到模具。 | 确保稳定的流动和连续的生产。 |
| 压缩力 | 将旋转能转化为径向和轴向压力。 | 产生致密化所需的机械力。 |
| 克服摩擦 | 提供克服材料内部阻力的能量。 | 使松散颗粒能够结合成粘结的固体。 |
| 体积减小 | 几何叶片设计在材料移动时减小空间。 | 增加密度并决定最终产出的质量。 |
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参考文献
- Nagini Yarramsetty, Neverov V.S.. Sustainable Energy from Biomass Waste: Design and Fabrication of a Screw Briquetting Machine with Calorific Value Assessment. DOI: 10.14445/23488360/ijme-v12i11p105
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
