混合搅拌用螺杆以及挤出机制造技术

本发明专利技术的混合搅拌用螺杆具备螺杆本体，该螺杆本体设置有：输送部，由将被混合的材料向下游侧输送的螺杆区段构成；以及混合部，由混合该材料的混合用区段构成，螺杆本体在混合部的中间具备旋转外径沿着轴向逐渐变化的多阶梯状部。该多阶梯状部最好由相互旋转外径不同的多个捏合盘所形成的混合用区段构成。根据这样的结构，能够避免应力集中在混合搅拌用螺杆的轴向的一部分上，能够防止花键轴的折损及混合用刮板的异常磨耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混合搅拌用螺杆及具备该混合搅拌用螺杆的挤出机。
技术介绍
一般地，通过下述方法制造塑料混合物等复合树脂材料：将成为母材的高分子树脂的颗粒或粉末状的添加物供给至挤出机的筒内、借助插通在筒内的混合搅拌用螺杆将两者一边混合一边输送至下游侧。该混合搅拌用螺杆沿轴向组合多个不同种类的区段，而沿轴向形成发挥不同功能的部分。在这样的发挥不同功能的部分中，例如有将材料输送至下游侧的输送部及对材料进行混合的混合部等。在构成混合部的区段中，使用了翻转区段和搓揉盘区段等混合区段。这些混合区段具备混合用刮板，能够借助该混合用刮板对材料施加大的剪切力而进行混合。但是，在这些混合用刮板上也容易作为剪切力的反力而从材料受到大的力。若这样地经由混合用刮板而施加在混合搅拌用螺杆上的力大，则混合搅拌用螺杆有在弯曲的状态下旋转的可能性，容易导致混合搅拌用螺杆的翼端与筒的内壁接触而引起称为擦伤(かじり)的破损。为了防止该擦伤，加大筒和混合刮板的间隙(径向间隙)是有效的。例如在特开平9-117954号中公开了一种混合搅拌用螺杆，将混合部的混合用刮板的旋转外径形成为相对于混合部以外的部分为0.95～0.98，使径向间隙比混合部以外的部分大。并且，在特开2000-296517号中公开了一种混合搅拌用螺杆，以降低胶凝的产生量为目的，将旋转外径不同的两种捏合盘区段沿轴向交互组合。在特开平9-117954号和特开2000-296517号中，为了避免擦伤而将混合部中的混合搅拌用螺杆的旋转外径形成得比混合部以外的部分的旋转外径小，其结果，在混合搅拌用螺杆中的混合部的上游侧和下游侧之间、在径向上形成有大的阶梯差。若在混合搅拌用螺杆上设置这样的阶梯差，则应力容易集中在设置了阶梯差的部分处，反而容易在混合搅拌用螺杆产生弯曲或断裂。-->因此，在特开平9-117954号的混合搅拌用螺杆中，采取了对旋转外径设置下限而花键轴的应力不会变大的对策，但是在这样的小的阶梯差中依然存在产生擦伤而产生混合用刮板的异常磨耗的可能性。并且，在设置有阶梯差的部分处产生的应力随着混合搅拌用螺杆的旋转反复地作用在花键轴上。因此，即使施加在阶梯差上的力是不断裂的程度的大小，经过长期反复施加，花键轴也具有疲劳破损而折损的可能性。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种混合搅拌用螺杆，不仅能够防止混合刮板的异常磨耗，还能够防止由于应力集中及疲劳破坏导致的花键轴的折损。为了实现上述目的，本专利技术的混合搅拌用螺杆采用了下面的技术方法。即，本专利技术的混合搅拌用螺杆具备螺杆本体，该螺杆本体设置有：输送部，由螺杆区段构成，将要混合的材料送往下游侧；以及混合部，由混合该材料的混合用区段构成，在上述螺杆本体中，在上述混合部和与上述混合部邻接的其他部分的连接部分处、及上述混合部内的至少一方上具备旋转外径沿着轴向逐渐变化的多阶梯状部。若这样地设置旋转外径沿着轴向逐渐变化的多阶梯状部，则对混合搅拌用螺杆局部地施加的力(弯曲应力)分散作用在构成多阶梯状部的各个阶梯差处，不会在一个阶梯差处集中过大的力，并且不易产生疲劳破坏。其结果，能够抑制花键轴折损(断裂)。此外，上述多阶梯状部最好以插入在旋转外径不同的两个区段之间的方式设置。这里所说的旋转外径不同的两个区段有时是指混合部和与该混合部邻接的其他部分，有时是指混合部内的一部分和与该部分邻接而与该部分旋转外径不同的混合部内的其他部分。上述多阶梯状部可以设置在上述混合部内。上述多阶梯状部可以设置在上述混合部和上述输送部的连接部分上。上述螺杆本体还具备将由上述混合部混合后的材料向下游侧输送的挤出部，上述多阶梯状部可以设置在上述混合部和上述挤出部的连接部分处。并且，上述多阶梯状部最好由相互旋转外径不同的多个捏合盘所形成-->的混合用区段构成。此外，在构成上述多阶梯状部的某一个区段、和与该区段相邻的区段之间形成阶梯部时，在设穿过上述多阶梯状部的由钢材形成的花键轴的外径为D时，上述多阶梯状部中的在径向上的各阶梯差δ最好满足式(1)的关系δ/D3≤4.0E-06   (式1)δ：构成多阶梯状部的各阶梯部的阶梯差(mm)D：花键轴的外径(mm)。只要多阶梯状部的各阶梯部形成为满足上述式(1)的关系的阶梯差，施加在该阶梯差处的力就不会变大到令用钢材制作的花键轴疲劳破坏的程度。因此，能够保护由钢材构成的花键轴不因疲劳破坏而导致折损。并且，在与上述多阶梯状部相邻的两个区段之间存在n处上述阶梯差时，在设穿过上述多阶梯状部的上述花键轴的外径为D时，上述两个区段的旋转外径的差Δ最好满足式(2)的关系Δ/D3≤(4.0E-06)×n   (式2)Δ：两个区段的旋转外径的差(mm)D：花键轴的外径(mm)n：形成在两个区段之间的阶梯差的个数。只要使用满足上述式(2)的关系的多阶梯状部，施加在多阶梯状部的整体上的力不会变大到成为用钢材制作的花键轴的设计强度以上、或花键轴因应力集中而疲劳破坏的程度。因此，通过设置这样的多阶梯状部，能够可靠地防止用钢材制作的花键轴的疲劳破坏。并且，在使用上述混合搅拌用螺杆的挤出机中，能够防止混合刮板的异常磨耗及花键轴的折损。根据本专利技术的混合搅拌用螺杆，不仅能够防止混合刮板的异常磨耗，还能防止因疲劳破坏导致的花键轴的折损。并且，根据本专利技术的挤出机，能够防止混合刮板的异常磨耗及花键轴的折损。附图说明图1是具有第1实施方式的混合搅拌用螺杆的挤出机的主视图。图2是图1的A-A线剖视端面图。-->图3(a)是多阶梯状部的主视图。(b)是(a)的各区段的剖面图。图4是具有第2实施方式的混合搅拌用螺杆的挤出机的主视图。图5是具有第3实施方式的混合搅拌用螺杆的挤出机的主视图。图6是示出多阶梯状部的其他实施方式的图。具体实施方式下面根据附图说明本专利技术的第1实施方式。<第1实施方式>如图1所示，第1实施方式的混合搅拌用螺杆1设置在同方向啮合型的双轴挤出机2(下面有时简单地称为挤出机2)中。混合搅拌用螺杆1对于设置在挤出机2上的空洞状的筒3而言以在其内部沿着轴向插通的方式设置。通过该混合搅拌用螺杆1相对于筒3旋转，在挤出机2中混合并向下游侧运送被供给到筒3内的材料。此外，在下面的说明中，将图1的纸面的左侧作为说明挤出机2时的上游侧，将纸面的右侧作为下游侧。并且，将混合搅拌用螺杆1的旋转轴向作为说明挤出机2时的轴向。该轴向与图1的纸面的左右方向一致。筒3沿着轴向形成为长的筒状。筒3的内部沿着轴向形成为长的空洞状，内部旋转自如地插通有左右一对的混合搅拌用螺杆1、1。筒3在轴向的上游侧具有材料供给口4，经由该材料供给口4可将材料供给至空洞部(筒3的内部)。在筒3上具备电加热器或使用加热了的油的加热装置(图示略)，从材料供给口4供给的材料被加热装置加热为熔融状态或半熔融状态。筒3在材料供给口4的下游侧具有装料斗5，经由该装料斗5可将添加剂等供给至筒3内。并且，在装料斗5的下游侧设置有阻挡材料而调整混合度的闸门部6及将从混合后的材料挥发的气体排出至筒3外的开口部7。如图1及图2所示，混合搅拌用螺杆1以插通上述筒3的内部的方式设置有左右一对。各个混合搅拌用螺杆1由轴向上长的花键轴8、和被该花键轴8串套状地固定的多个区段构成。构成混合搅拌用螺杆1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合搅拌用螺杆，　具备螺杆本体，　该螺杆本体设置有：　输送部，由螺杆区段构成，将要混合的材料送往下游侧、　混合部，由对该材料进行混合的混合用区段构成，　在上述螺杆本体中，在上述混合部和与上述混合部邻接的其他 部分的连接部分处、及上述混合部内的至少一方上具备旋转外径沿着轴向逐渐变化的多阶梯状部。

【技术特征摘要】
JP 2007-12-19 2007-3273831.一种混合搅拌用螺杆，具备螺杆本体，该螺杆本体设置有：输送部，由螺杆区段构成，将要混合的材料送往下游侧、混合部，由对该材料进行混合的混合用区段构成，在上述螺杆本体中，在上述混合部和与上述混合部邻接的其他部分的连接部分处、及上述混合部内的至少一方上具备旋转外径沿着轴向逐渐变化的多阶梯状部。2.如权利要求1所述的混合搅拌用螺杆，其特征在于，上述多阶梯状部以插入在旋转外径不同的两个区段之间的方式设置。3.如权利要求1所述的混合搅拌用螺杆，其特征在于，上述多阶梯状部设置在上述混合部内。4.如权利要求2所述的混合搅拌用螺杆，其特征在于，上述多阶梯状部设置在上述混合部和上述输送部的连接部分处。5.如权利要求2所述的混合搅拌用螺杆，其特征在于，上述螺杆本体还具备将由上述混合部混合后的材料向下游侧送出的挤出部，上述多阶梯状部设置在上述混合部和上述挤出部的连接部分处。...

【专利技术属性】
技术研发人员：成川裕，田中义光，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]