同一種塑料,因?yàn)橹破凡煌?,塑料所添加的阻燃劑、潤滑劑、玻璃纖維、無機(jī)礦物質(zhì)等改性劑及填充物不同、或者混色的要求、熔融均化的要求不同,未熔時(shí)的顆粒形狀不同,都對螺桿有不同的要求。注塑機(jī)的螺桿組件是注塑機(jī)主要核心單元,直接體現(xiàn)了注塑機(jī)性能的優(yōu)劣。而有“心臟”之稱的螺桿則是至關(guān)重要的零件,其性能決定加工制品的質(zhì)量、效率等指標(biāo)的高低。
注塑機(jī)螺桿作用
螺桿是注塑機(jī)的重要部件。它的作用是對塑料進(jìn)行輸送、壓實(shí)、熔化、攪拌和施壓。所有這些都是通過螺桿在料筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)來完成的。在螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí),塑料對于機(jī)筒內(nèi)壁、螺桿螺槽底面、螺棱推進(jìn)面以及塑料與塑料之間在都會產(chǎn)生摩擦及相互運(yùn)動。塑料的向前推進(jìn)就是這種運(yùn)動組合的結(jié)果,而摩擦產(chǎn)生的熱量也被吸收用來提高塑料溫度及熔化塑料。螺桿的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)將直接影響到這些作用的程度。
螺桿的類型和特點(diǎn)
漸變型螺桿特點(diǎn):壓縮段較長,占螺桿總長的50%,塑化時(shí)能量轉(zhuǎn)換緩和,多用于PVC等熱穩(wěn)定性差的塑料。突變型螺桿特點(diǎn):壓縮段較短,占螺桿總長的5%~15%左右,塑化時(shí)能量轉(zhuǎn)換較劇烈,多用于聚烯烴、PA等結(jié)晶型塑料。通用型螺桿特點(diǎn):適應(yīng)性比較強(qiáng)的通用型螺桿,可適應(yīng)多種塑料的加工。
注射部分主要有兩種形式:活塞式和往復(fù)螺桿式。往復(fù)螺桿式注塑機(jī)通過螺桿在加熱機(jī)簡中的旋轉(zhuǎn),把固態(tài)塑料顆粒(或粉木)熔化并泥合,擠入機(jī)筒前端中腔中,然后螺桿沿軸向往前移動,把塑料熔體注入模具型腔中。塑化時(shí),塑料在螺桿螺棱的推動下。在螺槽中被壓實(shí),并接受機(jī)筒壁所傳熱量,加上塑料與塑料、塑料與機(jī)筒及燎桿表面摩擦生熱,溫度逐漸升高到熔融溫度。熔化后的塑料被螺扦攪拌進(jìn)一步混合,并沿螺槽進(jìn)入機(jī)筒前部井推動螺桿后退。
注塑機(jī)螺桿分段說明
注塑機(jī)螺桿一般情況下可分為加料段、壓縮段、均化段(也稱為計(jì)量段)。(1)加料段說明:此段螺溝深度固定,其功能為負(fù)責(zé)預(yù)熱與塑料固體輸送及推擠。必須保證塑料在進(jìn)料段結(jié)束時(shí)開始熔融。(2)壓縮段說明:此區(qū)段為漸縮螺桿螺溝牙深,其功能為塑料原料熔融、混煉、剪切壓縮與加壓排氣。塑料在此段會完全溶解,體積會縮小,壓縮比的設(shè)計(jì)很重要。(3)均化段說明:此段為螺桿螺溝固定溝深,其主要功能為混煉、熔膠輸送、計(jì)量,還必須提供足夠的壓力,保持熔膠均勻溫度及穩(wěn)定熔融塑料的流量。
注塑機(jī)螺桿選擇參數(shù)
D—螺桿直徑(多用Φ表示),螺桿直徑的大小直接影響塑化能力的大小,影響理論注射容積的大小。L/D—螺桿長徑比,L是螺桿螺紋部分的有效長度。螺桿直徑一定的前提下,螺桿長徑比越大,說明螺紋長度越長,直接影響到物料在螺桿中的熱歷程,也影響吸收能量的能力;如果L/D太小,直接影響到物料的熔化效果和熔體質(zhì)量;如果L/D太大,則傳遞扭矩加大,能量消耗增加。L1—加料段長度,L1的長度應(yīng)保證物料有足夠的輸送空間,因?yàn)檫^短的L1會導(dǎo)致物料過早的熔融,從而難以保證穩(wěn)定壓力的輸送條件,也就難以保證螺桿以后各段的塑化質(zhì)量和塑化能力。h1—加料段螺槽深度。h1深,則容納物料多,提高了供料量和塑化能力,但會影響物料塑化效果及螺桿根部的剪切強(qiáng)度,一般h1≈(0.12~0.16)DL3—熔融段長度。L3長度有助于熔體在螺槽中的波動,有穩(wěn)定壓力的作用,使物料以均勻的料量從螺桿頭部排出,一般L3=(4~5)D。h3—計(jì)量段螺槽深度,h3小,螺槽淺,提高了塑料熔體的塑化效果,有利于熔體的均化,但h3過小會導(dǎo)致剪切速率過高,以及剪切熱過大,引起分子鏈的降解,影響熔體質(zhì)量;如果h3過大,由于預(yù)塑時(shí),螺桿背壓產(chǎn)生的回流作用增強(qiáng),會降低塑化能力。S— 螺距,其大小影響螺旋角,從而影響螺槽的輸送效率,一般S≈Dε—壓縮比,ε=h1/h3,即加料段螺槽深度h1與熔融段螺槽深度h3之比。ε大,會增強(qiáng)剪切效果,但會減弱塑化能力 。
對于一般未加阻燃劑的塑料,使用普通通用螺桿就可以加工,只需要根據(jù)不同熔融粘度選用不同直徑螺桿即可。如果是性能較特殊的塑料、特殊制品(瓶坯、光學(xué)透鏡、有色太陽鏡片、PP-R管接頭、液晶顯示發(fā)光板等)或特殊顆粒形狀(粉狀、片狀)的塑料,必須使用專用螺桿。注射部分與塑化相關(guān)的部件主要有:螺桿、機(jī)筒、分流梭、止逆環(huán)、射嘴、法蘭、加料斗等。
注塑機(jī)螺桿使用方法
1、料筒未達(dá)到預(yù)調(diào)溫度時(shí),切勿啟動機(jī)器。新開電熱一般要求溫度達(dá)到設(shè)定值30分鐘后再操作螺桿。2、每次停機(jī)超過半小時(shí)以上的,最好關(guān)閉落料口并清掃料筒內(nèi)料,設(shè)置保溫。3、避免異物落入料料筒損壞螺桿及料筒。防止金屬碎片及雜物落入料斗,若加工回收料,需加上磁性料斗以防止鐵屑等進(jìn)入料筒。4、使用防涎時(shí)要確定料筒內(nèi)塑料完全熔融,以免螺桿后退時(shí)損壞傳動系統(tǒng)零件。5、避免螺桿空轉(zhuǎn)、打滑等現(xiàn)象。6、使用新塑料時(shí),應(yīng)把料筒的余料清洗干凈。使用POM、PVC、PA+GF等料時(shí)盡量減少原料降解,停機(jī)后及時(shí)用ABS等水口料沖洗干凈。7、避免POM與PVC同時(shí)混入料筒,在熔融溫度下將會發(fā)生反應(yīng)造成嚴(yán)重工業(yè)事故。8、當(dāng)熔融塑料溫度正常但又不斷發(fā)現(xiàn)熔融塑料出現(xiàn)黑點(diǎn)或變色時(shí),應(yīng)檢查螺桿止逆環(huán)(過膠圈、介子)是否損壞。
影響注塑機(jī)螺桿可靠性的因素通常有:螺桿工作環(huán)境的溫度、噪聲震動、螺桿表面加工光潔度、熱處理、磨損、應(yīng)力集中、強(qiáng)度分布等。
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