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《螺桿設(shè)計參數(shù)》

發(fā)布時間:2008-09-27      點擊次數(shù):5995

 

螺桿的基本參數(shù)

 一般螺桿分為三段即加料段,壓縮段,均化段:

加料段:

底經(jīng)較小,主要作用是輸送原料給后段,因此主要是輸送能力問題,參數(shù)(L1,h1),h1=012014D

壓縮段:

底經(jīng)變化,主要作用是壓實、熔融物料,建立壓力。參數(shù)壓縮比ε=h1h3L2。準(zhǔn)確應(yīng)以漸變度A=h1h3)/L2。

均化段(計量段):

將壓縮段已熔物料定量定溫地擠到螺桿最前端、參數(shù)(L3,h3),h3=005007D

對整條螺桿而言,參數(shù)LD-長徑比

LD利弊:LD與轉(zhuǎn)速n,是螺桿塑化能力及效果的重要因素,LD大則物料在機筒里停留時間長,有利于塑化,同時壓力流、漏流減少,提高了塑化能力,同時對溫度分布要求較高的物料有利,但大之后,對制造裝配使用上又有負面影響,一般LD為(1820),但目前有加大的趨勢。

其它螺距S,螺旋升角φ=πDtgφ,一般D=S,則φ=17°40′。

φ對塑化能力有影響,一般來說φ大一些則輸送速度快一些,因此,物料形狀不同,其φ也有變化。粉料可取φ=25°左右,圓柱料φ=17°左右,方塊料φ=15°左右,但φ的不同,對加工而言,也比較困難,所以一般φ取17°40′。

棱寬e,對粘度小的物料而言,e盡量取大一些,太小易漏流,但太大會增加動力消耗,易過熱,e=0.080.12D

總而言之,在目前情況下,因缺乏必要的試驗手段,對螺桿的設(shè)計并沒有完整的設(shè)計手段。大部分都要根據(jù)不同的物料性質(zhì),憑經(jīng)驗制訂參數(shù)以滿足不同的需要,各廠大致都一樣。

下面就幾種專用螺桿的設(shè)計結(jié)合其物料特性作簡單介紹:

PC料(聚碳酸酯)

特點:

①非結(jié)晶性塑料,無明顯熔點,玻璃化溫度140°~150℃,熔融溫度215℃~225℃,成型溫度250℃~320℃。

②粘度大,對溫度較敏感,在正常加工溫度范圍內(nèi)熱穩(wěn)定性較好,300℃長時停留基本不分解,超過340℃開始分解,粘度受剪切速率影響較小。

③吸水性強

參數(shù)選定:

aLD針對其熱穩(wěn)定性好,粘度大的特性,為提高塑化效果盡量選取大的長徑比,本廠取26。

由于其融熔溫度范圍較寬,壓縮可較長,故采用漸變型螺桿。L1=30%全長,L2=46%全長。

b.壓縮比ε由漸變度A需與熔融速率相適應(yīng),但目前融熔速率還無法計算得出,根據(jù)PC225℃融化至320℃之間可加工的特性,其漸變度A值可相對取中等偏上的值,L2較大的情況下,普通漸變型螺桿ε=23,本廠取26。

c.因其粘度高,吸水性強,故在均化段之前,壓縮段之后于螺桿上加混煉結(jié)構(gòu),以加強固體床解體,同時,可使其中夾帶的水份變成氣體逸出。

d.其它參數(shù)如es,φ以及與機筒的間隙都可與其它普通螺桿相同。

二.PMMA(有機玻璃)

特點:

①玻璃化溫度105℃,熔融溫度大于160℃,分解溫度270℃,成型溫度范圍很寬。

②粘度大,流動性差,熱穩(wěn)定性較好。

③吸水性較強。

參數(shù)選擇

aLD選取長徑比為2022的漸變型螺桿,視其制品成型的精度要求一般L1=40%, L2=40%。

b.壓縮比ε ,一般選取2326。

c.針對其有一定親水性,故在螺桿的前端采用混煉環(huán)結(jié)構(gòu)。

d.其它參數(shù)一般可按通用螺桿設(shè)計,與機筒間隙不可太小。

三.PA(尼龍)

特性:

①結(jié)晶性塑料,種類較多,種類不一樣,其熔點也不一樣,且熔點范圍窄,一般所用PA66其熔點為260℃~265℃。

②粘度低,流動性好,有比較明顯的熔點,熱穩(wěn)定性差。

③吸水性一般。

參數(shù)選擇

aLD選取長徑比1820的突變型螺桿。

b.壓縮比,一般選取335,其中防止過熱分解h3=007008D。

c.因其粘度低,故止逆環(huán)處與機筒間隙應(yīng)盡量小,約005,螺桿與機筒間隙約008,如有需要,視其材料,前端可配止逆環(huán),射嘴處應(yīng)自鎖。

d.其它參數(shù)、可按通用螺桿設(shè)計。

四.PET(聚酯)

特性:

①熔點250℃~260℃,吹塑級PET則成型溫度較廣一點,大約255℃~290℃。

②吹塑級PET粘度較高,溫度對粘度影響大,熱穩(wěn)定性差。

參數(shù)選擇

LD一般取20,三段分布L1=50%-55%,L2=20%。

②采用低剪切、低壓縮比的螺桿,壓縮比ε ,一般取182,同時剪切過熱導(dǎo)致變色或不透明h3=009D。

③螺桿前端不設(shè)混煉環(huán),以防過熱,藏料。

④因這種材料對溫度較敏感,而一般廠家多用回收料,為提高產(chǎn)量,我廠采用的是低剪切螺桿,所以可適當(dāng)提高馬達轉(zhuǎn)速,以達到目的。同時在使用回收料方面(大部分為片料),本廠根據(jù)實際情況,為加大加料段的輸送能力,也采取了加大落料口徑在機筒里開槽等方式,取得了比較好的效果。

五.PVC(聚氯乙烯)

熱敏性物料,一般分為硬質(zhì)和軟質(zhì),其區(qū)別在于原料中加入增塑劑的多少,少于10%的為硬質(zhì),多于30%為軟質(zhì)。

特點:

①無明顯熔點,60℃變軟,100℃~150℃粘彈態(tài),140℃時熔融,同時分解,170℃分解迅速,軟化點接近于分解點,分解釋放于HC1氣體。

②熱穩(wěn)定性差,溫度、時間都會導(dǎo)致分解,流動性差。

設(shè)計原則

a.溫度控制嚴格,螺桿設(shè)計盡量要低剪切,防止過熱。

b.螺桿、機筒要防腐蝕。

c.注塑工藝需嚴格控制。

一般講,螺桿參數(shù)為LD=1620h3=007D,ε =162 ,L1=40%,L2=40%。

為防止藏料,無止逆環(huán),頭部錐度20°~30°,對軟膠較適應(yīng),如制品要求較高,可采用無計量段,分離型螺桿,此種螺桿對硬質(zhì)PVC較適合,而且為配合溫控,加料段螺桿內(nèi)部加冷卻水或油孔,機筒外加冷水或油槽,溫度控制精度±2℃左右。

PC料的注塑工藝及螺桿的選擇
    PC性能優(yōu)異,透明度較高,沖擊韌性好,耐蠕變,使用溫度范圍寬,PC的工藝特性是:熔融粘度對剪切率的敏感性小,而對溫度的敏感性大,無明顯熔點,熔融體粘度較高,高溫下樹脂易水解,制品易開裂。針對這些特性,我們特別要注意區(qū)別對待:要增加熔體的流動性,不是用增大注射壓力而應(yīng)采用提高注射溫度的辦法來達到。要求模具的流道、澆口短而粗,以減少流體的壓力損失,同時要較高的注射壓力。樹脂在成型加工之前需進行充分的干燥處理,使其含水量控制在0.02%以下,此外,在加工過程中對樹脂還應(yīng)采取保溫措施,以防重新吸濕。不僅需要合理的制品設(shè)計,還應(yīng)正確掌握成型工藝,如提高模具溫度,對制品進行后處理等可以減少或消除內(nèi)應(yīng)力。視產(chǎn)品的不同狀況及時調(diào)正工藝參數(shù)。

下面談?wù)劤尚凸に?span>

1、注射溫度    必須綜合制品的形狀、尺寸,模具結(jié)構(gòu)。制品性能、要求等各方面的情況加以考慮后才能作出。一般在成型中選用溫度在270     ~320之間,過高的料溫如超過340時,PC將會出現(xiàn)分解,制品顏色變深,表面出現(xiàn)銀絲、暗條、黑點、氣泡等缺陷,同時物理機械性能也顯著下降。

2、注射壓力   PC制品的物理機械性能,內(nèi)應(yīng)力、成型收縮率等有一定的影響對制品的外觀及脫模性有較大的影響,過低或過高的注射壓力都會使制品出現(xiàn)某些缺陷,一般注射壓力控制在80——120MPa之間,對薄壁,長流程,形狀復(fù)雜,澆口較小的制品,為克服熔體流動的阻力,以便及時充滿模腔,才選用較高的注射壓力(120——145MPa)。從而獲得完整而表面光滑的制品。

3、保壓壓力及保壓時間   保壓壓力的大小及保壓時間的長短對PC制品的內(nèi)應(yīng)力有較大的影響,保壓壓力過小,補縮作用小易出現(xiàn)真空泡或表面出現(xiàn)縮凹,保壓壓力過大,澆口周圍易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,在實際加工中,常以高料溫,低保壓的辦法來解決。保壓時間的選擇應(yīng)視制品的厚薄,澆口大小,模溫等情況而定,一般小而薄制品不需很長的保壓時間,相反,大而厚的制品保壓時間應(yīng)較長。保壓時間的長短可通過澆口封口時間的試驗予以確定。

 4、注射速度   PC制品的性能無十分明顯的影響,除了薄壁,小澆口,深孔,長流程制品外,一般采用中速或慢速加工,最好是多級注射,一般采用慢—快—慢的多級注射方式。

5、模具溫度   一般控制在80——100℃就可以,對形狀復(fù)雜,較薄,要求較高的制品,也可提高到100——120℃,但不能超過模具熱變形溫度。

6、螺桿轉(zhuǎn)速與背壓   由于PC熔體粘度較大,從有利塑化,有利排氣,有利塑機的維護保養(yǎng),防止螺桿負荷過大,對螺桿的轉(zhuǎn)速要求不可太高,一般控制在30——60r/min為宜,而背壓控制在注射壓力的10——15%之間為宜。

7、PC在注塑過程中要嚴格控制脫模劑的使用,同時再生料的使用不能超過三次,使用量應(yīng)為20%左右。

對生產(chǎn)PC制品的塑機要求:要求制品的最大注射量(包括流道、澆口等)應(yīng)不大于公稱注射量的70——80%,螺桿選用單頭螺紋等螺距,帶有止回環(huán)的漸變壓縮型螺桿,螺桿的長徑比L/D15——20,幾何壓縮比C/R