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塑机螺杆机筒的基本参数

发布日期:2011/12/6 17:55:55

一般螺杆分为三段即加料段,压缩段,均化段。

加料段——底经较小,主要作用是输送原料给后段,因此主要是输送能力问题,参数(L1,h1),h1=(0.12-0.14)D。

压缩段——底经变化,主要作用是压实、熔融物料,建立压力。参数压缩比ε=h1/h3及L2。准确应以渐变度A=(h1-h3)/L2。

均化段(计量段)——将压缩段已熔物料定量定温地挤到螺杆最前端、参数(L3,h3),h3=(0.05-0.07)D。

对整条螺杆而言,参数L/D-长径比

L/D利弊:L/D与转速n,是螺杆塑化能力及效果的重要因素,L/D大则物料在机筒里停留时间长,有利于塑化,同时压力流、漏流减少,提高了塑化能力,同时对温度分布要求较高的物料有利,但大之后,对制造装配使用上又有负面影响,一般L/D为(18~20),但目前有加大的趋势。

其它螺距S,螺旋升角φ=πDtgφ,一般D=S,则φ=17°40′。

φ对塑化能力有影响,一般来说φ大一些则输送速度快一些,因此,物料形状不同,其φ也有变化。粉料可取φ=25°左右,圆柱料φ=17°左右,方块料φ=15°左右,但φ的不同,对加工而言,也比较困难,所以一般φ取17°40′。

棱宽e,对粘度小的物料而言,e尽量取大一些,太小易漏流,但太大会增加动力消耗,易过热,e=(0.08~0.12)D。

总而言之,在目前情况下,因缺乏必要的试验手段,对螺杆的设计并没有完整的设计手段。大部分都要根据不同的物料性质,凭经验制订参数以满足不同的需要,各厂大致都一样。

一.PC料(聚碳酸酯)

特点:①非结晶性塑料,无明显熔点,玻璃化温度140°~150℃,熔融温度215℃~225℃,成型温度250℃~320℃。

②粘度大,对温度较敏感,在正常加工温度范围内热稳定性较好,300℃长时停留基本不分解,超过340℃开始分解,粘度受剪切速率影响较小。

③吸水性强

参数选定:

a.L/D针对其热稳定性好,粘度大的特性,为提高塑化效果尽量选取大的长径比,本厂取26。
由于其融熔温度范围较宽,压缩可较长,故采用渐变型螺杆。L1=30%全长,L2=46%全长。

b.压缩比ε 由渐变度A需与熔融速率相适应,但目前融熔速率还无法计算得出,根据PC从225℃融化至320℃之间可加工的特性,其渐变度A值可相对取中等偏上的值,在L2较大的情况下,普通渐变型螺杆ε=2~3,本厂取2.6。

c.因其粘度高,吸水性强,故在均化段之前,压缩段之后于螺杆上加混炼结构,以加强固体床解体,同时,可使其中夹带的水份变成气体逸出。

d.其它参数如e,s,φ以及与机筒的间隙都可与其它普通螺杆相同。

二.PMMA(有机玻璃)

特点:①玻璃化温度105℃,熔融温度大于160℃,分解温度270℃,成型温度范围很宽。

②粘度大,流动性差,热稳定性较好。

③吸水性较强。

参数选择
a.L/D选取长径比为20~22的渐变型螺杆,视其制品成型的精度要求一般L1=40%, L2=40%。

b.压缩比ε ,一般选取2.3~2.6。

c.针对其有一定亲水性,故在螺杆的前端采用混炼环结构。

d.其它参数一般可按通用螺杆设计,与机筒间隙不可太小。

三.PA(尼龙)

特性:①结晶性塑料,种类较多,种类不一样,其熔点也不一样,且熔点范围窄,一般所用PA66其熔点为260℃~265℃。

②粘度低,流动性好,有比较明显的熔点,热稳定性差。

③吸水性一般。

参数选择
a.L/D选取长径比18~20的突变型螺杆。

b.压缩比,一般选取3~3.5,其中防止过热分解h3=0.07~0.08D。

c.因其粘度低,故止逆环处与机筒间隙应尽量小,约0.05,螺杆与机筒间隙约0.08,如有需要,视其材料,前端可配止逆环,射嘴处应自锁。

d.其它参数、可按通用螺杆设计。

四.PET(聚酯)

特性:①熔点250℃~260℃,吹塑级PET则成型温度较广一点,大约255℃~290℃。

②吹塑级PET粘度较高,温度对粘度影响大,热稳定性差。

参数选择
①L/D一般取20,三段分布L1=50%-55%,L2=20%。

②采用低剪切、低压缩比的螺杆,压缩比ε ,一般取1.8~2,同时剪切过热导致变色或不透明h3=0.09D。

③螺杆前端不设混炼环,以防过热,藏料。

④因这种材料对温度较敏感,而一般厂家多用回收料,为提高产量,我厂采用的是低剪切螺杆,所以可适当提高马达转速,以达到目的。同时在使用回收料方面(大部分为片料),本厂根据实际情况,为加大加料段的输送能力,也采取了加大落料口径在机筒里开槽等方式,取得了比较好的效果。

五.PVC(聚氯乙烯)

热敏性物料,一般分为硬质和软质,其区别在于原料中加入增塑剂的多少,少于10%的为硬质,多于30%为软质。

特点:①无明显熔点,60℃变软,100℃~150℃粘弹态,140℃时熔融,同时分解,170℃分解迅速,软化点接近于分解点,分解释放于HC1气体。

②热稳定性差,温度、时间都会导致分解,流动性差。

设计原则a.温度控制严格,螺杆设计尽量要低剪切,防止过热。

b.螺杆、机筒要防腐蚀。

c.注塑工艺需严格控制。

一般讲,螺杆参数为L/D=16~20,h3=0.07D,ε =1.6~2 ,L1=40%,L2=40%。

为防止藏料,无止逆环,头部锥度20°~30°,对软胶较适应,如制品要求较高,可采用无计量段,分离型螺杆,此种螺杆对硬质PVC较适合,而且为配合温控,加料段螺杆内部加冷却水或油孔,机筒外加冷水或油槽,温度控制精度±2℃左右。

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