注射塑化系统设计研究（四）

【资料简介】

2.2  螺杆的计量段

    计量段的主要功能是均化与计量,所以计量段又被称谓均化段。计量段在理论上是纯熔体输送区，塑料的熔体的均化在此段进行，塑化能力由此段决定。从压缩段输出的熔体内部还没有达到熔融均一，各部份之间还存在温度差异，甚至于还存在未熔化的固体料，还达不到注射的要求。塑料是一种高分子化合物，在不同的温度下具有不同的密度，在一定体积下，不同温度的熔体，在冷却后，质量也不同；熔体内部各部份的温度不同，难以得到重复精度高的塑化量。塑化质量与计量精度是相互依赖的，没有塑化均一的熔体，绝不可能得到重复精度高的塑化量，更谈不上计量精度，例如有的塑化不*，喷嘴射出中还有未熔化的塑料，这种情况根本谈不上计量精度。所以从计量段的功能及加工中的现实说明，计量段的合理的设计，对塑化均一，以及计量起到十分重要的作用。

2.2.1 计量段的均化与混炼剪切段的均化

    塑料熔融均化有两种含义，一种是以温差形式表述的热均匀性，另一种是以描述颜料，填充剂分布的光学机械混合均匀性。

2.2.1.1 计量段的均化

计量段均化的实质是使经过压缩段的熔融体经过计量段的路径后，使熔融体内部的各点的温度达到均一，以得到密度均一的熔融体，是以温差形式表述的热均匀性。

2.2.1.2 计量前端的混炼剪切段的均化

    现在较多的国产注塑机的螺杆的头部设置了混炼剪切段，是为了不依赖于螺杆作用而得到足够均化的熔融体。这种设置的混炼剪切段的均化与计量段的均化有着明显的区别，是以描述颜料，填充剂分布的光学机械混合均匀性。

    螺杆的头部的混炼剪切段的主要功能是得到颜色足够均匀分散的熔融体，使熔体的热和力学均匀性方面得到提高。根据上述对均化段功能的分析，从均化段输出的熔融体已经达到熔体温度均一，不再需要进一步温度均化，如果从均化段输出的熔融体还不能达到温度均一，还需要通过混炼剪切后才能达到温度均化，那这根螺杆及计量段的设计还存在问题，首先是计量不准，失去了计量段计量的作用。注塑螺杆由于其本身特定的功能，其混炼剪切能力比较差，特别是对于颜色的混炼分散性的作用很欠缺。比较多的用户为降低生产成本，很少用颜色分散性能优量的色母料，直接用颜料与塑料粒子相混合搅拌，进行塑化。而这些用户往往要求经塑化的熔融料达到加入色母料塑化的熔融料同样的颜色分散性的质量。根据这一特定的加工情况，在螺杆的头部设置了混炼剪切段，以提高了颜料混合的均匀性。

2.2.1.3 压缩段的混炼剪切元件的功能

    混炼剪切元件设计在压缩段，对塑料的分散混合熔融起到十分重要的作用，特别对于大直径的螺杆具有很大的作用。但是，这种设置方法，对塑化能力是不利的，一根φ120mm的螺杆表明，混炼剪切元件设计在压缩段，塑化质量提高了，塑化能力降低约35%。

2.2.2 计量段的设计原则

    根据计量所要达到的作用，计量段的螺槽深度宜浅不宜深，计量段的长度为（25~30）%的螺杆螺棱部份的长度。计量段的螺槽深度和长度两者因素中，计量段的长度对计量的作用起到主要作用，在提高螺杆长径比上，计量段的长度首先得到加长，同时降低螺杆的压缩比，目前由以前的2.8~3降低到2.2，以提高计量精度和塑化均一性。例如，一根φ42mm的螺杆，螺杆长径比由19提高到21.5，计量段的长度由4.5D提高到6D，其于参数不变,塑化PS质量在241.3~241.8之间变化,质量重复精度达到0.2%,比原来的1%提高了5倍,这从一个方面说明了计量段的长度对计量精度起到十分重要的作用。

2.3  螺杆与机筒间隙

    高速注射,螺杆与机筒的间隙大小,成为一个突出的问题。高速注射，沿压缩段方向熔膜和熔池作用于固体床位上的剪切力大幅度增加，如果螺杆与机筒的间隙过大，熔体从螺棱推进面的熔池越过螺棱和机筒的简间隙而进入前面的螺槽，固体床将被熔体所压缩，导致固体床很快破裂，甚至在加料段未端的固体床已开始破裂。所以，为适应高速注射的要求，螺杆与机筒的间歇应严格控制。

2.4   压缩比及计量段槽深

    螺杆长径的提高，可适当降低压缩比。以前螺杆长径比为18时，压缩比一般为2.8，现在螺杆长径比提高后，压缩比一般为2.2。同时，相应计量段的槽深也减小了，可得到更均匀的熔融体和提高塑化能力。粘度低、流动性好、热稳定性好的塑料塑化，采取大的压缩比和较深的计量段深度；粘度高、易热分解的塑料塑化，采取小的压缩比和较浅的计量段深度。计量段槽深。无定形塑料，可增加计量段槽深，槽深取0.0６D～０．０７Ｄ，以降低流动阻力。结晶形塑料，减少计量段槽深，槽深取0.04D～0.05D，以减小熔料轴向温差。

2.5  止回环

    止回环有三种形式：独立运动止回环，与螺杆同步旋转止回环，综合上述两种功能的双止回环。前面两种为普遍使用的止回环。本节重点介绍双止回环。双止回环由与螺杆同步旋转的外环与独立运动的内环组成，注射时，外环端面与螺杆端面贴紧密封，内环端面与外环内端面贴紧达到双道密封效果，使用寿命长，密封效果好，关闭灵敏，能长期保持和稳定高的注射效率。海航塑料机械制造有限公司在大型注塑机上使用了双止回环，用户使用效果良好，同规格的两台注塑机，其中一台为其它公司生产的，成形同一制品，海航塑料机械制造有限公司生产的，明显表示出注射稳定、注射压力低的优点。