塑机螺杆机筒的基本参数

                                                        塑机螺杆机筒的基本参数

塑料在螺杆中的流动原理：塑化的速率均匀性是影响产品质量的主要因素，塑料沿螺槽前进，经历温度、压力、粘度至化学结构变化，这种变化在螺杆各段是不一样的，通常把螺杆工作部分定为三段。加料段、压缩段、均化段，其螺杆与螺管尺寸只是配合上下公差，上下差异不可大于0.10mm.

1；加料段——底径较小，主要作用是输送原料给后段，其作用是将料斗加进的料迅速输送前移，该段螺槽容积一般不变，塑料在本段处于固体状态，通常螺槽没有被物料*填满，其填满的程度与物料的形状、干湿程度、加料装置等有关。塑料在加料段的运动可以分为旋转运动和轴向运动，旋转运动是由予物料和螺杆之间产生摩擦力使物料由螺杆带着一起转动。轴向运动是由于螺杆旋转时产生的轴向分力，把物料拖向前进，好像螺母在螺栓上的移动。只有在塑料与机筒的摩擦力不大于塑料与螺杆的摩擦力时，塑料才能在轴向分力作用下向前移动；反之，塑料与螺杆的摩擦力大于塑料与机筒的摩擦力，塑料就只能包住螺杆空转，不能前移。为尽量减少塑料与螺杆的摩擦力，螺杆表面光洁度应高于机筒表面光洁度。为了增加机筒表面与塑料的摩擦力，还可以在机筒表面开设纵向沟槽。      因此主要是输送能力问题，参数（L1，h1），h1=（0．12－0．14）D。
2；压缩段——底径变化，主要作用是压实、熔融物料，建立压力。其作用是接受由加料段输送过来的松散料。将它压实，塑化，并把夹带来的空气向加料段排出，该段螺槽容积逐渐变小或实然变小，塑料在这一段逐渐由圆体状态向熔融状态转化，成为连续的粘流体输送给均化段。参数压缩比ε=h1／h3及L2。准确应以渐变度A=（h1－h3）／L2。 压缩比一般控制在2.8---3.3之间，（计算压缩比的方法：外径减去进料沟槽/外径减去压缩沟槽=压缩比）压缩比较小时，塑化不*，产品感觉光泽度欠佳，塑料有未“熟透”的外观；压缩比越大，熔化的物料会越快被挤出，料不滞留，有效避免变色。压缩段设计双螺纹可增加摩擦、剪切效果；将压缩段加长可得到塑化好、挤出增力的效果。
3；均化段——其作用是把压缩段送来的熔融物料进一步塑化均匀，并定量，定压地从机头均匀挤出。将压缩段已熔物料定量定温地挤到螺杆zui前端、参数（L3，h3），h3=（0．05－0．07）D。如果计量段设计较长，物料在此停留会变色； 重点解析计量段的设计原理
 

4；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。 B&W主螺杆为24，外层螺杆为20
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，一般取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=2～3，一般取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。（end）