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浅析挤出机螺杆料筒的基本几何参数
点击次数:265 发布时间:2018-08-14
   浅析挤出机螺杆料筒的基本几何参数
  挤出机螺杆料筒是塑化部件中的关键部件,和塑料直接接触,塑料通过螺槽的有效长度,经过很长的热历程,要经过三态(玻璃态、粘弹态、粘流态)的转变,螺杆各功能段的长度,几何形状,几何参数将直接影响塑料的输送效率和塑化质量,将终影响注塑成型周期和制品质量。
  1.螺杆外径(ds)。螺杆直径大小直接影响着塑化能力的大小,也就直接影响到理论注射容积的大小。因此,理论注射容积大的注塑机其螺杆直径也大。
  2.螺杆长径比(L/d)。L是螺杆螺纹部分的有效长度。螺杆长径比愈大,说明螺纹长度愈长,直接影响到物料在螺槽中输送的热历程,影响吸收能量的能力。此能量有分两部分:一部分是料筒外面加热圈传给的,另一部分是螺杆转动时产生磨擦热和剪切热,由外部机械能转化的。因此,L/ds直接影响到物料的熔化效果和熔体质量。但是如果L/ds太长,则传递扭矩加大,能量消耗增加。过去,L/ds数值在16-18;现在,由于塑料品种增加,工程塑料增多,L/ds已增加到19-23。
  3.加料段长度(L1)。加料段又称输送段或进料段。为提高输送能力螺槽表面一定要光洁。L3的长度应保物料有足够的输送长度一般L3=(9-10)ds。
  4.加料段的螺槽深度(h1)。h1深,则容纳物料多,提高了供料量,但会影响物料塑化效果以及螺杆根部的剪切强度。一般h1≈0.12-0.16 ds。
  5.熔融段(均化段、计量段)螺纹长度(L3)。熔体在L3段的螺槽中得到进一步的均化:温度均匀,粘度均匀,组分均匀,分子量分布均匀,形成较好的熔体质量。L3长度有助于稳定熔体在螺槽中的波动,有稳定压力的作用,使物料以均匀的料量从螺杆头部挤出,所以又称计量段。
  6.熔融段螺纹深度(h3)。h3小,螺槽浅,提高了塑料熔体的塑化效果,有利于熔体的均化。但h3过小会导致剪切速率过高,以及剪切热过大,引起大分子链的降解,影响熔体质量。反之,如果h3过大,由于在预塑时,螺杆背压产生的回流作用增强,会降低塑化能力。
  7.塑化段(压缩段)螺纹长度(L2)。物料在此锥体空间中不断地受到压缩,剪切和混炼作用,物料从L2段入点开始,熔池不断地加大,到出点处熔池已占满全螺槽,物料完成从玻璃态,经过粘弹态向粘流态的转变,从固体床向熔体床的转变。L2长度会影响物料从固态到粘流态的转化历程,太短会来不及转化,固料堵能塞在L2段的末端,形成很高的压力,扭矩或轴向力,太长也会增加螺杆的扭矩和不必要的能耗,一般L2=(6-8)ds。
  8.螺距(S),其大小影响螺旋角β,从而影响螺槽的输送效率,一般S≈ds。
  9.螺棱宽度(e),其宽窄影响螺槽的容料量,熔体的漏流以及螺棱耐磨损程度,一般(0.05-0.07)ds。
  10.螺棱后角α,螺棱推力面圆角和背面圆角的大小影响螺槽的有效容积,物料的滞留情况以及螺棱根部的强度等,一般α=25-30º。
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