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      行業新聞

      機筒螺桿的作用與原理

      發布日期:2016-06-27

      摘要:螺桿是注塑機的重要部件。

      吹膜機機筒螺桿.png

       

      下面我們介紹 機筒螺桿在注塑機里的作用與原理:

       

      螺桿是注塑機的重要部件。它的作用是對塑料進行輸送、壓實、熔化、攪拌和施壓。所有這些都是通過螺桿在機筒內的旋轉來完成的。在螺桿旋轉時,塑料對于機筒內壁、螺桿螺槽底面、螺棱推進面以及塑料與塑料之間在都會產生摩擦及相互運動。塑料的向前推進就是這種運動組合的結果,而摩擦產生的熱量也被吸收用來提高塑料溫度及熔化塑料。螺桿的結構將直接影響到這些作用的程度。

       

      普通注塑螺桿結構,也有為了提高塑化質量設計成分離型螺桿,屏障型螺桿或分流型螺桿。

       

      機筒的結構其實就是一根中間開了下料口的圓管。

       

      在塑料的塑化過程中,其前進和混合的動力都是來源于螺桿和機筒的相對旋轉。根據塑料在螺桿螺槽中的不同形態,一般把螺桿分為三段:固體輸送段(也叫加料段)、熔融段(也叫壓縮段)、均化段(也稱計量段)。

       

      在有關塑料塑化的教材上中,都把塑料在螺桿的固體輸送段看成一個塑料顆粒間沒有相互運動的固體床,然后通過固體床與機筒壁、與螺棱推進面以及與螺槽表面相互運動和摩擦的理想狀態的計算,來確定塑料向前輸送的速度。這與實際情況有不少差距,也不能以此為依據來分析不同形狀塑料顆粒的進料情況。如果塑料的顆粒不大,它們在被機筒內壁拉動向前運動時會出現分層和翻滾,并逐步被壓實形成固體塞。當望料顆粒的直徑與螺槽深度尺寸差不多時,它們的運動軌跡基本上是沿螺槽徑向的直線運動加上轉一個角度的直線運動。由于顆粒大時塑料在螺槽中的排列很疏松,所以其輸送速度也較慢。當顆粒大到一定程度,在進入壓縮段而其直徑大于螺槽深度時,塑料就會卡在螺桿與機筒之間,如果向前拉動的力不足以克服壓扁塑料顆粒所需的力,則塑料會卡在螺槽里不向前推進。

       

      塑料在接近熔點溫度時,、與機筒相接觸的塑料已開始熔融而形成一層熔膜。當熔膜厚度超過螺桿與機筒間的間隙時,螺棱頂部把熔膜從機筒內壁徑向地刮向螺棱根部,從而逐漸在螺棱的推進面匯集成旋渦狀的流動區——熔池。

       

      由于熔融段螺槽深度的逐漸變淺以及熔池的擠壓,固體床被擠向機筒內壁,這樣就加速了熱機筒向固體床的傳熱過程。同時,螺桿的旋轉使固體床和機筒內壁之間的熔膜產生剪切作用,從而使熔膜和固體床分界面間的固體熔化。隨著固體床的螺旋形向前推移,固體床的體積逐漸縮小,而熔池的體積逐漸增大。如果固體床厚度減小的速度低于螺槽深度變淺的速度,則固體床就可能部分或完全堵塞螺槽,使塑化產生波動,或者由于局部壓力過大造成摩擦生熱劇增,從而產生局部過熱。

       

      在螺桿均化段,固體床已經因體積過小而破裂形成分散在熔池里的小固體顆粒。這些固體顆粒通過各自與包覆周圍的熔體摩擦及熱傳遞而熔融。面這時,螺桿的功能主要是通過攪拌塑料熔體使之混合均勻,熔體的速度分布從貼近機筒壁的最高速到貼近螺槽底部的最低速。如果螺槽深度不大而熔體粘度很高,則這時熔體分子間的摩擦會很劇烈。

       

      由于各種塑料的熔融速度、熔體粘度、熔融溫度范圍、粘度對溫度及剪切速率的敏感程度、高溫分解氣體的腐蝕性、塑料顆粒間的摩擦系數差異很大,通常意義上的普通通用螺桿在加工某些熔體特性比較突出的塑料(如Pc、PA、高分子ABS、PP-R、PVC等)時會出現某一段剪切熱過高的現象,這種現象—般可通過降低螺桿轉速得以消除。但這勢必影響生產效率。為了實現對這些塑料的高效塑化,很多公司先后開發了這些塑料的專用塑化螺桿和機筒。這些專用螺桿和機筒在設計時針對的主要問題是以上塑料的固體摩擦系數、熔體粘度、熔融速度等。

      螺杆制造