螺杆的功能及选型

螺杆的功能及选型
螺杆是塑化装置的重要组件,配合料筒,加热装置。注射机构,及旋转驱动机构,
组合而成一个完整的注塑单元。
螺杆的主要功能是负责对塑料的输送,融化及混练。
输送的关键是速度的快慢,及平稳有序(速度稳定),无滞留状况。
融化的关键是均匀,不要部份过热,部份未完全融溶。
混练与融化有点类似,但更指的是混合能力,包括加母,粉,及其它添加
物的混合均匀能力。
另外是配合材料特性上的个别设计,及排气能力,耐磨耗能力,耐腐蚀能力等。
螺杆的设计都是在以上的功能需求上做配合。
螺杆的适用关键:
一:螺杆设计:长径比,压缩比,压缩段长度比,槽深度,螺纹型式等。
    1长径比是指螺杆有效长度与直径的比值。代表塑料在螺杆里的热履历或
    滞留时间。长径比大,代表塑料在螺杆里的吸热过程长,反之则短。
    需要长径比大的场合主要有出料量大,高混练,及低剪切力需求的材料(如PET
    一般的热可塑性材料,长径比在18 ~ 26之间,较多在20左右。
    热固性材料较短,一般在15以下,海天的在12倍左右。
    2压缩比是指进料段与计量段的螺槽深度比。压缩比越大,塑料受到的挤压
    力就越大,产生的剪切热也越大。对热敏性低的材料可帮助加热及混练,
    但热敏性高的材料会导致过热,甚至分解。
    一般热塑性材料,压缩比在2 ~ 3 之间较合适。
    3压缩段长度比是指压缩段的长度与螺杆有效长度的比值,这主要是与材料
    从固态变化到软粘态,再到粘流态的过程有关。也就是材料从固态变化到
    融溶状态的中间过程。这个过程跟据材料的特性会有所不同。一般来说,
    结晶性材料的变化较快,尤其是PA,所以尼龙要急变型螺杆(10% ~ 15%)。
而非结晶性材料的变化较慢,例如PMMA,所以PMMA的压缩段要较长
(可达50%)。而一般的通用型螺杆约20% ~ 30%
压缩段太短会使材料来不及转化,而形成堵塞,产生高压,导致过热烧焦。
太长会形成空洞,混入气体,导致射胶不稳,有气纹等。
4,槽深是指螺顶到螺底的高度。一般以进料段(汽车投影h1多分力传感器)来定深度,而一般的进料段深度约为螺杆直径的12% ~ 16%之间,计量段的深度是跟据进料段,以压缩比来定。槽深越大,出料量越大,但混练较不均匀,螺杆所需的扭力大,而且螺杆的强度变小等。
5,螺纹型式是指螺杆螺纹的设计,主要的功能是引导塑料的流动方向。有单螺纹,双螺纹,变距----等。跟据材料别,现今有各式各样的不同设计。
二:材料:关系到螺杆的磨耗,腐蚀,强度,耐用度等。
    常用的钢材有氮化钢(38铬钼铝),镀铬钢(    SCM440),
高碳钢(SKD全硬钢),不锈钢,双合金,粉末冶金钢等。
三, 加工:尺寸要与设计一致,真直度,表面光洁度,热处理质量,镀层质量等。
    尺寸在螺杆的每一个位置都是很重要的,外径大了,与料筒的间隙变小,引起摩擦力增加,排气不好。外径小了,与料筒的间隙变大,引起回流大,换料慢等。
    真直度(弯曲)不良会引起局部摩擦增加,局部过热,加快磨损等。
    表面光洁度不好会引起原料局部过热,有残料,产品产生气纹,黑纹,换料
    困难等。
四, 直径:关系到注塑量的匹配是否合适(用料量)
直径的概念有两种:一是同一台机器不同直径的螺杆,一是不同型号机器上的
不同直径螺杆。
直径越大,注塑量越大,每模用料量比例就越小,注塑行程越小越不好控制。
原料在料筒里的停留时间越长,对热敏性高的原料不利。
直径小则预塑时间长,甚至会来不及融化等,但精度容易控制。
小型机一般的选用标准是每分钟的注射量相当于机器的最大注塑量。
在同一台机器上的不同直径螺杆,除了注塑重量不同外,还要考虑有注射压力
不同,注射速率不同,长径比不同,所需的扭力不同等问题的综合考虑。
* 根据常用塑料注射压力范围,选择螺杆直径成官宝
常见塑料及注射压力范围(单位:mpa
塑料
易流动的厚壁制品
中等流动一般制品
难流动,薄壁窄浇口
超薄制品
(壁厚0.8mm以下)
ABS
80-110
100-130
120-150
180以上
聚甲醛-POM
85-100
100-120
120-150
180以上
聚乙烯-PE
70-100
100-120
120-150
180以上
聚酰胺-PA
90-110
110-140
140
150以上
弹性体-
100-120
120-150
150
聚碳酸酯-PC
100-120
120-150
150
180以上
聚苯乙烯-PS
80-100
100-120
120-150
180以上
有机玻璃-PMMA
100-120
120-150
150
180以上
硬聚氯乙烯-PVC
100-140
140-175
175-230
热固性塑料
80-100
100-120
120-150
一般加工精度低流动性好的低密度如聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)之类的塑料,注射压力可选小于或等于70-80MPa;加工中等粘度的塑料如改性聚苯乙烯(PS),聚碳酸酯(PC)等,形状一般但有一定的精度要求的制品,注射压力选100-140MPa;加工高粘度工程塑料如聚砜(PSU)、聚苯醚(PPO)之类之类等,薄壁长流程,厚度不均和精度要求严格的制品,注射压力大约在140-170MPa;加工优质精密微型制品时,注射压力可用到230-250 MPa甚至更高。
五, 注塑工艺:
这里指的注塑工艺是料筒的温度控制及螺杆转速与背压的控制。
跟据不同的原料,不同的用料量,温度设定会有所不同。一般操作者会忽略用料量的不同。因为用料量不同,原料在料筒的停留时间会不同,受热的情况也不同,
所以温度设定要考虑用料量及停留时间。
螺杆转速与储料时间,周期时间及摩擦力有关,一般较理想是储料时间占冷却
时间的90%。储料时间太长会延长周期,太短则浪费能源及影响质量。
背压大小与原料的融溶与混练有关,太小可能储料量不稳定,混练不好,融溶
不均匀,排气不好等。太大可能产生原料过热,储料时间变长,甚至扭力不够。
六, 螺杆保养:
理论上任何机构在使用过程当中,都是需要保养的,螺杆也不例外。
很多人没有保养螺杆的习惯,这是不太正确的。
螺杆在使用一段时间后,在螺杆的表面,会堆上一层杂质,在生产过程中,
这些杂质偶而会被带走,混在注塑原料当中,而使产品上有杂质(黑点)
如果情况严重,就必需将螺杆拆下做抛光保养,以确保产品良好。尤其是
透明制品。
螺杆质量较好的,可能需要保养的周期就可越长。
七, 海天的螺杆配置:(公司会跟据实际情况做更动)
1,标准螺杆:
  60W ~ 470W :氮化双棱螺杆
  530W ~ 2400WA :镀铬变距螺杆
  2400WB以上 :氮化单棱螺杆
A:氮化双棱螺杆:
结构:螺杆计量段有双螺棱
特点:蝶型弹簧通用性强,比原单混炼螺杆下料速度快
缺点:大型机一般不配双棱螺杆(塑化质量差点),混能力一般
适用范围:ABSPSHDPELDPEPOMASPPPBT等热塑性塑料
B:镀铬变距螺杆
结构:结构比较复杂,有两条螺棱,副螺槽有浅变深再变浅
特点:下料速度快。
缺点:适用范围范围较小,≤HTF470W机型不能配,混能力一般
适用范围:非常适合PPPE,对ABS实际使用过程中有温冲现象
C:氮化单棱螺杆(H)
DH型单螺纹螺杆(无混练)
H型螺杆:标准三段式螺杆设计,进料口螺槽深,吃料较快,压缩比也较大(约2.5),但混效果欠佳。
AH型螺杆:标准三段式螺杆设计,在H型螺杆基础上作了修正,进料口螺槽型浅,压缩比大约2.35镀铬的AH螺杆,常用软质PVC材质。
E:高混练螺杆
双混炼螺杆:
结构:螺杆头部有两个菠萝头
特点:混能力强,能满足决大多数混要求
缺点:下料速度一般
适用范围:ABSPSHDPE微波真空烧结炉LDPEPOMPP等热塑性塑料。
Z型螺杆
结构:在变距螺杆基础上计量段有Z型混炼段(如下图)
适用范围:原料ABS铜制品制作,PP等混要求高。主要使用在珠光粉制品,不能生产透明制品。
混要求:非常高
说明:1,生产ABS时与变距螺杆相同有时会有温冲现象,(正在研究改善)
2, Z型螺杆不能做成双金属,镀铬。
3, 海天Z型螺杆范围HTF530WHTF2400WA
镜片型螺杆
结构:计量段有屏障及销钉混炼结构(如下图)
适用范围: PMMA
混要求:高
说明:1,专用生产有镜片螺杆。
    2,目前海天只有HTF120WHTF160W有配。
标准螺杆适用范围:
原料:  ABS,PE,PP,PS,POM,AS,PBT等普通塑料
填充物如果有玻纤,则需采用双金属
            如果有阻燃,则需采用镀铬
混要求: ,
说明: 1,镀铬螺杆不易生产含有玻纤制品,因为镀铬不耐磨
2,氮化螺杆不易生产有阻燃剂制品,因为氮化螺杆不耐腐
3,客户使用流动指数低的PS(多用于食品级制品),如奇美PG-383M,
需采用镀铬螺杆, 因为氮化新螺杆容易粘料而从制品发黄
4,分离型及变距螺杆不易生产PC,PC+ABS
5,标准螺杆不易生产珠光粉制品,因为混要求达不到
2,专用螺杆:
APA螺杆 (单螺纹,突变型)
原料PA, PA+GF
混要求:
说明:
1.  PA螺杆采用双金属
2. 为了提高塑化能力,则有PA+GF专用螺杆
3. 不适合生产其他塑料
4. 小机采用A,B,HTF650以上大机长径比20-22,长径比不易过长(标配缩短)
5,电热功率加大。
BPMMA螺杆(针对厚壁制品,计量段有屏障混炼结构)
原料  PMMA
说明:
1.生产厚壁化妆品专用螺杆
2.采用不锈钢材料,也可采用电镀
3.不易生产其他塑料
4, 海天PMMA厚壁螺杆目前到HTF380W为止,且一般为AB型。
CPET螺杆(计量段双螺棱,251
原料:PET,可生产PP
混要求:
说明:
1,镀铬螺杆,长径比25:1,制品重量小于80%注射量,这样制品质量可以保正
2PET瓶胚制品专用,无混功能
3,不易生产热敏性塑料与高粘度塑料,ABS,PC
4,海天PET机范围为HTF60WHTF600W
DPC螺杆(单螺纹渐变型)

本文发布于:2024-09-21 02:39:52,感谢您对本站的认可!

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