螺杆常识

 

注塑机火前头

 

注塑机/挤出机螺杆

 

锥双螺杆

一、螺杆的几个重要几何参数

1、螺杆直径（D）

a、与所要求的注射量相关：
射出容积=1/4*π*D2*S（射出行程）*0.85；
b、一般而言，螺杆直径D与最高注射压力成反比，与塑化能力成正比。

2、输送段
a 、负责塑料的输送，推挤与预热，应保证预热到熔点；
b 、结晶性塑料宜长（如：POM、PA）非晶性料次之（如：PS、PU、ABS），热敏性最短（如：PVC）。

3、压缩段
a、 负责塑料的混炼、压缩与加压排气，通过这一段的原料已经几乎全部熔解，但不一定会均匀混合；
b、在此区域，塑料逐渐熔融，螺槽体积必须相应下降，以对应塑料几何体积的下降，否则料压不实，传热慢，排气不良；
c、 一般占25%以上螺杆工作长度，但尼龙(结晶性料)螺杆的压缩段约占15%螺杆工作长度，高粘度、耐火性、低传导性、高添加物等塑料螺杆，占40%/'50%螺杆工作长度，PVC螺杆可占100%螺杆工作长度，以免产生激烈的剪切热。

4、计量段
a、 一般占20/'25%螺杆工作长度，确保塑料全部熔融以及温度均匀，混炼均匀；
b、计量段长则混炼效果佳，太长则易使熔体停留过久而产生热分解，太短则易使温度不均匀；
c、 PVC等热敏性塑料不宜停留时间过长，以免热分解，可用较短的计量段或不要计量段。

5、进料螺槽深度，计量螺槽深度
a、 进料螺槽深度越深，则输送量越大，但需考虑螺杆强度，计量螺槽深度越浅，则塑化发热、混合性能指数越高，但计量螺槽深度太浅则剪切热增加，自生热增加，温升太高,造成塑 胶变色或烧焦，尤其不利于热敏性塑料；
b、计量螺槽深度=KD=（0.03/'0.07）*D，D增大，则K选小值。

二、影响塑化品质的主要因素

影响塑化品质的主要因素为：长径比、压缩比、背压、螺杆转速、料筒加热温度等。

1、长径比：为螺杆有效工作长度与螺杆直径的比值。

a、 长径比大则吃料易均匀；
b、热稳定性较佳的塑料可用较长的螺杆以提高混炼性而不烧焦，热稳定性较差的塑料可用较短的螺杆或螺杆尾端无螺纹。以塑料特性考虑，一般流长比如下： 热固性为14/'16，硬质PVC，高粘度PU等热敏性为17/'18，一般塑料为18/'22，PC、POM等高温稳定性塑料为22/'24。

2、压缩比：为进料段最后一个螺槽深度与计量段第一个螺槽深度的比值。
a、 考虑料的压缩性、装填程度、回流等影响，制品要密实、传热与排气；
b、 适当的压缩比可增加塑料的密度，使分子与分子之间结合更加紧密，有助于减少空气的吸取, 降低因压力而产生的温升，并影响输出量的差异，不适当的压缩比将会破坏塑胶的物性；
c、 压缩比值越高，对塑料在料管内塑化过程中产生的温升越高，对塑化中的塑料产生较佳的混 炼均匀度，相对的出料量大为减少。
d、 高压缩比适于不易熔塑料，特别具低熔化粘度，热稳定性塑料；低压缩比适于易熔塑料，特别具高熔化粘度、热敏性塑料。

3、背压
a、 增加背压可增加螺杆对熔融树脂所做的功，消除未熔的塑胶颗粒，增加料管内原料密度及其均匀程度；
b、 背压被运用来提高料筒温度，其效果最为显著；
c、 背压过大，对热敏性较高的塑料易分解，对低粘度的塑料可能会产生流涎现象，背压过小，注塑出的成品可能会有气泡。

4、螺杆转速
a、 螺杆的转动速度直接影响塑料在螺旋槽内的切变；
b、 小型螺杆槽较浅吸收热源快速，足够促使塑料在压缩段时间软化，螺杆与料筒壁间的摩擦热能较低，适宜高速旋转，增加塑化能力；
c、 大型螺杆则不宜快速旋转，以免塑化不匀及造成过度摩擦热；
d、 对热敏性较高的塑料，螺杆转速过大的话，塑料会很容易分解；
e、 通常各尺寸螺杆有一定的转速范围，一般转速100/'150rpm；太低则无法熔化塑胶，太高则将塑料烧焦。

5、电热温度设定
a、 使滞留于料筒及螺杆内的冷硬塑料熔融以利于螺杆转动，提供塑料获得熔融所需的一部分热 量；
b、 设定比熔胶温度低5/'10℃（部分由摩擦热能提供）；
c、 射咀温度的调整也可用来控制流涎、冷凝料（塞咀）、牵丝等问题；
d、 结晶性塑料一般温度控制：

塑料种类

料筒温度℃

射出压力 kgf/cm2

HDPE（高密度聚乙烯）

180/'210

500/'1500

PP（聚丙烯）

200/'270

400/'1000

PA6（尼龙6）

225/'280

700/'1000

PA66（尼龙66）

260/'280

600/'1500

e、非结晶性塑料

塑料种类

料筒温度℃

注射压力 kgf/cm2

PS（聚苯乙烯）

180/'240

400/'1300

ABS（丙烯睛丁二烯苯乙烯共聚物）

200/'230

800/'1500

PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）

180/'220

700/'1500

PC（聚碳酸酯）

260/'310

800/'1500

改性PPO（改性聚苯醚）

240/'280

850/'1400

硬质PVC（硬质聚氯乙烯）

165/'185

1000/'1500

注: a、以上为不添加玻璃纤维的非增强塑料。
b、料筒内熔胶温度通常高于筒外控制的温度。

三、塑化料管组选用原则及过胶头组件设计

（一）考虑要点：输送段、压缩段、计量段、三段比值、压缩比、计量段螺槽深、长径比、螺牙数.

（二） 选用原则

a、 欲得混炼效果佳的采用长径比大，螺牙数多，压缩比大，计量段螺槽浅的设计，例如：PA、PE、PP、POM；
b、欲防止剪切过热现象的采用长径比小，螺牙数少，压缩段长，压缩比小，计量段螺槽较深的设计，例如：PC、PMMA、硬质PVC、加玻璃纤维或防火料；
c、 欲得高塑化率者，采用压缩比较小，计量段螺槽较深的设计。

（三） 过胶头组件设计

好的止逆阀应具备：
a、 快速止逆速度能力；
b、完全止逆能力，以维持最小的塑料回流现象；
c、 料流顺畅，无死角以避免局部剪切热，而造成塑料劣化现象；
d、耐磨损性，耐腐蚀性；
e、能适合多种塑料使用