海天注塑機螺桿的工作原理與結構解析
更新時間：2024-11-08 點擊次數：2467次
海天注塑機螺桿是注塑機的重要部件，主要用于對塑料進行輸送、壓實、熔化、攪拌和施壓。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會產生摩擦及相互運動，從而推動塑料向前，同時產生的熱量也被吸收用來提高塑料溫度及熔化塑料。
一、工作原理
海天注塑機螺桿的工作原理是基于其在料筒內的旋轉和往復運動。以下是注塑機螺桿詳細步驟：
1、塑料的加入：塑料由料斗落入料筒的加料口，在螺桿的旋轉作用下被帶入并沿螺桿向前輸送。
2、塑料的輸送和壓實：在螺桿的旋轉過程中，塑料不斷向前推進。這一過程中，塑料會不斷吸取料筒外部加熱器傳遞的熱量，同時螺桿的傳動使塑料產生剪切熱，從而升溫并軟化。
3、塑料的熔融：隨著塑料的推進，塑料逐漸熔融。塑料在熔融段(也稱壓縮段)中，受到機筒外部加熱和螺桿與機筒的強烈攪拌、混合和剪切作用，塑料溫度不斷升高，熔融塑料(稱為液相或熔池)量不斷增加，而未熔融的固態塑料(稱為固相或固體床)則不斷減少。
4、塑料的混合和均化：塑料進入均化段(也稱計量段)后，會進一步塑化和均勻化，并使之定壓、定量和定溫。在均化段，塑料熔體被進一步混煉，螺桿的轉動保證了熔體的均勻性。
5、螺桿的后退和計量：隨著料筒前端的熔料增多，熔料壓力逐漸增大。當熔料壓力達到能克服注射油缸活塞退回的阻力時，螺桿便開始后退，進行計量。當螺桿前端達到設定的塑料量時，螺桿停止后退，塑化結束。
6、注塑：在注塑階段，螺桿向前推進，將計量好的熔融塑料注入模具中。此時，防逆環關閉，確保熔料不會回泄。
二、結構解析
海天注塑機螺桿的結構設計直接影響其工作性能。螺桿通常由加料段、壓縮段和均化段三部分組成。
1、加料段(固體輸送段)：
功能：負責預熱、塑料固體輸送及推擠。必須保證塑料在加料段結束時開始熔融。
結構：加料段螺溝深度固定，由加料區(也稱冷卻料斗區)、固體輸送區以及一個過渡的遲滯區組成。塑料在此段呈固態向前輸送。
參數：加料段長度L1、螺槽深度h1。L1的長度應保證物料有足夠的輸送空間，h1深則容納物料多，提高了供料量和塑化能力，但會影響物料塑化效果及螺桿根部的剪切強度。
2、壓縮段(熔融段)：
功能：使塑料進一步壓實和塑化，排出包圍在塑料內的空氣，并改善塑料的熱傳導性能。
結構：此段螺槽逐漸壓縮，物料受到來自機筒的外部加熱和螺桿與機筒的強烈攪拌、混合和剪切作用。
參數：壓縮段長度L2、螺槽深度逐漸減小。
3、均化段(計量段)：
功能：混煉、熔膠輸送、計量，還必須提供足夠的壓力，保持熔膠均勻溫度及穩定熔融塑料的流量。
結構：均化段螺溝深度固定，物料在此段進一步塑化和均勻化。
參數：均化段長度L3、螺槽深度h3。h3小則螺槽淺，提高了塑料熔體的塑化效果，有利于熔體的均化，但h3過小會導致剪切速率過高，以及剪切熱過大，引起分子鏈的降解，影響熔體質量。
三、參數及影響
海天注塑機螺桿的設計參數對其工作性能有重要影響，以下是主要的參數及其影響：
1、螺桿直徑D：
直接影響塑化能力的大小，影響理論注射容積的大小。
2、長徑比L/D：
L是螺桿螺紋部分的有效長度。在螺桿直徑一定的前提下，長徑比越大，螺紋長度越長，物料在螺桿中的熱歷程越長，吸收能量的能力也越強。長徑比過小會影響物料的熔化效果和熔體質量，過大則傳遞扭矩加大，能量消耗增加。
3、加料段長度L1：
保證物料有足夠的輸送空間。過短的L1會導致物料過早熔融，難以保證穩定壓力的輸送條件，從而影響螺桿以后各段的塑化質量和塑化能力。
4、加料段螺槽深度h1：
h1深則容納物料多，提高了供料量和塑化能力，但會影響物料塑化效果及螺桿根部的剪切強度。
5、均化段螺槽深度h3：
h3小則螺槽淺，提高了塑料熔體的塑化效果，有利于熔體的均化，但h3過小會導致剪切速率過高，剪切熱過大，引起分子鏈的降解，影響熔體質量。
6、螺距S：
影響螺旋角，從而影響螺槽的輸送效率。
7、壓縮比ε：
ε=h1/h3，即加料段螺槽深度h1與熔融段螺槽深度h3之比。ε小會增強剪切效果，但會減弱塑化能力。
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