Raziskave o metodi načrtovanja in principih brizgalnega vijaka za stroje za brizganje

1, Razmerje med dolžino in premerom brizgalnega vijaka v stroju za brizganje plastike
Razmerje stranic vijaka za brizganje (Jinyang) v stroju za brizganje plastike je zelo pomemben parameter vijaka, zlasti pri običajno uporabljenih univerzalnih vijakih. Razmerje stranic univerzalnih vijakov se je povečalo iz 13-14 na 18, zdaj pa se je povečalo na 20-22 in celo doseglo 26.
1. Razmerje med dolžino in premerom ter hod brizganja brizgalnega vijaka v stroju za brizganje plastike
Gib brizganja stroja za brizganje plastike izraža količino brizganja in je pomemben tehnični parameter. Količina materiala, ki ga napolni vijak med postopkom brizganja, je v bistvu zelo negotov dejavnik. Med vbrizgavanjem se vijak premakne aksialno naprej in material teče v utor vijaka, vendar utora vijaka ni mogoče napolniti, ker čas vbrizgavanja ni dovolj, da bi izpolnil čas, potreben za popolno zapolnitev utora vijaka. Zaradi redkega polnila materialov se zrak zlahka vsesava. Če zraka ne moremo pravočasno izpustiti, bo to zmanjšalo kakovost plastificiranja. Običajno je velikost dozirnega giba glavni dejavnik, ki določa, ali lahko zrak vstopi v hranilni valj. Raziskave na različnih materialih so pokazale, da če je merilni hod večji od 3D, pride do vnosa zraka za kontrolnim obročem. Na tej točki, če je razmerje stranic polža manjše od 18 (ki izpolnjuje 3D merilni hod razmerja stranic vijaka), kar pomeni, da je dolžina, pri kateri se trdna snov v dovajalnem delu začne topiti, prekratka, bo povzroči znatno povečanje preostale trdne snovi v talini, ko trdna snov preide v talino kompresijskega dela. V hudih primerih lahko celo povzroči prekinitev transporta. Da bi torej dosegli merilni hod, ki presega 3D, je treba povečati efektivno dolžino vijaka, tako da ima lahko trdni material dovolj talilnih poti med postopkom dovajanja, da se zmanjša vsebnost trdne snovi v talini, se ujema s sestavo prostornine taline s sestavo volumskega toka kompresijskega odseka in doseči, da je zahtevana prostornina taljenja za merjenje večja od prostornine taljenja v utoru vijaka. Na splošno razmerje med dolžino in premerom vijaka doseže 20-25, kar lahko izpolni zahtevo za merjenje giba, večjega od 3D. Poleg tega, da bi rešili problem vnosa materiala, ki ga povzroči povečanje razmerja stranic vijaka, mora zasnova vijaka izpolnjevati zahtevo, da je hitrost trdnega čepa med plastificiranjem večja od hitrosti trdne postelje. Zdaj, z napredkom oblikovanja in obdelave vijakov, se je hod vbrizgavanja splošnih strojev za brizganje plastike povečal s 3D na 4,5D~5D, nekateri pa celo dosežejo 6,5D. Prav tako se je povečalo razmerje stranic vijaka z 18 na 20-25 ali celo več, s čimer se je izboljšala ekonomičnost mehanizma za plastificiranje. Na primer, v seriji Ergotech podjetja DEMAG je gib standardnega vijaka približno 4,5 D, efektivna dolžina plastifikacije vijaka je 20 D ~ 24 D, razmerje stranic posebnega vijaka je 25, razmerje koraka do zunanji premer roba vijaka je 1:1.
2. Razmerje med dolžino in premerom brizgalnega vijaka in lastnosti taljenja materiala v strojih za brizganje plastike
Specifična entalpija polkristalne plastike je približno 1.3-1,5-krat večja kot pri amorfni plastiki, zato je amorfna plastika bolj nagnjena k taljenju kot polkristalna plastika. Na primer, ABS se stopi skozi pot 7D, PS se stopi skozi pot 10D, PE se stopi skozi pot 14D in PP se stopi skozi pot 23D pred koncem procesa taljenja. Iz zgornjega pojava je razvidno, da imajo različne plastike različne zahteve za razmerje stranic vijaka zaradi različnih lastnosti taljenja. Na primer, pri uporabi običajnega stroja za brizganje plastike z razmerjem med dolžino in premerom 18 za vbrizgavanje vijaka za plastificiranje PP kakovost plastificiranja zagotovo ni idealna, tako da bodo v oblikovanem izdelku ostali nestaljeni delci. Če pa se uporablja za plastificiranje PE, je mogoče doseči dobro kakovost taljenja.
Z izboljšanjem učinkovitosti izdelkov so se pojavili specializirani vijaki, ki so odpravili pomanjkljivosti univerzalnih vijakov, kot so PET vijaki, PC vijaki, PVC vijaki, termoreaktivni plastični vijaki, EVA vijaki, PEEK vijaki itd. Specializirani vijak je zasnovan tako, da se prilagaja plastificiranju specifičnih predmetov, njegovo razmerje stranic pa je v osnovi drugačno. Posebna struktura in tehnični parametri vijaka imajo tudi svoje značilnosti. Na primer, specializirani vijak za vbrizgavanje predoblik PET se lahko prilagodi zmogljivosti materialov PET in izboljša kakovost predoblik z razmerjem med dolžino in premerom od 23D do 26D.
3. Razmerje med dolžino in premerom brizgalnih vijakov v strojih za brizganje plastike in kakovostne značilnosti izdelkov
Zahteve za razmerje med dolžino in premerom vijaka se razlikujejo glede na zahteve glede kakovosti izdelka. Na primer, za splošne računalniške izdelke lahko razmerje med dolžino in premerom 20 za vijak izpolnjuje zahteve za plastifikacijo, medtem ko mora biti za obdelavo optičnih vodil za osebni računalnik idealno razmerje med dolžino brizgalnega vijaka in premerom za stroje za brizganje plastike 23, da se izboljša taljenje. kakovost in natančnost meritev; Vijaki za natančno brizganje imajo večje razmerje stranic kot vijaki za splošno uporabo.
4. Stroj za brizganje plastike (Jinyang) z razmerjem stranic in strižnimi mešalnimi komponentami
Čeprav imata komponenti vijačnega razmerja in strižnega mešanja vsaka svojo funkcijo, lahko v določenih situacijah kompenzirata pomanjkljivosti drug drugega. Plastifikacija plastike, ki ni občutljiva na strig, kot je PP, lahko izboljša hitrost taljenja z dodajanjem strižnih/mešalnih komponent, ko razmerje stranic vijaka ni zadostno, na primer z uporabo vijakov z več navoji in vijakov s pregrado. V primerjavi z navojnimi vijaki z enojno glavo imajo navojni vijaki z več glavami in pregradni vijaki to prednost, da plast taline, ki nastane med steno cevi in ​​trdno podlago, ni tako debela, s čimer se poveča prenos toplote iz cevi na trdni predmet in učinkovito izkoriščanje energije. Poleg tega lahko površina pregradnega vijaka tudi loči trdno snov od taline, material pa je izpostavljen določenemu strigu skozi pregradno nit, zaradi česar je vnos toplote učinkovitejši.
Za plastifikacijo plastike z visoko entalpijo, ki je občutljiva na strig, komponente za striženje/mešanje ne morejo nadomestiti funkcije razmerja višine vijaka. Uporabiti je treba vijake z dovolj velikim razmerjem stranic, da zagotovimo, da ima material daljši čas zadrževanja, da absorbira dovolj toplote, da dobimo dovolj homogenizirano talino; Plastika z daljšimi vlakni se pogosto poškoduje zaradi koncentriranega striga med postopkom plastificiranja, zato komponent za striženje/mešanje ni mogoče dodati. Da bi dosegli dobre disperzijske in gnetelne lastnosti, je treba uporabiti vijake z večjim razmerjem stranic.
Cev stroja za brizganje Jinyang vijačni sod
2, Merilni del stroja za brizganje plastike z brizgalnim vijakom
Glavna funkcija dozirnega dela je homogenizacija in odmerjanje, zato je dozirni del znan tudi kot homogenizacijski odsek. Zaradi dejstva, da izhod taline iz stiskalnega odseka še ni dosegel notranje enakomernosti taljenja, še vedno obstajajo temperaturne razlike med različnimi deli in celo nestaljenimi trdnimi materiali, ki ne morejo doseči ponavljajoče se in visoko natančne plastifikacije in natančnosti merjenja. Zato je treba homogenizacijo plastične taline zaključiti v dozirnem delu. Iz funkcij merilnega dela in praktičnih izkušenj pri obdelavi je razvidno, da ima razumna zasnova merilnega dela ključno vlogo pri doseganju enotnosti pri plastificiranju in natančnem merjenju.
1. Homogenizacija dozirnega odseka in mešalnega strižnega odseka
Homogenizacija taljenja plastike ima dva pomena, prvi je toplotna enakomernost, izražena v obliki temperaturne razlike, drugi pa je optična in mehanska enakomernost mešanja, ki opisuje porazdelitev pigmentov in polnil.
(1) Homogenizacija merilnega odseka
Bistvo homogenizacije v dozirnem delu je, da staljeni material, ki gre skozi kompresijski odsek, preide skozi pot dozirnega odseka, tako da temperatura vsake točke znotraj staljenega materiala doseže enakomernost, da dobimo staljeni material z enakomerna gostota. To je toplotna enakomernost, izražena v obliki temperaturne razlike.
(2) Homogenizacija mešalnega strižnega odseka na sprednjem koncu odmerjanja
Brizgalni vijak stroja za brizganje plastike ima slabo sposobnost mešanja in striženja zaradi svoje specifične funkcije, zlasti v smislu mešanja in disperzije barv. Vendar pa dandanes več domačih uporabnikov redko uporablja barvne masterbače z odlično zmogljivostjo barvne disperzije za zmanjšanje proizvodnih stroškov. Namesto tega neposredno mešajo in mešajo pigmente s plastičnimi delci za plastifikacijo. Da bi izpolnili zahteve uporabnikov glede obdelave, so številni domači proizvajalci strojev za brizganje namestili mešalni strižni del na glavi vijaka, da bi izboljšali enakomernost mešanja pigmenta. Obstaja jasna razlika med homogenizacijo mešalnega strižnega odseka in homogenizacijo merilnega odseka te naprave, ki je optična in mehanska enakomernost mešanja, izražena v obliki porazdelitve pigmenta in polnila.
2. Principi zasnove merilnega odseka
(1) Dolžina merilnega odseka
Glede na namen merilnega dela mora biti globina utora vijaka v merilnem delu plitva in ne globoka. Dolžina merilnega dela je 25 odstotkov do 30 odstotkov dolžine utora vijaka. Globina in dolžina utora vijaka v dozirnem delu sta dva dejavnika, ki vplivata na učinek doziranja, pri čemer ima dolžina dozirnega dela prevladujočo vlogo. Razlog, zakaj lahko povečanje razmerja med dolžino in premerom vijaka izboljša natančnost meritev in enakomernost plastifikacije, je v tem, da se najprej podaljša dolžina merilnega odseka, medtem ko se zmanjša kompresijsko razmerje vijaka. Na primer, a φ Razmerje med dolžino in premerom 42 mm vijaka se je povečalo z 19 na 21,5, dolžina merilnega odseka pa s 4,5D na 6D. Masa plastificiranega PS se giblje med 241,3 in 241,8, z natančnostjo ponovljivosti mase 0,2 odstotka, kar je 5-krat več od prvotnega 1 odstotka. To pomeni, da ima dolžina merilnega odseka ključno vlogo pri točnosti merjenja.
(2) Kompresijsko razmerje in globina utora merilnega odseka
Ko se razmerje med dolžino in premerom brizgalnega vijaka v stroju za brizganje plastike poveča, se lahko kompresijsko razmerje ustrezno zmanjša. Prej, ko je bilo razmerje stranic vijaka 18, je bilo kompresijsko razmerje na splošno 2,8. Zdaj, ko se poveča razmerje stranic vijaka, je razmerje stiskanja običajno 2,2. Hkrati se je zmanjšala tudi globina utora ustreznega merilnega odseka, kar lahko doseže bolj enakomerno staljeno telo in izboljša sposobnost plastificiranja. Na splošno se za plastifikacijo plastike z nizko viskoznostjo, dobro fluidnostjo in dobro toplotno stabilnostjo sprejme veliko kompresijsko razmerje in globlja globina utora merilnega odseka; Za plastifikacijo plastike z visoko viskoznostjo in enostavno toplotno razgradnjo sta sprejeta majhno kompresijsko razmerje in plitva globina utora dozirnega odseka; Pri amorfni plastiki se lahko globina utora merilnega odseka poveča z globino utora 0.06D~0.07D za zmanjšanje upora proti toku; Pri kristalni plastiki zmanjšajte globino utora dozirnega odseka, pri čemer uporabite globino utora od 0,04 D do 0,05 D, da zmanjšate aksialno temperaturno razliko staljenega materiala.
(3) Reža med brizgalnim vijakom in cevjo stroja za brizganje plastike
Velikost reže med brizgalnim vijakom in cevjo stroja za brizganje plastike je zelo pomembna težava med brizganjem pri visoki hitrosti. Ko se vijak vbrizga pri visoki hitrosti, se strižna sila, ki deluje na trdno plast s staljenim filmom in staljenim bazenom vzdolž smeri kompresijskega odseka, znatno poveča. Če je reža med vijakom in cevjo prevelika, bo staljena voda na napredujoči površini vijaka prečkala režo med vijakom in cevjo ter vstopila v utor sprednjega vijaka. Talina bo stisnila trdno plast, kar bo povzročilo, da hitro poči, in celo trdna plast na koncu dovajalnega dela bo začela počiti. Zato je treba za izpolnjevanje zahtev hitrega brizganja strogo nadzorovati razmik med brizgalnim vijakom in cevjo stroja za brizganje plastike.
Vijak stroja za brizganje Jinyang vijak
3. Čekovni prstan
Obstajajo tri oblike kontrolnih obročev: neodvisni kontrolni obroči, ki se vrtijo sinhrono z brizgalnim vijakom stroja za brizganje plastike, in dvojni kontrolni obroči, ki združujejo zgornji dve funkciji. Prvi dve vrsti sta običajno uporabljena obroča za zaklepanje, s poudarkom na dvojnih obročih za zapiranje. Dvojni kontrolni obroč je sestavljen iz zunanjega obroča, ki se vrti sinhrono z brizgalnim vijakom stroja za brizganje plastike, in neodvisnega notranjega obroča, ki se premika neodvisno. Med brizganjem je končna stran zunanjega obroča tesno zatesnjena s čelno ploskvijo vijaka za brizganje stroja za brizganje plastike, medtem ko je končna ploskev notranjega obroča tesno zatesnjena s končno ploskvijo notranjega obroča, da se doseže učinek dvojnega tesnjenja. Njegove značilnosti so dolga življenjska doba, dober učinek tesnjenja, občutljivo zapiranje in sposobnost dolgotrajnega vzdrževanja in stabilizacije visoke učinkovitosti vbrizgavanja. V primerjavi s stroji za brizganje z enakimi specifikacijami, ki ne uporabljajo dvojnih zapornih obročev, stroji za brizganje, ki uporabljajo dvojne zaporne obroče, jasno izkazujejo prednosti stabilnega brizganja in nizkega tlaka brizganja.
3, Načela oblikovanja vijaka za stroje za brizganje plastike
Koncept oblikovanja brizgalnega vijaka za stroje za brizganje plastike temelji na teoriji in temelji na praktičnih izkušnjah, združuje teorijo s prakso, ni vezan na obstoječe teorije in si upa inovirati. Kriteriji za merjenje dizajna vijaka so: ali je plastificiranje enakomerno, ali meritev ustreza zahtevam, in drugič, zahteve glede plastifikacijske sposobnosti. Zaradi nenehnega poglabljanja razumevanja ljudi o lastnostih polimerne plastike in pojava novih polimernih spojin ni absolutno razumne zasnove vijakov. Dokler je izdelke, ki izpolnjujejo zahteve glede kakovosti, mogoče plastificirati in oblikovati, je oblikovanje vijakov uspešno.
Za načrtovanje brizgalnega vijaka stroja za brizganje plastike je treba najprej razumeti zmogljivost obdelanega predmeta in kakovost izdelka, ki ga je treba doseči, ter na katere parametre je povezan brizgalni vijak stroja za brizganje plastike. zmogljivosti materiala, ki ga je treba obdelati, kot je občutljivost materiala na strig in temperaturo. Običajno imajo amorfne plastike, kot so PS, ABS, PMMA, PVC, PC itd., širok razpon temperatur obdelave, razen za PVC. Kristalne plastike, kot so LDPE, HDPE, PA itd., imajo ozko območje temperaturnih nihanj; Amorfne plastike niso občutljive na strig in ne potrebujejo strižnih komponent. Merilno globino utora je mogoče ustrezno povečati in kompresijsko razmerje zmanjšati, da se zmanjša pretočni upor. Kristalna plastika je občutljiva na strig in strižne komponente je mogoče dodati za zmanjšanje viskoznosti in izboljšanje pretočnosti. Vzemite PP kot primer. Čeprav je njegova fluidnost zelo dobra, jo je težko plastificirati zaradi visoke specifične toplotne kapacitete in nizke toplotne difuzivnosti. Težko je doseči idealno kakovost pri uporabi splošnega stroja za brizganje plastike za brizganje vijaka za plastificiranje, zlasti pri velikih in srednje velikih strojih. Pogoste napake v kakovosti plastike so: temperaturna razlika med notranjo in zunanjo plastjo plasti taline v vijačnem homogenizacijskem odseku (merilni del) je velika, kar pomeni, da je temperatura notranje plasti nizka in temperatura zunanje plasti visoka. Med plastificiranjem se zaradi plastificirajoče sile brizgalnega vijaka v stroju za brizganje plastike notranja plast plastike ujame na glavo vijaka, zunanja plast staljenega materiala pa teče mimo notranje plasti plastike, ki se ujame na privijte glavo vijaka na sprednji konec. Zato vsako vbrizgavanje vbrizga samo zunanjo plast staljenega materiala s sprednjega dela cevi stroja v kalup, medtem ko notranja plast plastike ostane na glavi vijaka, ker ne doseže temperature taljenja. Posledica tega je, da se po večkratnem brizganju plastificiranja vedno več materiala ujame na glavi vijaka. Posledično se dejanska količina plastifikacije vsakič zmanjša, kar ima za posledico manjšo količino brizganja, in celo na koncu je normalno delovanje mogoče le izvedemo po odstranitvi zadržanega materiala. Glede na edinstveno naravo plastifikacije PP je treba oblikovati obliko in tehnične parametre vijaka za brizganje PP, da se doseže ponavljajoča se natančnost kakovosti in meritev plastifikacije. Razmerje stranic je ključna zmogljivost, zato najprej povečajte razmerje stranic, da dosežete zadrževalni čas taline, nato pa razmislite o oblikovanju drugih parametrov.
Poleg tega obstaja veliko trikov v posebni zasnovi brizgalnega vijaka za stroje za brizganje plastike in učinkovitost polža se pogosto odraža v teh trikih. Nekatere enote zdaj ne posvečajo dovolj pozornosti dizajnu vijakov in jih zaupajo enotam za obdelavo vijakov, da vse dokončajo. Čeprav to prihrani čas, je nemogoče izboljšati raven vijakov. Zato lahko proizvajalci strojev za brizganje le s krepitvijo lastnih razvojnih zmogljivosti izboljšajo delovanje polža. HNA Plastic Machinery Manufacturing Co., Ltd. pripisuje velik pomen razvoju visokozmogljivih vijakov in je zaporedno razvil inovativne vijake, kot so PC vijaki in termoreaktivni vijaki. Po uporabniški uporabi je učinkovitost plastificiranja dobra in oblikovanje stabilno.