Hva er segmentene til skruen?

Når materialet beveger seg fremover langs skruen, opplever det endringer i temperatur, trykk, viskositet osv. Denne endringen er forskjellig gjennom hele skruens lengde. I henhold til de skiftende egenskapene til materialet, kan skruen deles inn i en mate (matings) seksjon, en kompresjonsseksjon og en kompresjonsseksjon. seksjon og homogeniseringsseksjon.
①. Plast og tre tilstander av plast
Det er to kategorier av plast: herdeplast og termoplast. Etter at herdeplast er støpt og størknet, kan den ikke varmes opp og smeltes for støping. Produkter laget av termoplastisk plast kan varmes opp og smeltes til andre produkter.
Når temperaturen endres, produserer termoplastisk plast tre-tilstandsendringer: glassaktig tilstand, svært elastisk tilstand og viskøs flyttilstand. Når temperaturen endres gjentatte ganger, endres de tre tilstandene gjentatte ganger.
en. Ulike egenskaper til polymer smelter i tre tilstander:
Glassaktig tilstand - plasten fremstår som et stivt fast stoff; den termiske kinetiske energien er liten, den intermolekylære kraften er stor, og deformasjonen er hovedsakelig bidratt av bindingsvinkeldeformasjon; deformasjonen gjenopprettes øyeblikkelig etter at den ytre kraften er fjernet, som er en generell elastisk deformasjon.
Svært elastisk tilstand - plasten fremstår som en gummilignende substans; deformasjonen er bidratt av konformasjonsstrekkingen av makromolekyler forårsaket av kjedesegmentorientering, og deformasjonsverdien er stor; deformasjonen kan gjenopprettes etter at ytre kraft er fjernet, men er tidsavhengig, som er en svært elastisk deformasjon.
Viskøs flyttilstand - plast fremstår som en svært viskøs smelte; termisk energi forsterker den relative glidebevegelsen til kjedemolekyler ytterligere; deformasjonen er irreversibel og tilhører plastisk deformasjon
b. Plastbehandling og tre tilstander av plast:
Plast kan bearbeides i glassaktig tilstand. I høyelastisk tilstand kan den strekkes og bearbeides, for eksempel trådtrekking, ekstrudering, blåsestøping og termoforming. I den viskøse strømningstilstanden kan den behandles ved belegg, rotasjonsstøping og sprøytestøping.
Når temperaturen er høyere enn den viskøse strømningstilstanden, vil plasten brytes ned termisk, og når temperaturen er lavere enn den glassaktige tilstanden, vil plasten bli sprø. Når plasttemperaturen er høyere enn den viskøse strømningstilstanden eller lavere enn den glassaktige tilstanden, har den termoplastiske plasten en tendens til å bli alvorlig forringet og ødelagt, så disse to temperaturområdene bør unngås ved bearbeiding eller bruk av plastprodukter.
②. Tre-trinns skrue
Det er tre fysiske tilstander av plast i ekstruderen - glassaktig tilstand, svært elastisk tilstand og tyktflytende tilstand. Hver stat har forskjellige krav til skruestrukturen.
c. For å tilpasse seg kravene i forskjellige stater, er skruen til ekstruderen vanligvis delt inn i tre seksjoner:
Mateseksjon L1 (også kalt solid transportseksjon)
Smelteseksjon L2 (kalt kompresjonsseksjon)
Homogeniseringsseksjon L3 (kalt måleseksjon)
Dette er vanligvis kjent som en tre-trinns skrue. Ekstruderingsprosessen av plast i disse tre stadiene er forskjellig.
Fôringsseksjonens funksjon er å sende materialet som tilføres fra beholderen til kompresjonsseksjonen. Plasten forblir generelt i fast tilstand under bevegelsen og smeltes delvis på grunn av varme. Lengden på fôringsseksjonen varierer med type plast, og kan starte ikke langt fra beholderen og ende på 75 % av skruekoppens totale lengde.
Generelt sett er ekstruderte krystallinske polymerer de lengste, etterfulgt av harde amorfe polymerer, og myke amorfe polymerer er de korteste. Siden mateseksjonen ikke nødvendigvis produserer kompresjon, kan volumet av skruesporet forbli uendret. Størrelsen på spiralvinkelen har en større innvirkning på matekapasiteten til denne seksjonen, noe som faktisk påvirker produktiviteten til ekstruderen. Vanligvis er spiralvinkelen til pulveraktige materialer omtrent 30 grader, som har den høyeste produktiviteten. Spiralvinkelen til kvadratiske materialer skal være omtrent 15 grader, og spiralvinkelen til sfæriske materialer bør være omtrent 17 grader.
Hovedparametre for skruen i matedelen:
Helixvinkelen ψ er vanligvis 17 grader ~ 20 grader.
Skruespordybden H1 beregnes basert på det geometriske kompresjonsforholdet ε til skruen etter å ha bestemt skruespordybden i homogeniseringsseksjonen.
Lengden L1 av fôringsseksjonen bestemmes av den empiriske formelen:
For amorf polymer L1=(10 %-20%)L
For krystallinsk polymer L1=(60%-65%)L
Funksjonen til kompresjonsseksjonen (migrasjonsseksjonen) er å komprimere materialet, konvertere materialet fra fast til smeltet, og eliminere luften i materialet; for å tilpasse seg å skyve gassen i materialet tilbake til matedelen, komprimere materialet og redusere volumet av materialet når det smelter. På grunn av sin lille størrelse bør denne delen av skruen gi større skjæring og kompresjon av plasten. Av denne grunn reduseres vanligvis volumet til skruekanalen gradvis, og reduksjonsgraden bestemmes av plastens kompresjonsgrad (produktets egenvekt/plastens tilsynelatende egenvekt). Kompresjonsforholdet er ikke bare relatert til kompresjonshastigheten til plasten, men også til formen på plasten. Pulveret har en liten egenvekt og mye medført luft, så det krever et større kompresjonsforhold (opptil 4~5), mens pellets kun er 2,5~3.
Lengden på kompresjonsseksjonen er hovedsakelig relatert til smeltepunktet og andre egenskaper til plasten. Plast med et bredt smeltetemperaturområde, som polyvinylklorid, som begynner å smelte over 150 grader, har den lengste kompresjonsseksjonen, og når 100 % av den totale skruelengden (gradienttype), og polyetylen med et smalt smeltetemperaturområde (lavt) tetthet polyetylen 105~120 grader, høy tetthet polyetylen (125~135 grader), etc., kompresjonsseksjonen er 45~50% av den totale lengden av skruen for de fleste polymerer med et veldig smalt smeltetemperaturområde, som f.eks polyamid, er kompresjonsseksjonen til og med bare én stigning lang.
Hovedparametre for smelteseksjonsskruen:
Kompresjonsforhold ε: refererer generelt til det geometriske kompresjonsforholdet, som er forholdet mellom volumet av det første sporet i skruematingsseksjonen og volumet til det siste sporet i homogeniseringsseksjonen.
ε=(Ds-H1)H1/(Ds-H3)≈H1/H3
I formelen, H1 - dybden av det første skruesporet i matedelen
H3--Dybde av det siste sporet i homogeniseringsdelen
Smelteseksjonslengden L2 bestemmes av den empiriske formelen:
For amorf polymer L2=55%~65%L
For krystallinske polymerer L2=(1-4)Ds
Funksjonen til homogeniseringsseksjonen (måleseksjonen) er å mate det smeltede materialet inn i maskinhodet med et konstant volum (kvantitativ mengde) og konstant trykk for å danne det i dysen. Kanalvolumet til homogeniseringsseksjonen er like konstant som til fôringsseksjonen. For å hindre at materialer holdes tilbake i det døde hjørnet av skruehodet og forårsaker nedbrytning, er skruehodet ofte utformet som en kjegle eller halvsirkel; den homogeniserende delen av noen skruer er en stang med en helt glatt overflate som kalles et torpedohode, men det finnes også graverte. Rillet eller frest inn i mønstre. Torpedohodet har funksjonen til å røre og kontrollere materialet, eliminere pulseringsfenomenet under strømning og øke trykket på materialet, redusere tykkelsen på materiallaget, forbedre oppvarmingstilstanden og ytterligere forbedre plastiseringseffektiviteten til skruen. . Denne delen kan være 20 til 25 % av skruens totale lengde.
Viktige parametere for skruen i homogeniseringsdelen:
Skruespordybden H3 bestemmes av den empiriske formelen H3=(0.02-0.06)Ds
Lengden L3 bestemmes av følgende formel L3=(20%-25%)L
d. I følge smeltetransportteorien er det fire former for smeltestrøm i skruehomogeniseringsseksjonen. Strømmen av smeltet materiale i skruesporet er en kombinasjon av disse fire strømningene:
Foroverflyt - flyten av plastsmelte mellom tønnen og skru langs sporretningen mot maskinhodet.
Motstrøm - strømningsretningen er motsatt av foroverstrømmen, forårsaket av trykkgradienten forårsaket av motstanden til maskinhodet, porøs plate, filterplate, etc.
Kryssstrømning - strømmen av smelte langs retningen vinkelrett på gjengeveggen, som påvirker blandingen og varmevekslingen av smelten under ekstruderingsprosessen.
Lekkasjestrøm - tilbakestrømmen dannet i gapet mellom skruen og fatet på grunn av trykkgradienten, langs skruens aksiale retning.
2. Strukturen til vanlig skrue
Konvensjonelle helgjengede treseksjonsskruer kan deles inn i tre former i henhold til endringer i gjengeløft og spordybde:
(1) Skru med lik dybde
Hastigheten til den ekvidistante dybdeendrende skruen fra spordybden kan deles inn i to former:
① Equidistant gradient skrue: En skrue hvis dybde gradvis blir grunnere fra matedelen til det siste skrusporet i homogeniseringsdelen. Over det lengre smeltepartiet blir spordybden gradvis grunnere.
② Isometrisk mutasjonsskrue: det vil si at skruespordybden i matedelen og homogeniseringsdelen forblir uendret, men spordybden i smeltedelen blir plutselig grunnere
(2) Variabel skrue med konstant dybde
Den konstante dybdeskruen med variabel stigning betyr at dybden på skruesporet forblir uendret, og skruestigningen blir gradvis smalere fra det første skrusporet i innmatingsseksjonen til enden av homogeniseringsseksjonen.
Karakteristikken til skruen med konstant dybde med variabel stigning er at på grunn av den konstante dybden til skruesporet, er tverrsnittsarealet til skruen ved mateporten større og har tilstrekkelig styrke, noe som bidrar til å øke rotasjonshastigheten, og dermed forbedre produktiviteten. Imidlertid er skruebehandling vanskelig, strømmen av tilbakestrømning av smelte er stor, og homogeniseringseffekten er dårlig, så den brukes sjelden.
(3) Skrue med variabel dybde og variabel stigning
Skruen med variabel dybde og variabel stigning refererer til en skrue hvis spordybde og gjengeløftvinkel gradvis endres fra begynnelsen av matedelen til slutten av homogeniseringen, det vil si at gjengeløftet gradvis blir smalere fra bredere, og skrusporet dybden blir gradvis grunnere fra dypere. Denne skruen har egenskapene til de to foregående skruene, men den er vanskelig å maskinere og brukes sjelden.
3.Skruemateriale
Skruen er en nøkkelkomponent i ekstruderen. Skruematerialet må ha egenskapene til høy temperaturbestandighet, slitestyrke, korrosjonsmotstand, høy styrke osv. Det bør også ha god skjæreytelse, liten restspenning etter varmebehandling og liten termisk deformasjon.
For materialet til ekstruderskruen er det følgende spesifikke krav:
①Høye mekaniske egenskaper. Den må ha tilstrekkelig styrke til å tilpasse seg høy temperatur og høytrykks arbeidsforhold og øke levetiden til skruen.
② God mekanisk prosessytelse. Den må ha bedre kutteytelse og varmebehandlingsytelse.
③ God korrosjonsbestandighet og antislitasjeegenskaper.
④ Lett å få tak i materialer.