Istraživanje metode projektovanja i principa injekcionog vijka za mašine za brizganje

1, omjer dužine i promjera vijka za ubrizgavanje u mašini za brizganje plastike
Omjer širine i visine vijka za ubrizgavanje (Jinyang) u mašini za brizganje plastike je vrlo važan parametar vijka, posebno za najčešće korištene univerzalne vijke. Omjer stranica univerzalnih vijaka je povećan sa 13-14 na 18, a sada je povećan na 20-22, čak i dostigavši ​​26.
1. Odnos dužine i prečnika i hod injekcijskog vijka u mašini za brizganje plastike
Hod ubrizgavanja mašine za brizganje plastike izražava količinu ubrizgavanja i važan je tehnički parametar. Količina materijala koju puni vijak tokom procesa ubrizgavanja je u osnovi vrlo neizvjestan faktor. Za vrijeme injektiranja, vijak se pomiče naprijed aksijalno, a materijal teče u žljeb vijka, ali žljeb vijka se ne može ispuniti jer vrijeme ubrizgavanja nije dovoljno da zadovolji vrijeme potrebno za potpuno popunjavanje žlijeba vijka. Zbog rijetkog punjenja materijala, zrak se lako usisava. Ako se zrak ne može pravovremeno ispustiti, to će smanjiti kvalitetu plastificiranja. Obično je veličina hoda doziranja glavni faktor koji određuje da li zrak može ući u cilindar za skladištenje. Istraživanja na različitim materijalima su pokazala da ako je hod mjerenja veći od 3D, iza kontrolnog prstena dolazi do uvlačenja zraka. U ovom trenutku, ako je omjer širine vijka manji od 18 (zadovoljava 3D mjerni hod omjera vijka), to jest, dužina na kojoj čvrsta supstanca u dijelu za punjenje počinje da se topi je prekratka, ona će uzrokuju značajno povećanje preostale čvrste materije u talini kada čvrsta materija pređe u kompresijski deo taline. U teškim slučajevima, može čak dovesti do zaustavljanja transporta. Stoga, da bi se postigao mjerni hod veći od 3D, potrebno je povećati efektivnu dužinu vijka, tako da čvrsti materijal može imati dovoljne puteve topljenja tokom procesa dovoda kako bi se smanjio sadržaj čvrste tvari u talini, uskladio sastav zapremine taline sa sastavom zapreminskog protoka kompresionog odseka, i postići da potreban volumen topljenja za merenje bude veći od zapremine topljenja u žlebu za vijke. Općenito, omjer dužine i promjera vijka dostiže 20-25, što može zadovoljiti zahtjev za mjerenje hoda većeg od 3D. Osim toga, kako bi se riješio problem uvlačenja materijala uzrokovanog povećanjem omjera vijka, dizajn vijka mora zadovoljiti zahtjev da brzina čvrstog čepa tokom plastifikacije bude veća od brzine čvrstog sloja. Sada, s napretkom dizajna i obrade vijaka, hod ubrizgavanja općih strojeva za brizganje plastike porastao je sa 3D na 4,5D~5D, a neki čak dosežu i 6,5D. Omjer širine i visine vijka je također povećan sa 18 na 20-25, ili čak i veći, čime je poboljšana ekonomičnost mehanizma za plastifikaciju. Na primjer, u Ergotech seriji kompanije DEMAG, hod ubrizgavanja standardnog zavrtnja je oko 4,5D, efektivna dužina plastificiranja zavrtnja je 20D~24D, omjer širine i visine specijalnog vijka je 25, a omjer koraka prema vanjski prečnik ivice vijka je 1:1.
2. Odnos dužine i prečnika vijka za injektiranje i karakteristika topljenja materijala u mašinama za brizganje plastike
Specifična entalpija polukristalne plastike je oko 1.3-1.5 puta veća od one amorfne plastike, tako da je amorfna plastika sklonija topljenju od polukristalne plastike. Na primjer, ABS se topi kroz 7D putanju, PS se topi kroz 10D putanju, PE se topi kroz 14D putanju, a PP se topi kroz 23D putanju prije kraja procesa topljenja. Iz gore navedenog fenomena može se vidjeti da različite plastike imaju različite zahtjeve za odnos širine i visine vijka zbog njihovih različitih karakteristika topljenja. Na primjer, korištenjem obične mašine za brizganje plastike s omjerom dužine i promjera 18 za ubrizgavanje vijka za plastificiranje PP-a, kvaliteta plastifikacije definitivno nije idealna, tako da će u oblikovanom proizvodu biti neotopljenih čestica. Međutim, kada se koristi za plastificiranje PE, može se postići dobar kvalitet topljenja.
Sa poboljšanjem performansi proizvoda, pojavili su se specijalizovani vijci koji su prevazišli nedostatke univerzalnih vijaka, kao što su PET vijci, PC vijci, PVC vijci, termoreaktivni plastični vijci, EVA vijci, PEEK vijci i tako dalje. Specijalizirani vijak je dizajniran da se prilagodi plastificiranju određenih predmeta, a njegov omjer stranica je u osnovi drugačiji. Specifična struktura i tehnički parametri vijka također imaju svoje karakteristike. Na primjer, specijalizirani vijak za ubrizgavanje PET predforma može se prilagoditi performansama PET materijala i poboljšati kvalitet predformi, s omjerom dužine i prečnika od 23D do 26D.
3. Odnos dužine i prečnika vijaka za injektiranje u mašinama za brizganje plastike i karakteristike kvaliteta proizvoda
Zahtjevi za odnos dužine i promjera vijka variraju ovisno o zahtjevima kvaliteta proizvoda. Na primjer, za opće PC proizvode, omjer dužine i promjera šrafa od 20 može zadovoljiti zahtjeve za plastifikaciju, dok za obradu PC optičkih vodilica, idealan omjer dužine vijka za ubrizgavanje prema promjeru za mašine za brizganje plastike treba biti 23 kako bi se poboljšalo topljenje. kvalitet i tačnost mjerenja; Vijci za precizno ubrizgavanje imaju veći omjer širine i visine od vijaka opće namjene.
4. Mašina za brizganje plastike za ubrizgavanje (Jinyang) vijka i komponente za miješanje smicanja
Iako omjer širine vijka i komponente miješanja smicanja imaju svoje funkcije, one mogu međusobno nadoknaditi nedostatke u određenim situacijama. Plastifikacija plastike koja nije osjetljiva na smicanje, kao što je PP, može poboljšati stopu topljenja dodavanjem komponenti za smicanje/miješanje kada je omjer širine i visine vijka nedovoljan, kao što je upotreba vijaka s više navoja i šrafova tipa barijere. U poređenju sa navojnim vijcima sa jednom glavom, vijci sa više glava i vijci tipa barijere imaju prednost u tome što sloj taline formiran između zida cevi i čvrstog sloja nije tako debeo, čime se povećava prenos toplote sa cevi na čvrsti predmet i efikasno korišćenje energije. Osim toga, površina zaštitnog vijka također može odvojiti čvrstu supstancu od taline, a materijal je podvrgnut određenom smicanju kroz navoj barijere, što čini unos topline učinkovitijim.
Za plastifikaciju plastike visoke entalpije koja je osjetljiva na smicanje, komponente smicanja/miješanja ne mogu zamijeniti funkciju omjera vijka. Potrebno je koristiti vijke sa dovoljno velikim odnosom širine i visine kako bi se osiguralo da materijal ima duže vrijeme zadržavanja da apsorbira dovoljno topline, kako bi se dobio dovoljno homogenizirani rastop; Plastike sa dužim vlaknima često se oštećuju koncentrisanim smicanjem tokom procesa plastifikacije, tako da se komponente smicanja/miješanja ne mogu dodati. Da bi se postigla dobra svojstva disperzije i gnječenja, potrebno je koristiti zavrtnje sa većim omjerom širine i visine.
Cijev stroja za brizganje Jinyang vijčana cijev
2, mjerni dio s vijkom za brizganje plastike mašine za brizganje plastike
Glavna funkcija mjerne sekcije je homogenizacija i doziranje, pa je dio za doziranje poznat i kao dio za homogenizaciju. Zbog činjenice da izlaz taline iz kompresijske sekcije još nije dosegao unutarnju uniformnost topljenja, još uvijek postoje temperaturne razlike između različitih dijelova, pa čak i neotopljenih čvrstih materijala, koji ne mogu postići ponavljajuću i visoko preciznu plastifikaciju i preciznost doziranja. Stoga je homogenizacija plastične taline potrebno završiti u mjernom dijelu. Iz funkcija mjernog dijela i praktičnog iskustva u obradi, evidentno je da razuman dizajn mjernog dijela igra presudnu ulogu u postizanju uniformnosti plastifikacije i preciznog mjerenja.
1. Homogenizacija sekcije za doziranje i smicanja za miješanje
Homogenizacija topljenja plastike ima dva značenja, jedno je termička uniformnost izražena u vidu temperaturne razlike, a drugo je optička i mehanička uniformnost mešanja koja opisuje raspodelu pigmenata i punila.
(1) Homogenizacija mjernog dijela
Suština homogenizacije u mjernoj sekciji je da rastopljeni materijal koji prolazi kroz kompresijski dio prođe kroz stazu mjerne sekcije, tako da temperatura svake tačke unutar rastopljenog materijala dostigne jednoličnost, kako bi se dobio rastopljeni materijal sa ujednačena gustina. Ovo je termička uniformnost izražena u obliku temperaturne razlike.
(2) Homogenizacija smicanja za miješanje na prednjem kraju doziranja
Injekcioni vijak mašine za brizganje plastike ima lošu sposobnost miješanja i smicanja zbog svoje specifične funkcije, posebno u smislu miješanja i disperzije boja. Međutim, danas sve više domaćih korisnika rijetko koristi masterbatch boja s odličnim performansama disperzije boja kako bi smanjili troškove proizvodnje. Umjesto toga, oni direktno miješaju i miješaju pigmente s plastičnim česticama za plastifikaciju. Kako bi zadovoljili zahtjeve korisnika za obradu, mnogi domaći proizvođači strojeva za brizganje su postavili smicajni dio za miješanje na glavi vijka kako bi poboljšali ujednačenost miješanja pigmenta. Postoji jasna razlika između homogenizacije smičnog dijela za miješanje i homogenizacije mjernog dijela ovog uređaja, a to je optička i mehanička uniformnost miješanja izražena u obliku distribucije pigmenta i punila.
2. Principi projektovanja mjernog presjeka
(1) Dužina mjernog dijela
Prema namjeni mjernog dijela, dubina utora za vijke u mjernom dijelu treba biti plitka, a ne duboka. Dužina mjernog dijela je 25 posto do 30 posto dužine žljeba za vijak. Dubina i dužina utora vijka u mjernom dijelu dva su faktora koji utiču na učinak doziranja, pri čemu dužina mjernog dijela igra dominantnu ulogu. Razlog zašto povećanje omjera dužine i promjera vijka može poboljšati točnost mjerenja i uniformnost plastifikacije je taj što se dužina mjernog dijela prvo produžava, dok se smanjuje omjer kompresije vijka. Na primjer, a φ Odnos dužine i prečnika zavrtnja od 42 mm je povećan sa 19 na 21,5, a dužina mernog dela je povećana sa 4,5D na 6D. Masa plastificiranog PS varira između 241,3 i 241,8, sa preciznošću ponovljivosti mase od 0,2 posto, što je 5 puta više od originalnog 1 posto. Ovo ukazuje da dužina mjernog dijela igra ključnu ulogu u preciznosti mjerenja.
(2) Omjer kompresije i mjerenje dubine žljeba presjeka
Kako se povećava omjer dužine i promjera vijka za ubrizgavanje u mašini za brizganje plastike, omjer kompresije se može na odgovarajući način smanjiti. Ranije, kada je omjer vijka bio 18, omjer kompresije je općenito bio 2,8. Sada, kada se poveća omjer vijka, omjer kompresije je općenito 2,2. Istovremeno je smanjena i dubina žljeba odgovarajućeg mjernog dijela, čime se može dobiti ujednačenije rastaljeno tijelo i poboljšati sposobnost plastificiranja. Uopšteno govoreći, za plastifikaciju plastike sa niskim viskozitetom, dobrom fluidnošću i dobrom termičkom stabilnošću, usvojeni su veliki omjer kompresije i dublja dubina žljebova mjernog dijela; Za plastifikaciju plastike sa visokim viskozitetom i lakom termičkom razgradnjom, usvojeni su mali omjer kompresije i plitka dubina utora za doziranje; Za amorfnu plastiku, dubina žljebova mjernog dijela može se povećati, sa dubinom žljeba od 0.06D~0.07D za smanjenje otpora protoka; Za kristalnu plastiku, smanjite dubinu žljebova mjernog dijela, uzimajući dubinu žljeba od 0,04D do 0,05D kako biste smanjili aksijalnu temperaturnu razliku rastaljenog materijala.
(3) Razmak između vijka za injektiranje i cijevi mašine za brizganje plastike
Veličina razmaka između zavrtnja za injektiranje i cevi mašine za brizganje plastike je veoma istaknuto pitanje tokom injektiranja velikom brzinom. Kada se vijak ubrizgava velikom brzinom, posmična sila koja djeluje na čvrsti sloj rastopljenog filma i rastopljenog bazena duž smjera presjeka se značajno povećava. Ako je razmak između vijka i cijevi prevelik, otopljeni bazen na površini vijka će prijeći razmak između vijka i cijevi i ući u prednji žljeb za vijak. Čvrsti sloj će biti komprimiran od taline, uzrokujući brzo pucanje, a čak će i čvrsti sloj na kraju odjeljka za hranjenje početi pucati. Stoga, kako bi se ispunili zahtjevi za brzo ubrizgavanje, razmak između vijka za ubrizgavanje i cijevi mašine za brizganje plastike treba strogo kontrolirati.
Mašina za brizganje vijak Jinyang vijak
3. Kontrolni prsten
Postoje tri oblika kontrolnih prstenova: nezavisni prstenovi za kontrolu kretanja koji se rotiraju sinhrono sa vijkom za brizganje plastike na mašini za brizganje plastike, i dvostruki kontrolni prstenovi koji kombinuju gore navedene dve funkcije. Prva dva tipa obično se koriste kontrolni prstenovi, s fokusom na dvostruke kontrolne prstenove. Dvostruki kontrolni prsten se sastoji od vanjskog prstena koji se rotira sinhrono sa vijkom za brizganje plastike i nezavisnog unutrašnjeg prstena koji se kreće nezavisno. Tokom injektiranja, krajnji kraj vanjskog prstena je čvrsto zapečaćen krajnjom stranom zavrtnja za ubrizgavanje mašine za brizganje plastike, dok je krajnja strana unutrašnjeg prstena čvrsto zatvorena krajnjom stranom unutrašnjeg prstena kako bi se postigao efekat dvostrukog zaptivanja. Njegove karakteristike su dug radni vek, dobar efekat brtvljenja, osetljivo zatvaranje i sposobnost dugotrajnog održavanja i stabilizacije visoke efikasnosti ubrizgavanja. U poređenju sa mašinama za brizganje iste specifikacije koje ne koriste dvostruke prstenove, mašine za brizganje koje koriste dvostruke kontrolne prstenove jasno pokazuju prednosti stabilnog ubrizgavanja i niskog pritiska ubrizgavanja.
3, Principi dizajna vijka za mašine za brizganje plastike
Koncept dizajna šrafova za mašine za brizganje plastike vođen je teorijom i zasnovan na praktičnom iskustvu, kombinujući teoriju sa praksom, ne vezujući se za postojeće teorije, i usuđuje se na inovacije. Kriterijumi za projektovanje mernog zavrtnja su: da li je plastifikacija ujednačena, da li merenje ispunjava zahteve, i drugo, zahtevi za sposobnost plastifikacije. Zbog stalnog produbljivanja razumijevanja ljudi o svojstvima polimerne plastike i pojave novih polimernih spojeva, ne postoji apsolutno razuman dizajn vijaka. Sve dok se proizvodi koji zadovoljavaju zahtjeve kvaliteta mogu plastificirati i oblikovati, tada je dizajn vijaka uspješan.
Za projektovanje vijka za brizganje plastike na mašini za brizganje plastike, prvo je potrebno razumeti performanse obrađenog objekta i kvalitet proizvoda koji se želi postići, kao i koji su parametri brizgaljke mašine za brizganje plastike povezani sa performanse materijala koji se obrađuje, kao što je osjetljivost materijala na smicanje i temperaturu. Obično, amorfne plastike kao što su PS, ABS, PMMA, PVC, PC, itd. imaju širok raspon temperature obrade osim PVC-a. Kristalne plastike kao što su LDPE, HDPE, PA, itd. imaju uski raspon temperaturnih fluktuacija; Amorfna plastika nije osjetljiva na smicanje i ne zahtijeva komponente za smicanje. Mjerna dubina žlijeba može se na odgovarajući način povećati, a omjer kompresije smanjiti kako bi se smanjio otpor protoka. Kristalna plastika je osjetljiva na smicanje, a komponente za smicanje se mogu dodati kako bi se smanjio viskozitet i poboljšala tečnost. Uzmimo PP kao primjer. Iako je njegova fluidnost vrlo dobra, teško ga je plastificirati zbog visokog specifičnog toplinskog kapaciteta i niske toplinske difuzije. Teško je postići idealan kvalitet kada se koristi generalna mašina za brizganje plastike za ubrizgavanje vijaka za plastificiranje, posebno na velikim i srednjim mašinama. Uobičajeni nedostaci kvaliteta plastike su: razlika u temperaturi između unutrašnjeg i vanjskog sloja sloja taline u sekciji za homogenizaciju vijka (mjernoj dionici) je velika, odnosno temperatura unutarnjeg sloja je niska, a temperatura vanjskog sloja visoka. Tokom plastifikacije, zbog plastificirajuće sile zavrtnja za ubrizgavanje u mašini za brizganje plastike, unutrašnji sloj plastike je zarobljen na glavi vijka, a spoljašnji sloj rastopljenog materijala teče pored unutrašnjeg sloja plastike koji je zarobljen na glavi vijka. glavu zavrtnja na prednji kraj. Stoga se svakim ubrizgavanjem u kalup ubrizgava samo vanjski sloj rastopljenog materijala sa prednjeg kraja cijevi mašine, dok unutrašnji sloj plastike ostaje na glavi vijka zbog nedostizanja temperature topljenja. Kao rezultat toga, nakon višestrukih injekcija plastificiranja, sve više i više materijala je zarobljeno na glavi vijka, kao rezultat toga, stvarna količina plastificiranja se svaki put smanjuje, što rezultira manjom količinom ubrizgavanja, pa čak i na kraju, normalan rad može biti samo vrši se nakon uklanjanja zaostalog materijala. S obzirom na jedinstvenu prirodu PP plastifikacije, potrebno je dizajnirati oblik i tehničke parametre injekcionog vijka za PP kako bi se postigla ponovljena preciznost u kvaliteti plastifikacije i mjerenju. Omjer širine i visine je ključna izvedba, stoga prvo povećajte omjer kako biste zadovoljili vrijeme zadržavanja taline, a zatim razmotrite dizajn drugih parametara.
Osim toga, postoji mnogo trikova u specifičnom dizajnu vijka za brizganje za mašine za brizganje plastike, a performanse vijka se često odražavaju u ovim trikovima. Neke jedinice sada ne obraćaju dovoljno pažnje na dizajn vijaka i povjeravaju ih jedinicama za obradu vijaka da sve završe. Iako ovo štedi vrijeme, nemoguće je poboljšati nivo vijaka. Stoga, za proizvođače mašina za brizganje, samo jačanjem vlastitih razvojnih sposobnosti mogu poboljšati performanse vijka. HNA Plastic Machinery Manufacturing Co., Ltd. pridaje veliku važnost razvoju vijaka visokih performansi i sukcesivno razvija inovativne vijke kao što su PC vijci i termoreaktivni vijci. Nakon upotrebe, performanse plastifikacije su dobre, a kalupljenje je stabilno.