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螺杆作用与分类
螺杆是塑化部件中的关键部件，和塑料直接接触，塑料通过螺槽的有效长度，经过很长的热历程，要经过三态（玻璃态、粘弹态、粘流态）的转变，螺杆各功能段的长度，几何形状，几何参数将直接影响塑料的输送效率和塑化质量，将***终影响注塑成型周期和制品质量。
注塑螺杆按其对塑料的适应性，可分通用螺杆和特殊螺杆。通用螺杆又称常规螺杆可加工大部分具有低、中粘度的热塑性塑料，结晶型和非结晶型的民用塑料和工程塑料，是螺杆***基本的形式。
与其相应的还有特殊螺杆，是用来加工用普通螺杆难以加工加工的塑料，例如热固性塑料、聚氯乙烯、高粘度的pmma的螺杆，按螺杆结构及其几何形状的特征，可分为常规螺杆和新型螺杆。
常规螺杆又称三段式螺杆，是螺杆的基本形式。新型螺杆形式很多，主要有分离型螺杆、分流型螺杆、波状螺杆、横纹螺杆、无计量段螺杆、两段式排氯螺杆、强混炼型螺杆等等。
2．螺杆的基本形式及几何参数
螺杆基本结构如图4-8所示，主要由有效螺纹长度l和尾部的连接部分组成。螺杆头部设有装螺杆头的反向螺纹。
（1）ds ——螺杆外径。螺杆直径大小直接影响着塑化能力的大小，也就直接影响到理论注射容积的大小。因此，理论注射容积大的注塑机其螺杆直径也大。
（2）l/ ds ——螺杆长径比。l是螺杆螺纹部分的有效长度。
螺杆长径比愈大，说明螺纹长度愈长，直接影响到物料在螺槽中输送的热历程，影响吸收能量的能力。此能量有分两部分：一部分是料筒外面加热圈传给的，另一部分是螺杆转动时产生磨擦热和剪切热，由外部机械能转化的。因此，l/ ds直接影响到物料的熔化效果和熔体质量。但是如果l/ ds太长，则传递扭矩加大，能量消耗增加。过去，l/ ds数值在16~18；现在，由于塑料品种增加，工程塑料增多，l/ ds已增加到19~23。
（3）l1 ——加料段长度。加料段又称输送段或进料段。为提高输送能力螺槽表面一定要光洁。l3的长度应保物料有足够的输送长度一般l3＝（9~10）ds。
（4）h1 ——加料段的螺槽深度。h1深，则容纳物料多，提高了供料量，但会影响物料塑化效果以及螺杆根部的剪切强度。一般h1≈0.12～0.16 ds。
（5）l3 ——熔融段（均化段、计量段）螺纹长度。熔体在l3段的螺槽中得到进一步的均化：温度均匀，粘度均匀，组分均匀，分子量分布均匀，形成较好的熔体质量。l3长度有助于稳定熔体在螺槽中的波动，有稳定压力的作用，使物料以均匀的料量从螺杆头部挤出，所以又称计量段。一般。
（6）h3 ——熔融段螺纹深度。h3小，螺槽浅，提高了塑料熔体的塑化效果，有利于熔体的均化。但h3过小会导致剪切速率过高，以及剪切热过大，引起大分子链的降解，影响熔体质量。反之，如果h3过大，由于在预塑时，螺杆背压产生的回流作用增强，会降低塑化能力。所以合适的h3应由压缩比ε来决定：
……………（4-22）
对于结晶型塑料，如pp、pe、pa以及复合塑料，ε＝3~3.5；
对粘度较高的塑料，如vpvc，abs，hips，as，pom，pc，pmma，pps等，ε＝1.4~2.5。
（7）l2 ——塑化段（压缩段）螺纹长度。物料在此锥体空间中不断地受到压缩，剪切和混炼作用，物料从l2段入点开始，熔池不断地加大，到出点处熔池已占满全螺槽，物料完成从玻璃态，经过粘弹态向粘流态的转变，从固体床向熔体床的转变。l2长度会影响物料从固态到粘流态的转化历程，太短会来不及转化，固料堵能塞在l2段的末端，形成很高的压力，扭矩或轴向力，太长也会增加螺杆的扭矩和不必要的能耗，一般l2＝（6~8）ds。
对于结晶型的塑料，物料熔点明显，熔融范围窄，所以l2可短些，一般。
（8）s ——螺距，其大小影响螺旋角β，从而影响螺槽的输送效率，一般
s≈ds。
（9）e ——螺棱宽度，其宽窄影响螺槽的容料量，熔体的漏流以及螺棱耐磨损程度，一般（0.05～0.07）ds。
（10）螺棱后角α，螺棱推力面圆角r1和背面圆角r2的大小影响螺槽的有效容积，物料的滞留情况以及螺棱根部的强度等，一般α=25~30?，，如图4-9所示。
3．普通螺杆
（1）概述
普通注射螺杆螺纹有效长度通常分成加料段（输送段）、压缩段（塑化段）、均化段（计量段）。
根据塑料性质不同，可分为渐变型螺杆、突变型螺杆、通用型螺杆。
①渐变型螺杆：压缩段较长，塑化时能量转换缓和，多用于聚氯乙烯等，软化温度较宽的、高粘度的非结晶型塑料。
②突变型螺杆：压缩段较短，塑化时能量转换较剧烈，多用于聚烯烃、聚酰胺类的结晶型塑料。
③通用型螺杆：适应性比较强的通用型螺杆，可适应多种塑料的加工，避免更换螺杆频繁，有利提高生产效率。
通用型螺杆的压缩段长度介于渐变螺杆和突变螺杆之间。但通用型螺杆也绝非是“万能”螺杆，对某些有特殊注塑工艺要求的塑料，需要配备特殊螺杆。
（2）普通螺杆参数
①螺杆长径比（l/ds）、分段
螺杆长径比大，可以实现低温、均质、稳定的塑化，螺杆长径比一般取18~22。
普通螺杆各段长度如下所列：
螺杆类型 加料段（l1） 压缩段（l2） 均化段（l3）
渐变型 25~30% 50% 15~20%
突变型 65~70% 15~5% 20~25%
通用型 45~50% 20~30% 20~30%
②压缩比（ε）
注射螺杆压缩比是指计量段螺槽深度（h1）与均化段螺槽深度（h3）之比。压缩比大，会增强剪切效果，但会减弱塑化能力，相对于挤出螺杆，压缩比应取用得小些为好，以有利于提高的塑化能力和增加对物料的适应性。
对于结晶型塑料，如聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、以及复合塑料，一般取2.6~3.0；对高粘度的塑料，如硬聚氯乙烯、丁二烯与abs共混，高冲击聚苯乙烯、as、聚甲醛、聚碳酸脂、有机玻璃、聚苯醚等，约为1.8~2.3，通用型螺杆可取23~2.6，在均化段螺槽深度和螺杆压缩比确定后，对于单头等距变深螺杆，可由式计算出加料段的螺槽深度。若h1/h3=2，实际压缩比为1.86。通常所说的压缩比，大于实际压缩比。
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