通用標(biāo)準(zhǔn)螺桿的必要性
2007/2/2 8:52:00
通用螺桿的設(shè)計最近已獲得發(fā)展。插圖1中的通用螺桿設(shè)計是一種螺紋壓縮螺桿,有一個加料段,一個壓縮(過渡)段和一個計量段;各自分別占螺紋總長度的50%、25%和25%。螺桿的螺紋間距等于其直徑,螺桿的螺紋齒寬度等于其直徑的1/10。壓縮段的錐度加工是漸開式,產(chǎn)生的壓縮比可從2:1到3:1;計算方法是用加料段的螺紋深度除以計量段的螺紋深度。螺桿螺紋長度與螺桿直徑比即L/O比率為16:1~23:1。 這種敘述中沒有加料深度和計量深度。沒有這些深度,壓縮比就毫無意義。從不同供貨商提供的加料深度范圍介于5mm和9mm的螺桿中很容易看出螺桿是60mm,20:1 L/D GP(通用螺桿)。這些深度值影響物料的填充和輸送、螺桿腔體內(nèi)現(xiàn)有塑料的數(shù)量、物料通過量、剪斷比率以及總體熔融質(zhì)量等。 無論所用螺桿的確切深度、長度、螺紋齒的寬度如何,通用螺桿還是為工業(yè)帶來了價值。塑料加工商和螺桿供貨商都認(rèn)識到,通用螺桿設(shè)計的兩個彈性特征為其以后的應(yīng)用樹立了方向;特征一是在不破壞聚合物性能的情況下,螺桿的設(shè)計可按各種周期和物料量處理各種樹脂;特征二即為通用螺桿設(shè)計是制造中最便宜的螺桿設(shè)計。 增塑螺桿的功能 不論模塑應(yīng)用要求我們以30s的周期處理LCP材料,還是要求我們以90s周期處理堅硬的PUC材料,為了能有效地處理聚合材料,生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的模塑零件,每個增塑螺桿必須要完成一些功能,具體功能有: 連續(xù)加入樹脂、均勻熔融樹脂、穩(wěn)定注入液體和均相混合樹脂等。 如果設(shè)計的恰當(dāng),通用螺桿可滿意地完成上述各項功能,但也只能局限于很小的生產(chǎn)范圍內(nèi)。 工作周期、物料量、丸粒幾何形狀、背壓及螺桿幾何形狀都影響滯留時間。如果周期/顆粒尺寸之間的關(guān)系在曲線之外,通用螺桿很難有時間完成熔融及混合的功能。如果停滯的時間太短,很可能是熔融量和(或)混合功能的設(shè)計對于熔料池而言不太合適。相反,如果停滯時間過長,則說明螺桿中的計量段太長而無法保證良好的熔融和混合效果。有效的熔融在獲得充足的熔料池方面起重要的作用。 任務(wù)艱巨 注射技術(shù)要求增塑螺桿的適應(yīng)性能特別強,它不但要能完成上述各項功能,而且其往復(fù)活動的長度要相當(dāng)于5倍的直徑長度。周期通常為4~12s,將影響聚合物的停滯時間。RPM(圓周速度)為1000mm/s可大大縮短工作周期,水壓背壓控制為塑料壓力5000psi。這將影響泵的抽取能力以及正流方程中的壓力流量。 如果應(yīng)用與擠壓技術(shù)相同,在這種技術(shù)中多數(shù)變量已知,螺桿處于一個固定的位置,那么很容易研究這種技術(shù),并能設(shè)計出一個滿足要求的螺桿。這就是為什么在擠壓技術(shù)中全部使用數(shù)字模塊和熔融模擬包的原因。在注射應(yīng)用中,涉及到很多變量。而且還有來自熔融策略,要求技術(shù)人員做完美的選定。 通用螺桿標(biāo)準(zhǔn)的必要性 通用螺桿的設(shè)計已有50多年的歷史了。在幾何形狀方面沒什么秘密可言了,我們不必?fù)?dān)心會侵犯什么專利了,而且能看到的價值與性能也沒更大的差異了,那么我們?yōu)楹尾徽酵ㄟ^一個標(biāo)準(zhǔn)呢? 標(biāo)準(zhǔn)能給工業(yè)帶來奇跡,它可以提供一個基準(zhǔn),從而防止使用其他迭代法。將一個標(biāo)準(zhǔn)用于整個工業(yè),首先應(yīng)該有一個恰當(dāng)?shù)臋C制來創(chuàng)立標(biāo)準(zhǔn)或準(zhǔn)則;其次這項工作應(yīng)該由代表來自注模協(xié)會記錄中大多數(shù)利益的群體來共同完成。 通用螺桿的設(shè)計 通用螺桿標(biāo)準(zhǔn)的制定需要大量的研究和試驗。需要機械制造者、模具商、螺桿設(shè)計師、樹脂制造商以及獨立的檢測實驗室之間的共同工作。 一項特殊的設(shè)計應(yīng)該是上述合作人員都能參加。它可能會有一個已知的熔融溫度值、物流量和熔融質(zhì)量額定值(此數(shù)值用界于0~10的刻度來表示某特殊的停滯時間)。 將會產(chǎn)生一個簡圖。有了這張簡圖,模具商能夠確定該通用螺桿的設(shè)計是否滿足模制所要求的零件。這張圖同樣可以幫助模具商確定所需要的轉(zhuǎn)速、背壓和筒體壓力的設(shè)定值。熔融準(zhǔn)備工作與其說是科學(xué)還不如說是藝術(shù),但是所研制出的準(zhǔn)則將會是向前邁了科學(xué)性的一步。注模設(shè)備的制造商、獨立的螺桿設(shè)計師以及樹脂生產(chǎn)商也可用所開發(fā)出的測試機械原理去評估各自的設(shè)計專利產(chǎn)品。 標(biāo)準(zhǔn)給工業(yè)帶來的收益 目前,注模業(yè)所面臨的情況不利于模壓完美的零件,理由如下: · 典型的模具商實在不知道螺桿和閥門應(yīng)該安裝在注模裝置的什么地方,他們也不知道從所得到的設(shè)計中想要些什么,直到用這種設(shè)備在具體工作中運行一段時間才能揣摩出來。 · 沒有標(biāo)準(zhǔn)的螺桿設(shè)計用于參考。 ·沒有標(biāo)準(zhǔn)的測試方法來比較增塑螺桿設(shè)計在注模技術(shù)上的影響。 因此,所有的塑料模具制造協(xié)會都應(yīng)該堅持開發(fā)螺桿設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。過去有種不充分的觀點是不主張采用標(biāo)準(zhǔn),因為這樣涉及到了專利和對知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)問題,現(xiàn)在,這種觀點將要被注模業(yè)的自身利益徹底瓦解。 信息來源于:佳工機電網(wǎng)
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