나사의 세그먼트는 무엇입니까?

재료가 스크류를 따라 앞으로 이동할 때 온도, 압력, 점도 등의 변화가 발생합니다. 이러한 변화는 스크류 전체 길이에 걸쳐 다릅니다. 재료의 특성 변화에 따라 스크류는 공급 (공급) 섹션, 압축 섹션 및 압축 섹션으로 나눌 수 있습니다. 섹션 및 균질화 섹션.
①. 플라스틱과 플라스틱의 세 가지 상태
플라스틱에는 열경화성 플라스틱과 열가소성 플라스틱의 두 가지 범주가 있습니다. 열경화성 플라스틱은 성형 및 응고된 후에는 가열하거나 녹여 성형할 수 없습니다. 열가소성 플라스틱으로 만든 제품은 재가열하고 녹여 다른 제품을 만들 수 있습니다.
온도가 변하면 열가소성 플라스틱은 유리 상태, 고탄성 상태, 점성 흐름 상태라는 세 가지 상태 변화를 일으킵니다. 온도가 반복적으로 변하면 세 가지 상태가 반복적으로 변합니다.
ㅏ. 세 가지 상태에서 폴리머 용융의 다양한 특성:
유리 상태 - 플라스틱이 단단한 고체로 나타납니다. 열 운동 에너지가 작고 분자간 힘이 크며 변형은 주로 결합각 변형에 의해 발생합니다. 외력이 제거된 후 변형이 순간적으로 회복되는데, 이는 일반적인 탄성 변형입니다.
높은 탄성 상태 - 플라스틱이 고무 같은 물질로 나타납니다. 변형은 사슬 분절 배향으로 인한 거대분자의 형태적 신장에 의해 발생하며 변형 값은 크다. 변형은 외력이 제거된 후에 복원될 수 있지만 시간에 따라 달라지며 이는 매우 탄성적인 변형입니다.
점성 흐름 상태 - 플라스틱은 점성이 높은 용융물로 나타납니다. 열 에너지는 사슬 분자의 상대적 미끄러짐 운동을 더욱 강화합니다. 변형은 되돌릴 수 없으며 소성 변형에 속합니다.
비. 플라스틱 가공과 플라스틱의 세 가지 상태:
플라스틱은 유리 상태에서도 가공이 가능합니다. 고탄성 상태에서는 와이어 드로잉, 압출, 블로우 성형 및 열성형과 같은 연신 및 가공이 가능합니다. 점성유동상태에서는 코팅, 회전성형, 사출성형 등의 방법으로 가공할 수 있습니다.
온도가 점성 유동 상태보다 높으면 플라스틱은 열적으로 분해되고, 온도가 유리 상태보다 낮으면 플라스틱은 부서지기 쉽습니다. 플라스틱 온도가 점성 유동 상태보다 높거나 유리 상태보다 낮을 경우 열가소성 플라스틱이 심각하게 변질되고 파괴되는 경향이 있으므로 플라스틱 제품을 가공하거나 사용할 때 이 두 온도 영역을 피해야 합니다.
②. 3단 나사
압출기에는 유리 상태, 고탄성 상태, 점성 흐름 상태 등 세 가지 물리적 플라스틱 상태가 있습니다. 각 주마다 나사 구조에 대한 요구 사항이 다릅니다.
씨. 다양한 국가의 요구 사항에 적응하기 위해 압출기의 나사는 일반적으로 세 부분으로 나뉩니다.
공급 구간 L1(고체 이송 구간이라고도 함)
용융 구간 L2(압축 구간이라 함)
균질화 섹션 L3(계량 섹션이라고 함)
이는 일반적으로 3단계 나사로 알려져 있습니다. 이 세 단계의 플라스틱 압출 공정은 다릅니다.
공급부의 기능은 호퍼에서 공급된 재료를 압축부로 보내는 것입니다. 플라스틱은 일반적으로 이동 중에 고체 상태로 유지되며 열로 인해 부분적으로 녹습니다. 공급 부분의 길이는 플라스틱 종류에 따라 다르며 호퍼에서 멀지 않은 곳에서 시작하여 스크류 컵 전체 길이의 75%에서 끝날 수 있습니다.
일반적으로 말하면, 압출된 결정질 폴리머가 가장 길며, 경질 비정질 폴리머가 그 뒤를 따르고, 연질 비정질 폴리머가 가장 짧습니다. 공급 부분이 반드시 압축을 생성하는 것은 아니기 때문에 나사 홈의 부피는 변하지 않고 유지될 수 있습니다. 나선 각도의 크기는 이 섹션의 공급 용량에 더 큰 영향을 미치며 실제로 압출기의 생산성에 영향을 미칩니다. 일반적으로 분말재료의 나선형 각도는 약 30도 정도로 생산성이 가장 높습니다. 정사각형 재료의 나선형 각도는 약 15도, 구형 재료의 나선형 각도는 약 17도가 되어야 합니다.
공급 섹션의 나사의 주요 매개변수:
나선 각도 ψ는 일반적으로 17도 ~ 20도입니다.
나사 홈 깊이 H1은 균질화 구간에서 나사 홈 깊이를 결정한 후 나사의 기하학적 압축비 ε를 기준으로 계산됩니다.
공급 섹션의 길이 L1은 실험식에 의해 결정됩니다.
비정질 폴리머의 경우 L1=(10%-20%)L
결정성 폴리머의 경우 L1=(60%-65%)L
압축 섹션(이동 섹션)의 기능은 재료를 압축하고, 재료를 고체에서 용융으로 변환하고, 재료 내의 공기를 제거하는 것입니다. 재료의 가스를 공급 섹션으로 다시 밀어 넣고 재료를 압축하고 재료가 녹을 때 재료의 부피를 줄이는 데 적합합니다. 나사의 이 부분은 크기가 작기 때문에 플라스틱의 전단력과 압축력이 더 커집니다. 이러한 이유로 스크류 채널의 부피는 일반적으로 점진적으로 감소하며 감소 정도는 플라스틱의 압축률(제품의 비중/플라스틱의 겉보기 비중)에 따라 결정됩니다. 압축비는 플라스틱의 압축률뿐만 아니라 플라스틱의 모양과도 관련이 있습니다. 분말은 비중이 작고 혼입된 공기가 많기 때문에 더 큰 압축비(최대 4~5)가 필요한 반면, 펠릿은 2.5~3에 불과합니다.
압축 구간의 길이는 주로 플라스틱의 녹는점 및 기타 특성과 관련이 있습니다. 150도 이상에서 녹기 시작하는 폴리염화비닐과 같이 녹는점 범위가 넓은 플라스틱은 스크류 전체 길이의 100%에 도달하는 압축 구간이 가장 길고(구배형) 녹는점 범위가 좁은 폴리에틸렌(낮은 온도) 밀도 폴리에틸렌 105~120도, 고밀도 폴리에틸렌(125~135도) 등, 압축 구간은 용융 온도 범위가 매우 좁은 대부분의 폴리머에 대해 스크류 전체 길이의 45~50%입니다. 폴리아미드로 압축 부분의 길이는 단 1피치에 불과합니다.
녹는 부분 나사의 주요 매개변수:
압축비 ε: 일반적으로 기하학적 압축비를 의미하며, 이는 균질화 섹션의 마지막 홈 부피에 대한 스크류 공급 섹션의 첫 번째 홈 부피의 비율입니다.
ε=(Ds-H1)H1/(Ds-H3)≒H1/H3
수식에서 H1 -는 이송부의 첫 번째 나사 홈의 깊이입니다.
H3--균질화 섹션의 마지막 홈 깊이
용융 구간 길이 L2는 실험식에 의해 결정됩니다.
비정질 폴리머의 경우 L2=55%~65%L
결정성 폴리머 L2=(1-4)Ds용
균질화 섹션(측정 섹션)의 기능은 용융된 재료를 일정한 부피(정량적 양)와 일정한 압력으로 기계 헤드에 공급하여 다이에서 형성하는 것입니다. 균질화 섹션의 채널 볼륨은 공급 섹션의 채널 볼륨과 동일합니다. 나사 머리의 사각 모서리에 재료가 남아 분해를 일으키는 것을 방지하기 위해 나사 머리는 종종 원뿔 또는 반원형으로 설계됩니다. 일부 나사의 균질화 부분은 어뢰 머리라고 불리는 완전히 매끄러운 표면을 가진 막대이지만 새겨진 것도 있습니다. 패턴으로 홈을 파거나 가공합니다. 어뢰 헤드는 재료를 교반 및 제어하고 유동 중 맥동 현상을 제거하며 재료의 압력을 높이고 재료 층의 두께를 줄이고 가열 조건을 개선하며 스크류의 가소화 효율을 더욱 향상시키는 기능을 가지고 있습니다. . 이 부분은 나사 전체 길이의 20~25%가 될 수 있습니다.
균질화 섹션에서 나사의 중요한 매개변수:
나사 홈 깊이 H3은 실험식 H3=(0.02-0.06)Ds에 의해 결정됩니다.
길이 L3은 다음 공식 L3=(20%-25%)L에 의해 결정됩니다.
디. 용융물 수송 이론에 따르면, 스크류 균질화 구간에는 4가지 형태의 용융물 흐름이 있습니다. 나사 홈의 용융 재료 흐름은 다음 네 가지 흐름의 조합입니다.
정방향 흐름 - 배럴과 나사 사이의 플라스틱 용융물이 홈 방향을 따라 기계 헤드 방향으로 흐르는 흐름입니다.
역류 - 기계 헤드, 다공성 플레이트, 필터 플레이트 등의 저항으로 인한 압력 구배로 인해 흐름 방향이 정방향 흐름과 반대입니다.
교차 흐름 - 스레드 벽에 수직인 방향을 따르는 용융물의 흐름으로, 압출 공정 중 용융물의 혼합 및 열 교환에 영향을 미칩니다.
누출 흐름 - 압력 구배로 인해 스크류의 축 방향을 따라 스크류와 배럴 사이의 틈에 형성된 역류입니다.
2. 일반 나사의 구조
기존의 완전 나사형 3섹션 나사는 나사 리프트 및 홈 깊이의 변화에 ​​따라 세 가지 형태로 나눌 수 있습니다.
(1) 동일한 간격의 깊이 나사
홈 깊이에서 등거리 깊이 변경 스크류의 속도는 두 가지 형태로 나눌 수 있습니다.
① 등거리 구배 스크류 : 균질화 구간의 공급 구간부터 마지막 ​​스크류 홈까지 깊이가 점차 얕아지는 스크류. 용융 구간이 길어질수록 홈 깊이는 점차 얕아집니다.
② 아이소메트릭 돌연변이 스크류: 즉, 공급 구간과 균질화 구간의 스크류 홈 깊이는 변함이 없으나, 용융 구간의 홈 깊이가 갑자기 얕아지는 현상
(2) 일정한 깊이의 가변 피치 나사
일정 깊이 가변 피치 스크류란 스크류 홈의 깊이가 변하지 않고 유지되며, 공급 구간의 첫 번째 스크류 홈부터 균질화 구간이 끝날 때까지 스크류 피치가 점차 좁아지는 것을 의미합니다.
일정깊이 가변피치스크류의 특징은 스크류 홈의 깊이가 일정하기 때문에 이송구에서의 스크류 단면적이 크고 강도가 충분하여 회전속도를 높이는 데 유리하며, 그로 인해 생산성이 향상됩니다. 그러나 스크류 가공이 어렵고 용융 역류의 흐름이 크고 균질화 효과가 좋지 않아 거의 사용되지 않습니다.
(3) 가변 깊이 및 가변 피치 나사
가변 깊이 및 가변 피치 나사는 공급 구간의 시작부터 균질화가 끝날 때까지 홈 깊이와 나사 리프트 각도가 점차적으로 변하는 나사, 즉 나사 리프트가 넓은 것에서 점차 좁아지는 나사를 말하며 나사 홈은 수심은 깊은 곳에서 점차 얕아집니다. 이 나사는 앞의 두 나사의 특성을 가지고 있지만 가공이 어렵고 거의 사용되지 않습니다.
3.나사 재료
스크류는 압출기의 핵심 구성 요소입니다. 나사 재료는 고온 저항, 내마모성, 내식성, 고강도 등의 특성을 가져야 합니다. 또한 절단 성능이 좋고 열처리 후 잔류 응력이 작고 열 변형이 작아야 합니다.
압출기 나사의 재질에는 다음과 같은 특정 요구 사항이 있습니다.
① 기계적 성질이 높다. 고온, 고압의 작업 조건에 적응하고 나사의 수명을 늘리려면 충분한 강도가 있어야 합니다.
② 기계적 가공 성능이 좋다. 절단 성능과 열처리 성능이 좋아야 합니다.
③ 내식성 및 내마모성이 우수합니다.
④ 재료 획득이 용이하다.