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注射系統(tǒng)的主要零部件
1.加料裝置
由料斗、加料計(jì)量裝置及其他輔助裝置組成。注射機(jī)料斗呈倒圓錐形或錐形，其容量一般可供注射機(jī)l～2h之用。注射機(jī)的加料是間歇性的，每次從料斗加入到料筒的料量與每次從料筒注射人模具中的料量相等，為此，很多注射機(jī)的料斗上設(shè)置有計(jì)量裝置，以便定量或定容地加料。對(duì)于有些吸濕性較強(qiáng)的物料，注射機(jī)的料斗應(yīng)備有加熱和干燥裝置，大中型注射機(jī)應(yīng)該備有自動(dòng)上料裝置。
2.料筒
料筒是為塑料加熱、加壓的容器，是物料的預(yù)熱室，又是塑化室，其結(jié)構(gòu)與擠出機(jī)料筒相似，但內(nèi)壁要求盡可能光滑，呈流線型。料筒尺寸的大小決定了注射機(jī)的注射量，柱塞式注射機(jī)的料筒容積一般為最大注射量的4—8倍。容積過(guò)大時(shí)，塑料在高溫料筒內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能引起塑料的分解、變色，影響產(chǎn)品質(zhì)量。容積過(guò)小，塑料在料筒內(nèi)受熱時(shí)間太短，塑化不均勻;螺桿式注射機(jī)因?yàn)橛新輻U在料筒內(nèi)對(duì)塑料進(jìn)行攪拌，料層比較薄，傳熱效率高，塑化均勻，其容積多為最大注射量的2～3倍。
料筒外部配有加熱裝置，一般將料筒分為2—3個(gè)加熱區(qū)，分段加熱和控制。近料斗一端溫度較低，靠噴嘴端溫度較高。
3.柱塞
分流棱柱塞與分流梭都是柱塞式注射機(jī)料筒內(nèi)的重要部件。柱塞的作用是將注射油缸的壓力傳遞給物料，并使熔料注射入模具內(nèi)腔。柱塞是一根表面硬度很高的金屬圓柱體，其直徑在20～100mm，注射油缸與柱塞截面積的比例在10～20之間，柱塞的行程約為其直徑的3.5～6倍。柱塞和料筒的間隙應(yīng)以柱塞能自由地往復(fù)運(yùn)動(dòng)又不漏料為原則。
分流梭是裝在料筒前端內(nèi)腔中形狀頗似魚雷體的一種金屬部件，其表面常有4～8條呈流線型的凹槽。分流梭上有凸起的分流筋，與料筒內(nèi)壁緊接，起定位和傳熱作用。分流梭的作用是：使塑料分散為薄層，以增加傳熱面積，減少料層厚度，提高塑化質(zhì)量。分流梭與加熱料筒之間的流道應(yīng)形成一個(gè)逐漸壓縮的空間，以適應(yīng)物料流動(dòng)時(shí)狀態(tài)的變化。
4.螺桿
注射螺桿是螺桿式注射機(jī)料筒內(nèi)的重要部件，它的主要作用是對(duì)物料進(jìn)行輸送、壓實(shí)、塑化和注射。由于注射機(jī)螺桿在運(yùn)動(dòng)上(既做轉(zhuǎn)動(dòng)又做平移)和功能上(既起塑化作用又有注射功能)與擠出機(jī)螺桿不同，因而造成了這兩種螺桿在結(jié)構(gòu)與參數(shù)上具有一定的差異性：
(1)注射螺桿在旋轉(zhuǎn)時(shí)有往復(fù)的軸向位移，因而螺桿的有效長(zhǎng)度是變化的。
(2)因?yàn)樽⑸渎輻U僅起塑化作用，塑化時(shí)出料的穩(wěn)定性對(duì)制品質(zhì)量影響很小，并且塑化時(shí)間比擠出機(jī)長(zhǎng)，加之噴嘴對(duì)物料還起到塑化作用，故注射螺桿長(zhǎng)徑比較擠出用螺桿的小，一般為15～20.
(3)注射螺桿是間歇工作，對(duì)它的塑化能力、操作時(shí)的壓力穩(wěn)定性以及操作連續(xù)性等要求沒(méi)有擠出螺桿嚴(yán)格。
(4)注射螺桿在旋轉(zhuǎn)時(shí)只要求對(duì)物料進(jìn)行塑化，不需要它提供穩(wěn)定的注射壓力，塑化中塑料承受的壓力是通過(guò)背壓調(diào)節(jié)的，所以注射螺桿的壓縮比要比擠出螺桿的壓縮比小，一般為2—2.5。
(5)注射螺桿因有軸向位移，其加料段較長(zhǎng)，注射螺桿加料段、壓縮段和均化段三段長(zhǎng)度約為螺桿全長(zhǎng)的50%、25%和25%。
(6)注射螺桿由于均化計(jì)量段較短，故該段的螺槽深度較大，以提高生產(chǎn)率。
(7)注射螺桿頭部一般為尖頭，目的是為了減少熔料的注射阻力、減少螺桿前面的熔料滯留，防止物料降解，同時(shí)以便能與噴嘴很好地吻合，其結(jié)構(gòu)如圖5—7(a)所示，用于黏度大的靼料。對(duì)于黏度較低的物料，則需要在螺桿頭部裝上一個(gè)止逆環(huán)，見(jiàn)圖5—7(b)，當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)塑化物料時(shí)，沿螺槽前移的熔融料將止逆環(huán)向前推，并從止逆環(huán)與螺桿頭間的間隙進(jìn)入料筒前端。注射時(shí)，料筒和螺桿頭前端的熔料壓力劇增，將止逆環(huán)壓向后退，與環(huán)座貼合，防止物料回流，從而達(dá)到避免殘余熔料分解、節(jié)約能源、提高注射制品工作效率的目的，一般用于中、低黏度的塑料。
5.噴嘴
噴嘴是連接料筒和模具的重要部件，作為塑煉單元的一個(gè)組成部分，它在注射前被用力緊壓在模具的澆口套上。注射時(shí)，料筒內(nèi)的熔融物料在螺桿(或柱塞)作用下，以高壓和快速流經(jīng)噴嘴注入模具型腔而成型。噴嘴的作用是：①注射時(shí)引導(dǎo)塑料從料筒進(jìn)入模具。②當(dāng)熔料高速流經(jīng)噴嘴時(shí)有壓力損失，產(chǎn)生的壓力降轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，同時(shí)物料在此受到較大的剪切作用，因而獲得進(jìn)一步的塑化。③將熔料的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣饶?，使熔料獲得高速遠(yuǎn)射程。④在保壓時(shí)，有少量的熔料經(jīng)噴嘴向模腔補(bǔ)縮，具有補(bǔ)縮作用。
噴嘴的內(nèi)徑一般從進(jìn)口到出口逐漸收斂，頂部呈半球形，以便能與模具緊密接觸。因此，當(dāng)物料高速流經(jīng)噴嘴時(shí)，會(huì)因噴嘴內(nèi)徑的減小，速度增大，剪切速率增加，使物料進(jìn)一步塑化。
注射用噴嘴種類很多，按結(jié)構(gòu)可分為直通式噴嘴、鎖閉式噴嘴和特殊用途噴嘴三種。其中前兩種應(yīng)用廣泛。
(1)直通式噴嘴：直通式噴嘴指熔料從料筒內(nèi)到噴嘴口的通道始終是敞開的。
通用式噴嘴：這種噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，注射壓力損失小，而且不易產(chǎn)生滯料和分解。但當(dāng)噴嘴離開模具時(shí)，低黏度的物料易從噴嘴口流出，產(chǎn)生“流涎”現(xiàn)象(即預(yù)塑時(shí)熔料自噴嘴口流出)。另外，因噴嘴體較短，不能安裝加熱器，熔料易冷卻。因此，該噴嘴主要用于加工高黏度塑料，如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯基纖維素等塑料。
延伸式噴嘴：它是通用式的改型，主要是加長(zhǎng)了噴嘴體的長(zhǎng)度，可安裝加熱圈，避免了因散熱而造成冷料斑的缺陷，注射后能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)料。但“流涎”現(xiàn)象仍未克服。因此，該噴嘴主要用于加工厚壁制品和高黏度的物料，如有機(jī)玻璃、abs、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亞胺等塑料。
小孔徑開式噴嘴：因儲(chǔ)料多和噴嘴體外加熱，不易形成冷料。這種噴嘴的口徑小，射程遠(yuǎn)，“流涎”現(xiàn)象較輕。該噴嘴主要用于低黏度料，成型形狀復(fù)雜的薄壁制品。
(2)鎖閉式噴嘴：鎖閉式噴嘴是指在注射、保壓動(dòng)作完成以后，為克服熔料的“流涎”現(xiàn)象，對(duì)噴嘴通道實(shí)行暫時(shí)關(guān)閉的一種噴嘴，主要有以下幾種結(jié)構(gòu)。
彈簧針閥式噴嘴：它是依靠彈簧力通過(guò)擋圈和導(dǎo)桿壓合針閥芯實(shí)現(xiàn)噴嘴鎖閉的，是目前應(yīng)用較廣的一種噴嘴。注射時(shí)，螺桿前進(jìn)，噴嘴內(nèi)熔料壓力增高，作用于針閥芯前端的壓力增大，閥芯受熔料的高壓作用而被頂開，熔料遂向模具射出;注射結(jié)束時(shí)，螺桿后退，噴嘴內(nèi)熔料壓力降低，閥芯在彈簧作用下復(fù)位而自鎖。這種噴嘴的優(yōu)點(diǎn)是能有效地防止注射低黏度熔料時(shí)的“流涎”現(xiàn)象，使用方便，鎖閉效果好。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造困難，注射壓力損失大，射程短，補(bǔ)縮作用小，對(duì)彈簧的要求高。適用于加工低黏度塑料。
液控鎖閉式噴嘴：它是依靠液壓控制的小油缸通過(guò)杠桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)控制閥芯啟閉的，這種噴嘴使用方便，鎖閉可靠，壓力損失小，計(jì)量準(zhǔn)確，但增加了液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性。
