Ha műanyagcső-extrudálásról van szó, ezt a 11 alapelvet kell betartani!

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.az agépészeti berendezések gyártójaközel 30 éves tapasztalattalműanyag cső extrudáló berendezés, új környezetvédelmi és új anyagfelszerelések. Megalakulása óta a Fanglit a felhasználói igények alapján fejlesztették. Folyamatos fejlesztéssel, az alapvető technológiával kapcsolatos független kutatás-fejlesztéssel, valamint a fejlett technológia és egyéb eszközök emésztésével és felszívódásával fejlesztettükPVC cső extrudáló sor, PP-R csőextrudáló sor, PE vízellátó / gázcső extrudáló vezeték, amelyet a kínai Építésügyi Minisztérium javasolt az import termékek helyettesítésére. Elnyertük az „Első osztályú márka Zhejiang tartományban” címet.

01  Mmechanikai elvek

Az extrudálás alapvető mechanizmusa nagyon egyszerű - egy csavar forog a hengerben, és előre tolja a műanyagot. A csavar valójában egy ferde felület vagy lejtő, amely a központi réteg körül van. Célja a nyomás növelése a nagyobb ellenállás leküzdése érdekében. Egyextruder, háromféle ellenállást kell leküzdeni: a szilárd részecskék súrlódása (táplálék) a hordó falával szemben és kölcsönös súrlódásuk a csavar első néhány fordulata során (az előtolási zóna); az olvadék tapadását a hordó falához; és az olvadékon belüli logisztikai ellenállás, ahogy azt előre tolják.

Newton egyszer elmagyarázta, hogy ha egy tárgy nem mozog egy adott irányba, akkor az arra ható erők ebben az irányban egyensúlyoznak. A csavar nem mozog tengelyirányban, bár oldalirányban és gyorsan elfordulhat a kerület közelében. Emiatt a csavarra ható tengelyirányú erő kiegyensúlyozott, és ha nagy előrenyomó erőt fejt ki a műanyag olvadékra, akkor a tárgyra is egyforma hátrafelé tolóerőt fejt ki. Ebben az esetben az általa kifejtett tolóerő a beömlőnyílás mögötti csapágyon van - a nyomócsapágyon.

A legtöbb egyedi csavar jobbmenetes, például a famegmunkálásban és a gépekben használt csavarok és csavarok. Hátulról nézve ellentétesen forognak, mert amennyire csak lehet, próbálnak kicsavarni a hordóból. Néhánybanikercsigás extruderek, a két csavar hátrafelé forog és keresztezi egymást mindkét hordóban, tehát az egyik jobbkezes, a másik balkezes kell legyen. Más elzárt ikercsavaroknál a két csavar ugyanabba az irányba forog, ezért azonos tájolásúnak kell lennie. Azonban mindkét esetben vannak nyomócsapágyak, amelyek elnyelik a visszafelé ható erőt, és a Newton-elv továbbra is érvényes.

02  Termikus elv

Az extrudálható műanyagok hőre lágyuló műanyagok – hevítéskor megolvadnak, majd lehűtve újra megszilárdulnak. Honnan származik a műanyagok megolvadásához szükséges hő? A betáplálás előmelegítése és a hordó-/formamelegítők szerepet játszhatnak, és fontosak az indításkor, de a motor bemeneti energiája - a hordóban keletkező súrlódási hő, amikor a motor a csavart a viszkózus olvadék ellenállása ellen fordítja - a legfontosabb hőforrás minden műanyag esetében, kivéve a kis rendszereket, a kis fordulatszámú csavarokat, a magas olvadékhőmérsékletű műanyagok együttes bevonását és extrudálását.

Minden más műveletnél fontos felismerni, hogy a hordófűtő nem a fő hőforrás a művelet során, ezért kisebb szerepet játszik az extrudálásban, mint azt várnánk (lásd 11. alapelv). A hátsó henger hőmérséklete továbbra is fontos lehet, mert befolyásolja a kapcsolódást vagy a szilárdanyag-szállítás sebességét a betáplálásban. A szerszám- és formahőmérsékletnek általában a kívánt olvadékhőmérsékletnek vagy ahhoz közelinek kell lennie, kivéve, ha speciális célra, például lakkozásra, folyadékelosztásra vagy nyomásszabályozásra használják őket.

03  Lassítási elv

A legtöbbbenextruderek, a csavar fordulatszáma a motor fordulatszámának beállításával változtatható. A motor általában körülbelül 1750 ford./perc teljes sebességgel forog, de ez túl gyors egy extrudercsavarhoz. Ha ilyen nagy sebességgel forog, túl sok súrlódási hő keletkezik, és a műanyag visszatartási ideje túl rövid ahhoz, hogy homogén, jól elkevert olvadékot készítsen. A tipikus redukciós arány 10:1 és 20:1 között van. Az első fokozat lehet fogaskerék vagy szíjtárcsa, de a második fokozat az összes fogaskerék, és a csavar az utolsó nagy fogaskerék közepén van elhelyezve.

Egyes lassan futó gépeken (plikercsavarok UPVC-hez) 3 lassítási fokozat lehet, és a maximális sebesség akár 30 ford./perc vagy kevesebb is lehet (60:1 arány). A másik véglet, hogy a keveréshez használt nagyon hosszú ikercsavarok némelyike ​​600 ford./perc vagy gyorsabb fordulatszámon is működhet, és ezért nagyon alacsony lassítási sebességet, valamint sok mélyhűtést igényel.

Előfordulhat, hogy a lassulási sebességet nem megfelelően illesztik a feladathoz - túl sok energiát kell felhasználni -, és lehetőség van egy szíjtárcsa-blokk elhelyezésére a motor és a maximális sebesség megváltoztatásának első lassítási fokozata közé. Ez vagy megnöveli a csavar fordulatszámát az előző határérték fölé, vagy csökkenti a maximális sebességet, lehetővé téve a rendszer számára, hogy a maximális sebesség nagyobb százalékán működjön. Ez növeli a rendelkezésre álló energiát, csökkenti az áramerősséget és elkerüli a motorproblémákat. Mindkét esetben a teljesítmény növekedhet az anyagtól és annak hűtési igényeitől függően.

04  Töltsön be hűtőfolyadékot

Az xtrúzió az energia átvitele egy motorból - néha fűtőtest - hideg műanyagra, ezáltal szilárd anyagból olvadékká alakítja át. A betáplálás hidegebb, mint a hordó és a csavarfelületek az adagolózónában. A betáplálási zónában azonban a hordó felülete szinte mindig a műanyag olvadási tartomány felett van. Hűtése a betáplált részecskékkel való érintkezés útján történik, de a hőt a forró elülső részből a hátsó részbe tartó hőátadással és szabályozott fűtéssel tartják fenn. Szükséges lehet a hátsó fűtés bekapcsolása akkor is, ha az elülső hőt viszkózus súrlódás tartja vissza, és nincs szükség patron hőbevitelére. A legfontosabb kivétel a résbetöltő kazetta, szinte kizárólag HDPE-hez.

A csavargyökér felületét is hűti a betáplálás és adiabatikusan a hordó falától a műanyag betáplált részecskék (és a részecskék közötti levegő). Ha a csavar hirtelen leáll, az előtolás is leáll, és a csavar felülete felforrósodik az előtolási zónában, ahogy a hő a melegebb elülső végétől visszafelé mozog. Ez a részecskék összetapadását vagy áthidalódását okozhatja a gyökérnél.

05  Az adagolót a hordóra ragasztják, vagy rácsúsztatják a csavarra

Annak érdekében, hogy maximalizáljuk a szilárd részecskék szállítását az egycsigás extruder sima hordó betáplálási zónájában, a részecskéknek a hordóhoz kell tapadniuk és rá kell csúszniuk a csavarra. Ha a pellet a csavar gyökeréhez tapad, nincs semmi, ami lehúzná őket; a csatorna térfogata és a szilárd anyagok bemeneti térfogata csökken. A gyökérnél tapasztalható gyenge tapadás másik oka, hogy a műanyag itt hőkondenzálódhat, és géleket és hasonló szennyező részecskéket képezhet, vagy időszakosan megtapadhat és letörhet a kimeneti sebesség változásaival.

A legtöbb műanyag természetesen csúszik a gyökéren, mert hideg, amikor belép, és a súrlódás még nem melegítette fel a gyökeret a hordó falával megegyező hőfokra. Egyes anyagok nagyobb valószínűséggel tapadnak meg, mint mások: erősen lágyított PVC, amorf PET és bizonyos tapadó tulajdonságokkal rendelkező poliolefin kopolimerek, amelyek a végfelhasználásnál kívánatosak.

A hordóhoz az szükséges, hogy a műanyag tapadjon, hogy le lehessen kaparni és a csavarmenet által előre tolni. A részecskék és a hordó között nagy súrlódási együtthatónak kell lennie, amit viszont erősen befolyásol a hátsó hordó hőmérséklete. Ha a részecskék nem tapadnak meg, csak a helyükre fordulnak, és nem mozdulnak előre – ezért rossz a sima adagolás.

A felületi súrlódás nem az egyetlen tényező, amely befolyásolja az etetést. Sok részecske soha nem érintkezik a hengerrel vagy a csavar gyökerével, ezért a részecskék belsejében súrlódási és mechanikai viszkozitási kapcsolatnak kell lennie.

A felületi súrlódás nem az egyetlen tényező, amely befolyásolja a takarmányt. Sok részecske soha nem érinti a hordót vagy a csavar gyökerét, ezért a granulátumon belül súrlódásnak, valamint mechanikai és viszkozitási összekapcsolódásnak kell lennie.

A hornyos henger speciális eset. A horony az etetőtérben található, amely hőszigetelt és mélyen vízhűtött a henger többi részétől. A menet a részecskéket a horonyba nyomja, és viszonylag rövid távolságon belül nagy nyomást hoz létre. Ez növeli a harapási tűréshatárt kisebb csavarsebességeknél, azonos teljesítmény mellett, ami az elülső végén keletkező súrlódási hő csökkenését és alacsonyabb olvadási hőmérsékletet eredményez. Ez azt jelentheti, hogy a hűtés korlátozza a gyorsabb termelést a fúvott fólia gyártósorokon. A horony különösen alkalmas HDPE-hez, amely a perfluorozott műanyagok mellett a legsimább közönséges műanyag.

06  A legmagasabb anyagköltség

Egyes esetekben az anyagköltség a gyártási költségek 80%-át teheti ki – ez több, mint az összes többi tényező összege –, kivéve néhány különösen fontos minőségi és csomagolású terméket, például az orvosi katétereket. Ez az elv természetesen két következtetéshez vezet: a feldolgozóknak a lehető legnagyobb mértékben újra kell használniuk a törmeléket és a hulladékot az alapanyagok pótlására, és szigorúan be kell tartaniuk a tűréshatárokat, hogy elkerüljék a célvastagságtól való eltérést és a termékproblémákat.

07  Az energiaköltségek viszonylag jelentéktelenek

Bár egy gyár vonzereje és valós problémái egy szinten vannak a növekvő energiaköltségekkel, az extruder működéséhez szükséges energia még mindig csak kis részét teszi ki a teljes termelési költségnek. A helyzet mindig ilyen, mert az anyagköltség nagyon magas, és az extruder hatékony rendszer. Ha túl sok energiát viszünk be, a műanyag gyorsan nagyon felforrósodik, és nem lehet megfelelően feldolgozni.

08  A csavar végén lévő nyomás nagyon fontos

Ez a nyomás tükrözi a csavar után elhelyezkedő összes tárgy ellenállását: szűrőszűrő és szennyeződéstörő lemez, adapter szállítócső, rögzített keverő (ha van), és maga a forma. Ez nemcsak ezen alkatrészek geometriájától függ, hanem a rendszer hőmérsékletétől is, ami viszont befolyásolja a gyanta viszkozitását és az áteresztőképességet. Nem támaszkodik a csavar kialakítására, kivéve, ha befolyásolja a hőmérsékletet, a viszkozitást és az áteresztőképességet. Biztonsági okokból fontos a hőmérséklet mérése – ha túl magas, a formafej és a forma felrobbanhat, és károsíthatja a közelben tartózkodó személyzetet vagy gépeket.

A nyomás előnyös a keveréshez, különösen az egycsigás rendszer végső területén (adagolási területen). A nagy nyomás azonban azt is jelenti, hogy a motornak több energiát kell leadnia - így magasabb az olvadékhőmérséklet -, ami meghatározhatja a nyomáshatárt. Az ikercsavaros rendszerben a két csavar egymásba kapcsolása hatékonyabb keverő, így ehhez nincs szükség nyomásra.

Üreges alkatrészek, például a mag pozicionálására szolgáló konzolokkal ellátott pókformákból készült csövek gyártásakor nagy nyomást kell létrehozni a szerszám belsejében, hogy elősegítse a különálló logisztikai rekombinációt. Ellenkező esetben a termék a hegesztővonal mentén gyenge lehet, és használat közben problémákba ütközhet.

09 Kimenet

Az utolsó menet elmozdulását normál áramlásnak nevezzük, ami csak a csavar geometriájától, a csavar sebességétől és az olvadéksűrűségtől függ. Nyomáslogisztika szabályozza, ami tulajdonképpen magában foglalja a kibocsátás csökkentésének ellenállási hatását (amelyet a legmagasabb nyomás képvisel) és a növekvő teljesítményt jelentő betáplálás esetleges túlharapási hatását. A meneten lévő szivárgás mindkét irányban előfordulhat.

Hasznos az egyes fordulatok (fordulatszám) teljesítményének kiszámítása is, mivel ez a csavar szivattyúteljesítményének egy adott időpontban bekövetkező esetleges csökkenését jelenti. Egy másik kapcsolódó számítás a felhasznált lóerőnként vagy kilowattonkénti teljesítmény. Ez a hatékonyságot jelenti, és megbecsülheti egy adott motor és meghajtó termelési kapacitását.

10  A nyírási sebesség nagy szerepet játszik a viszkozitásban

Minden közönséges műanyag rendelkezik nyíróerő-csökkentő karakterisztikával, ami azt jelenti, hogy a viszkozitás csökken, ahogy a műanyag egyre gyorsabban mozog. Egyes műanyagok hatása különösen szembetűnő. Például egyes PVC-k 10-szer vagy még többre növelik áramlási sebességüket, ha a tolóerőt megduplázzák. Éppen ellenkezőleg, az LLDPE nyíróereje nem csökken túlságosan, és ha a következtetést megduplázzuk, az áramlási sebessége csak 3-4-szeresére nő. A csökkentett nyíróerő-csökkentő hatás magas viszkozitást jelent extrudálási körülmények között, ami viszont azt jelenti, hogy nagyobb motorteljesítményre van szükség.

Ez megmagyarázhatja, hogy az LLDPE miért működik magasabb hőmérsékleten, mint az LDPE. Az áramlási sebességet nyírási sebességként fejezzük ki, amely körülbelül 100 s-1 a csavarcsatornában, 100 és 100 s-1 között van a legtöbb forma szájformában, és nagyobb, mint 100 s-1 a menet és a hengerfal közötti résben, valamint néhány kisebb formarésben.

A felületi súrlódás nem az egyetlen tényező, amely befolyásolja az etetést. Sok részecske soha nem érintkezik a hengerrel vagy a csavar gyökerével, ezért a részecskék belsejében súrlódási és mechanikai viszkozitási kapcsolatnak kell lennie.

11  A motor a hengerrel, a henger pedig a motorral szemben van

Miért nem mindig a vártnak megfelelő a hordó szabályozó hatása, különösen a mérési területen belül? Ha a hordót felmelegítjük, az anyagréteg viszkozitása a hordó falánál csökken, és a motornak kevesebb energiára van szüksége a működéshez ebben a simább hordóban. A motor árama (amperben) csökken. Ellenkezőleg, ha a hordó lehűl, megnő az olvadék viszkozitása a hordó falánál, és a motornak erőteljesebben kell forognia, növelve az amperszámot. A hengeren való áthaladás során eltávolított hő egy részét a motor visszaküldi. Általában a hordószabályzónak van hatása az olvadékra, amire számítunk, de a hatás bárhol nem olyan jelentős, mint a regionális változó. A legjobb az olvadék hőmérsékletének mérése, hogy valóban megértsük, mi történt.

A 11. elv nem vonatkozik a formafejre és a formára, mivel ott nincs csavarforgás. Ezért a külső hőmérséklet-változások ott hatékonyabbak. Ezek a változások azonban belülről kifelé egyenetlenek, kivéve, ha egy rögzített keverőben egyenletesen keverik, ami hatékony eszköz az olvadékhőmérséklet és a keverés megváltoztatására.

Ha további információra van szüksége,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.Üdvözöljük, hogy részletes érdeklődéssel forduljon hozzánk, professzionális műszaki útmutatást vagy eszközbeszerzési javaslatokat adunk.