Полное руководство для шнека экструдера

Функция шнека экструдера заключается в том, чтобы заставить резиновый материал постепенно переходить в линейное движение при вращении шнека, подталкивать его к головке и сотрудничать с корпусом для сжатия, выработки тепла, размягчения и перемешивания, а также смешивания резинового материала. .

1 Базовые знания

Винт состоит из резьбы и цилиндров. Винт имеет длинное отверстие по центральной линии, через которое может проходить охлаждающая вода. Хвост винта установлен в упорном подшипнике, чтобы избежать силы реакции, возникающей при сдавливании резины и выталкивании винта.

Диаметр винта немного меньше внутреннего диаметра стальной втулки корпуса, то есть между диаметром винта и внутренней поверхностью стальной втулки должен быть зазор, и зазор обычно контролируется при 0,002~0,004 раза больше диаметра винта. Если зазор слишком мал, винт будет «проходить по отверстию», вызывать износ и даже застревать винт; если зазор слишком велик, каучук будет течь обратно, что повлияет на объем экструзии, низкую эффективность производства и качество продукции.

2 Характеристики резьбы винта

Глубина резьбы напрямую связана с производительностью оборудования. Чем больше глубина резьбы, тем больше резины можно выдавить под определенным давлением. Однако пластификация резины затруднена, а прочность винта низкая. Глубина резьбы винта обычно регулируется на уровне 0,18–0,25 диаметра винта. Ходовая поверхность резьбы должна быть перпендикулярна оси винта, а противоположная ходовая поверхность должна иметь определенный наклон. Осевое расстояние между соседними резьбами называется шагом. Шнек резинового экструдера обычно представляет собой двухзаходный шнек с одинаковым расстоянием и неравной глубиной. Громкость между шагами рассчитывается следующим образом:

tgФ=L/πD

F=h(πD tgФ-e)Где:Ф——уклон противоположной поверхности толкателя винта.

L—— шаг

D — диаметр винта

e——ширина гребня резьбы

F — громкость между шагами

Ширина гребня резьбы обычно в 0,07–0,1 раза превышает диаметр шнека, при этом шнек резинового экструдера небольшого размера может иметь большее значение, а шнек резинового экструдера большого размера может иметь меньшее значение. Ширина гребня резьбы не может быть слишком маленькой. Если он слишком мал, сила на гребне слишком мала; если он слишком велик, объем резьбы уменьшится. Влияет на мощность и вызывает возгорание резины из-за тепла трения. Расстояние резьбы обычно равно или немного больше диаметра винта.

Существует три формы головок винтов: плоская, полукруглая и коническая. Обычно используются конические винты.

3 Соотношение длины и диаметра винта

Соотношение длины винта к диаметру представляет собой отношение длины винта L к диаметру винта D. Чем больше соотношение длины винта к диаметру, то есть чем длиннее рабочая часть винта, тем лучше пластификация резины, тем более однородна. смешивание, тем больше давление на резину и тем лучше качество продукта. Однако чем длиннее шнек, тем легче сжечь резину, тем сложнее обработка шнека и тем выше мощность экструзии. Шнек, используемый в экструдерах для резины с горячей подачей, обычно имеет отношение длины к диаметру от 4 до 6 раз, а шнек, используемый в экструдерах для резины с холодной подачей, обычно имеет соотношение длины к диаметру от 8 до 12 раз.

Отношение длины к диаметру L/D

В экструдерах для пластика для экструзионного формования используется большое разнообразие пластиков, и один шнек не может формовать все пластики. Шнек должен быть спроектирован в соответствии с характеристиками сырья, и следует максимально учитывать сходство различных видов сырья, чтобы один шнек мог одновременно экструдировать несколько пластиков, что экономически целесообразно в промышленном производстве. Обратная резьба на заднем конце винта предотвращает утечку.

Отношение длины винта к диаметру L/D, диаметр винта D относится к внешнему диаметру резьбы винта. Эффективная длина L винта относится к длине рабочей части винта, как показано на Рисунке 3-14. Эффективная длина отличается от общей длины винта. Отношение длины к диаметру представляет собой отношение эффективной длины винта к диаметру. Первые шнеки экструдеров имели относительно небольшое соотношение длины к диаметру – всего 12–16. С развитием промышленности по переработке литья пластмасс соотношение длины и диаметра шнека экструдера постепенно увеличивалось. В настоящее время обычно используются 15, 20 и 25, а максимум может достигать 43.

Увеличение соотношения сторон имеет следующие преимущества:

①. Шнек находится под полным давлением, что позволяет улучшить физические и механические свойства продукта.

②. Материал хорошо пластифицирован, внешний вид изделия хороший.

③. Объем экструзии увеличивается на 20-40%. В то же время характеристическая кривая шнека с большим удлинением имеет небольшой наклон, относительно пологая, а объем экструзии стабилен.

④. Это способствует формованию порошка, например, экструзионной трубки из поливинилхлоридного порошка.

Однако увеличение удлинения затрудняет изготовление винта и сборку винта и ствола. Следовательно, соотношение сторон не может увеличиваться бесконечно.

4 Степень сжатия винта

Степень сжатия, необходимая для различных пластиков, не фиксирована, но может иметь диапазон. Разное сырье требует разной степени сжатия. Например, при экструзии мягкого поливинилхлоридного пластика, если это сыпучий материал, степень шнекового сжатия зачастую составляет 2,5-3, а если это порошкообразная смесь, то степень сжатия может составлять 4 к 5. Выбор степени шнекового сжатия.

Отношение объема первого шага на подающем конце шнека к объему последнего шага на нагнетательном конце называется степенью сжатия винта. Формула расчета степени сжатия выглядит следующим образом:

(S1-e)(D-h1)h1

Я = —————————

(S2-e)(D-h2)h2

Где: S1 — первый шаг конца винтовой подачи, мм.

S2 — последний шаг напорного конца винта, мм.

h1 — Глубина винтовой канавки на стороне подачи винта, мм

h2 — Глубина винтовой канавки на напорном конце винта, мм

D——Диаметр винта мм

e — Ширина вершины резьбы, мм.

Степень сжатия винта можно получить следующими методами:

1. Меняется шаг, а глубина резьбовой канавки остается неизменной;

2. Глубина винтовой канавки увеличивается, а шаг остается неизменным;

3. Изменяются шаг и глубина резьбовой канавки.

Большинство заводов по производству проволоки и кабеля используют винты одинаковой и разной глубины. Формула расчета степени сжатия выглядит следующим образом:

я = h1/h2

Величина степени сжатия оказывает большое влияние на качество изделия. Чем больше степень сжатия, тем выше плотность резины и тем ровнее поверхность. Если степень сжатия слишком велика, реакция резины на винт будет большой, и винт легко сломается. Степень сжатия шнека резинового экструдера обычно контролируется на уровне

От 1,3:1 до 1,6:1.

Другой тип винта — разделительный винт. Этот тип винта добавляет дополнительную резьбу в среднюю часть винта. Шнек разделен на три секции: секцию подачи, секцию плавления и секцию дозирования. Средняя секция с дополнительной резьбой представляет собой секцию плавления, секция подачи относится к части от точки подачи шнека до начальной точки дополнительной резьбы, а дозирующая секция относится к части от головки шнека до конечная точка дополнительной нити.

Степень сжатия можно получить следующими методами:

(1) Изменение высоты звука (одинаковая глубина и неодинаковая высота). Преимущество этой конструкции в том, что она не влияет на прочность винта при большой степени сжатия. Недостаток – винт сложно обрабатывать. Когда угол спирали вблизи конца шнека слишком мал, поток материала не может быть плавным, и можно легко создавать гнезда.

(2) Изменение глубины винтовой канавки (одинаковый шаг и неодинаковая глубина). Его преимуществами являются простота обработки и изготовления, большая площадь контакта между материалом и стволом и хороший эффект теплопередачи. Недостаток – прочность сильно ослабевает, поэтому особое внимание следует уделять использованию длинных винтов и больших степеней сжатия.

(3) И шаг, и глубина резьбовой канавки различаются (неодинаковый шаг и неодинаковая глубина). При правильном проектировании этот винт может обеспечить наибольшие преимущества и наименьшие недостатки. В реальном производстве наибольшее распространение получили винты равноудаленной и неравной глубины, главным образом для удобства обработки и изготовления.

5 Материал винта

Шуруп должен быть термостойким, износостойким и устойчивым к истиранию. Поэтому при обработке винта необходимо провести термообработку, а поверхность хромировать или азотировать. Обычно используемые материалы включают сталь 45 # или сталь из хромомолибденового алюминиевого сплава.

Сегментация

Движение материала в шнеке экструдера изучают по трем секциям, поэтому проектирование шнека часто выполняют по секциям. Поскольку каждая секция представляет собой непрерывный канал, в реальном производстве, если требования могут быть выполнены, нет необходимости делить шнек на три секции. Фактически, некоторые винты имеют только две секции, а некоторые не сегментированы. Например, при экструзии нейлона, материала с хорошей кристалличностью, имеются только секции подачи и секции гомогенизации. Для обычных шнеков, экструдирующих мягкие поливинилхлоридные пластики, можно использовать все секции прессования, не разделяя их на секции подачи и секции гомогенизации.

Сегментация шнека получена опытным путем и определяется главным образом свойствами материала. Длина питающей секции может составлять от 0 до 75% от общей длины шнека. Вообще говоря, он самый длинный при экструзии кристаллических полимеров, за ним следуют твердые аморфные полимеры и самый короткий — мягкие аморфные полимеры. Длина компрессионного участка обычно составляет 50% от общей длины шнека, исключением, конечно, являются упомянутые выше нейлон и мягкие поливинилхлоридные пластики. При экструзии полиэтилена длина секции гомогенизации может составлять 20-25% от общей длины. Однако для некоторых термочувствительных материалов (например, поливинилхлорида) материал не должен оставаться в этой секции слишком долго, и секцию гомогенизации можно опустить. Некоторые высокоскоростные экструдеры имеют длину секции гомогенизации 50%.

Кто мы?

Мы Баррелиз. Мы поставляем эл. экструдированные винты в индустрии пластмасс с 1990 года. В настоящее время мы поставляем промышленности в общей сложности 70 000 единиц в год