Дизајн завртња екструдера: типови, геометрија и перформансе

Шта је екструдер вијак и шта треба да постигне његов дизајн?

Екструдерски вијак је ротирајућа компонента за обраду унутар бурета. У термопластичном екструзији, он преноси сировину, подржава топљење и мешање и испоручује материјал према алату који се налази низводно. Апужни екструдерје машина;екструзија завртњаје процес. Куповина вијчане компоненте не замењује погон машине, грејање, хлађење или контроле.

Почните тако што ћете дефинисати жељени растоп и производ, уместо изолованог излазног броја. Користан циљ специфицира прихватљиву униформност материјала, квалитет производа, опсег протока и радне границе. Такође треба навести да ли је посао топљење претходно сложених пелета, укључивање састојака, прерада млевења или уклањање испарљивих материја.

Одвојите нови дизајн од промене постојеће машине

Нова машина нуди више слободе за координацију завртња, цеви, погона и система за храњење. Замена мора да функционише унутар инсталиране коверте. Забележите тренутно стање завртња и цеви пре него што одлучите да ли је потребан другачији профил: замена истрошеног дела и редизајн неодговарајућег дела су различити инжењерски задаци.

ЕЈС залихевијци за екструзијуза апликације са једним и два завртња. Почетни сажетак треба да идентификује коју архитектуру и задатак обраде компонента мора да служи.

Типови екструзионих вијака: Разврстајте архитектуру и функцију одвојено

„Појединачни завртањ“, „завртњи за баријеру“ и „шраф за мешање“ описују различите аспекте дизајна. Они нису три међусобно искључива избора. Један екструзиони вијак може садржати и одељак за топљење баријере и низводни миксер.

Појединачни и двоструки описују број шрафова

За двоструке шрафове, такође успоставите коротацију или супротно ротацију, међусобно или неукрштање, и паралелну или конусну геометрију. „Паралелно“ само по себи не значи заједничко ротирање. ЕЈС листебуре са једним завртњемипаралелне цеви са два завртњаодвојено; категорија производа је почетак спецификације, а не комплетна спецификација.

Број летова и модуларна конструкција захтевају сопствене описе

Једноструки вијак има један спирални почетак; то није само друго име за екструдер са једним пужом. Исто тако, двоструки завртњи нису сви модуларни. У модуларном дизајну, елементи за транспорт и мешање се монтирају на компатибилне осовине. У једноделном дизајну, радни профил се производи у тело завртња.

Геометрија завртња екструдера: димензије, летови и карактеристике дизајна

Цртеж завртња треба да дефинише где се свака димензија примењује. Укупна дужина, радна дужина и дужина унутар цеви могу се односити на различите границе. Иста брига је потребна за номинални пречник, локални пречник лета и пречник корена.

ТхеПриручник за Динисцо екструзионе процесоре, одељак 4илуструје димензије завртња и конвенционалну геометрију једног завртња. Дубљи канали обезбеђују већу геометријску запремину, али употребљиви излаз такође зависи од пуњења, топљења и повратног тока под притиском. Плићи канали мењају понашање смицања и пумпања док смањују запремину канала. Прегледајте ове ефекте заједно када мењате дубину канала.

Однос дубине је користан само са својим претпоставкама

За једноставан конвенционални вијак са упоредивим кораком и ширином канала, дубина увлачења подељена са дубином дозирања је уобичајена апроксимација за геометријски однос компресије. Као илустративни прорачун цртежа, Д = 60 мм са пречником корена од 48 мм и 56 мм даје дубине од 6 мм и 2 мм, респективно: однос дубине 3:1.

Тај прорачун не предвиђа пораст притиска од 3:1, не доказује потпуно топљење или дефинише компресију баријере или профила променљивог корака. Питајте коју геометријску дефиницију је добављач користио. Погледајте детаљнијеводич за компресију екструзионог вијказа разлику између погодног односа дубине и пуног поређења запремине канала.

Како храна, топљење и дозирање раде заједно

Познати модел са три зоне описује конвенционални пластифицирајући појединачни вијак. То је корисно објашњење процесних функција, али није услов да сваки екструзиони вијак има три фиксна, једнака одељења.

Храњење почиње стварно испорученим материјалом

Пелети, прах, љуспице и неправилно млевење не представљају исте услове храњења. Насипна густина, конзистенција честица, премошћавање и грло за напајање заслужују пажњу. Промена профила низводно не може поуздано да компензује неконтролисану набавку материјала узводно.

Температура бурета није мерење температуре топљења

Пренос топлоте бурета и механички рад утичу на термичку историју материјала. Њихов допринос се мења са условима рада. Користите одговарајуће мерење температуре топљења и његову локацију када упоређујете дизајн; само подударање задатих вредности грејача не показује одговарајуће услове топљења.

Притисак и излаз припадају целом путу протока

Шраф делује против отпора сита, адаптера, матрица и друге опреме низводно. Снимите инсталирани распоред када дијагностикујете ниску излазну снагу. Резултат добијен са чистим пакетом сита и отвореним алатом не треба представљати као очекивану стопу производње у односу на рестриктивнију линију.

Секције за баријере, мешање и вентилацију решавају различите задатке

Функционалном делу је потребан наведени посао и начин да се провери да ли је тај посао обављен. „Боље мешање“ је непотпуно осим ако се у сажетку не идентификује шта се мора дистрибуирати или распршити и које мерење производа ће показати побољшање.

Уређаји за мешање могу обављати и дистрибутивни и дисперзивни рад; равнотежа зависи од њихове геометрије и услова рада. Само име дизајна није довољно за рангирање перформанси. Додатна ограничења такође могу променити температуру топљења, захтев за притиском и понашање чишћења.

За вентилацију је потребна компатибилна цев и пратећа опрема. Профил завртња не може да створи отвор кроз цев без улаза, а вентилација не уклања аутоматски захтев за сушење смоле. Проверите упутства за обраду добављача материјала.

За ближа поређења, користите ЕЈС водиче забаријера у односу на конвенционалне завртњеиВијчани миксери Маддоцк, ананас и Сактон.

Дизајн профила са два завртња: елементи, редослед и мешање

За модуларни систем са два завртња, конфигурација подразумева одабир компатибилних елемената и њихово постављање у намерни редослед. То такође значи проверу како се та секвенца односи на положаје храњења, додавања течности, вентилације и пражњења.

Водич за функционалност завртња за НЦ Стате Ектенсионописује преношење, гњечење, реверс и друге елементе, заједно са њиховим ефектима на мешање и проток. Његова дискусија укључује прераду хране и хране за животиње и шифре елемената специфичне за опрему. Ти принципи помажу у објашњењу конфигурације; његови примери кодова нису универзални стандард за пластичне завртње.

Прочитајте блок за гњечење као део низа

Ширина диска, угао померања, правац транспорта и дужина блока треба да се прегледају заједно са брзином, пропусношћу, локалном испуном и суседним елементима. Избегавајте универзална правила као што је „шири диск увек даје бољу дисперзију“. Корисно питање је какво материјално стање и понашање протока мора да произведе ова конкретна секвенца.

Обрнути или рестриктивни елементи могу повећати узводно пуњење и интензитет обраде, али такође утичу на притисак и потражњу за погоном. Додавање више ограничења није бесплатан пут до јачег мешања.

Потврдите компатибилност пре копирања профила

Два елемента са истим номиналним спољним пречником могу имати различите интерфејсе осовине, захтеве за међусобно растојање, профиле или аксијалне димензије. Наведите ОЕМ или конвенцију о цртању за сваки код. ЕЈС'сстраница производа вијак елементанаводи компоненте за транспорт, мешање и гњечење; тхеводич за елемент са два завртњадетаљније покрива њихове заменске провере.

Ускладите дизајн са полимером, обликом хране и задатком обраде

„ПЕ шраф” или „рециклажни вијак” је превише широк за коначну одлуку о дизајну. Идентификујте класу, информације о вискозитету, пакет адитива, облик хране и стање. Навести да ли пунила или влакна стижу у претходно сложене пелете или се морају уградити током екструзије; то су различити задаци обраде.

Прочитајте објављену геометрију у оквиру њеног материјалног обима

Користан пример јеБАСФ-ов водич за обраду екструзије Ултрамид, страна 7. За обраду Ултрамид филма о којој се тамо говори, описује баријере или завртње са три дела дужине од 24 до 32 Д, константног корака од 1 Д и компресије од 3:1 до 3,5:1. Такође чини дубину лета зависном од пречника и вискозитета растопа.

Инжењерска лекција је однос између геометрије и материјалних услова. Ове бројке нису границе прихватљивости за сваку врсту полиамида, сваки термопласт или сваку постојећу машину. Набавите упутства за обраду за стварну класу и решите било какву неслагање са инсталираном опремом пре него што изаберете димензије.

Дизајн у границама бурета, погона и низводног тока

Заменски шраф мора да прође два теста: мора да се уклапа и мора успешно да се обради. Усклађивање номиналног пречника односи се само на мали део првог теста.

• Барел и интерфејси:потврдите профил и стање проврта, ефективну дужину, погонску везу, крајњу геометрију, отвор за довод и локацију прикључка.
• Механички омотач:добити дозвољену брзину, обртни момент, потисак и ограничења притиска из применљивих информација о машини. Немојте их закључити на основу пречника завртња.
• Термални и низводни омотач:прегледајте способност хлађења, мерење температуре, замену екрана, пумпе за топљење и алат. Идентификујте која компонента ограничава предложену радну тачку.

Како бих приступио захтеву за промену шрафова

Овај приступ држи редизајн фокусиран. Ако грешка у систему напајања објашњава губитак производње, исправите ту грешку пре него што третирате нови профил завртња као лек.

Како материјали и хабање завртња екструдера утичу на перформансе дизајна

Геометрију и избор радне површине треба прегледати заједно. Основни материјал обезбеђује структурну основу завртња; површина или конструкција отпорна на хабање мора да одговара њеном контакту са полимером, адитивима и парном бачвом.

ЕЈС-ова страница са завртњима за напајање наводи нитриране, биметалне, каљене и хромиране опције. То је низ доступних конструкција, а не доказ да свака опција одговара свакој дужности. Дефинишите ознаку материјала, локацију обраде, коначне димензије и договорене захтеве за инспекцију за стварну компоненту. ТхеЕЈС водич за материјале за вијке и цевиобјашњава изборна питања.

Разликујте механизме хабања од симптома

Абразивни састојци, корозивни услови и нежељени контакт са металом захтевају различите истраге. Тврђи материјал не исправља неусклађеност или нетачан радни зазор. Усклађивање завртња и цеви је такође корисније од одабира сваке радне површине независно.

Проблеми са хабањем шрафова екструдера могу се појавити заједно са опадањем излаза, променом оптерећења или нестабилном испоруком талине, али ниједан од тих симптома не доказује истрошеност сам по себи. Упоредите измерено стање завртња/цева са цртежом и контролисаном основном линијом производње. Тхемерење хабања и водич за заменупокрива процес инспекције.

Не копирајте измерен спољашњи пречник истрошеног завртња као нову номиналну димензију. Одвојите оригиналну намеру дизајна, постојеће хабање и сваки предложени редизајн у спецификацији.

Процените перформансе завртња са упоредивим производним подацима

Поштено поређење захтева дефинисан материјал и производни оквир, заједничке захтеве квалитета и јасне границе мерења. Задржите основну линију у упоредивим условима, а затим тестирајте предложени дизајн у предвиђеном радном опсегу. Забележите све промењене поставке да би било који дизајн успешно радио.

Измерите прихватљиву производњу производа одвојено од бруто протока. Укључите стварну температуру топљења, притисак и варијације, оптерећење погона, одбачене производе и провере производа који су мотивисали промену. Забележите локације сензора, правило стабилизације, интервал узорковања и трајање пробе како би други инжењер могао да протумачи резултате.

Радни пример: већа производња није аутоматски нижа специфична енергија

Да сам водио процену редизајна шрафова, договорио бих се о материјалу, захтевима за квалитет, прозору за снимање и границама електричних мерења пре суђења. Иначе, два атрактивна скупа података могу описати различите послове.

Размотрите илустративно поређење које се стално одвија. Дизајн А у просеку има 80 кВ електричне енергије и 200 кг/х прихватљивог производа. Дизајн Б у просеку има 96 кВ и 240 кг/х при истој граници мерења и захтевима квалитета. Ово су претпостављене вредности за прорачун.

Оба дизајна троше 0,40 кВх по килограму прихватљивог производа унутар те границе. Резултат бих описао као повећање производње, а не уштеду енергије од 20%. За прозор за снимање мерен у сатима, еквивалентни прорачун је укупна електрична енергија у кВх подељена са прихватљивом масом у кг.

Затим бих проверио стварну температуру топљења, варијацију притиска, оптерећење погона и отпад. Виша излазна тачка која прелази договорену термичку или механичку границу не пролази једноставно зато што је маса већа. Ако мерач енергије укључује грејаче, расхладне или помоћне уређаје, идентификујте та оптерећења; не означавајте резултат као механичку енергију завртња.

Шта објављено тестирање може утврдити

Келли, Бровн и Цоатес проучавали су три геометрије са једним завртњем које обрађују комерцијални ЛДПЕ различитим брзинамаУтицај геометрије вијка на профил температуре растопа у екструзији једним пужом. У апстракту се наводи да је геометрија имала већи утицај на поља температуре топљења при већој пропусности и да је шраф за баријеру са Маддоцк миксером постигао боље топљење од једноструких вијака у условима истраживања.

То подржава процену геометрије заједно са радном тачком. Не успоставља универзални проценат побољшања нити доказује исти исход за други полимер или машину. Симулација и објављене студије помажу у формирању предлога дизајна; договорени производни тест утврђује да ли испоручени дизајн одговара конкретном послу.

Претворите намеру дизајна у сажетак који произвођач може да користи

Користан упит омогућава произвођачу да објасни предложену промену и начин на који ће се она проверити. Пошаљите пакет који повезује материјал, машину, геометрију и критеријуме прихватања.

1. Материјал и храна:разред, формулација, облик хране, релевантна припрема и дозвољена варијабилност.
2. Циљ обраде:прихватљив опсег излаза, захтеви производа, уочени недостаци и тренутни оперативни записи.
3. Машина и уграђени делови:архитектура, ОЕМ/модел, доступни цртежи, мере отвора, интерфејси, портови и верификована ограничења рада.
4. Предложени профил:границе радне дужине, димензионисане функционалне пресеке, локалне дубине, геометрију лета и сваку конвенцију о размаку.
5. Материјали и производња:договорена ознака челика, конструкција радне површине, локације третмана, димензије коначног стања и план прегледа.
6. Верификација:ревизија цртежа, записник о контроли компоненти и план производње-пробног рада са мерењима и критеријумима прошао/не успео.

Одвојите прихватање компоненти од валидације производње

Сертификат о материјалу и извештај о димензијама одговарају да ли компонента испуњава одређене захтеве за материјал и цртеже. Они сами по себи не доказују стопу производње, потрошњу енергије или квалитет производа. Насупрот томе, једна успешна производња не замењује договорене инспекције компоненти.

ЕЈС-ове информације о производу наводе да испоручене навојне цеви укључују извештај о инспекцији и сертификат о материјалу. Договорити релевантну ревизију цртежа и садржај извештаја за наручене делове. Свако додатно узорковање, лабораторијско испитивање или прихватање процеса спада у писани оквир.

Често постављана питања