Zasnova polža ekstruderja: vrste, geometrija in zmogljivost

Kaj je polž ekstruderja in kaj naj bi njegova zasnova dosegla?

Polž ekstruderja je rotirajoča obdelovalna komponenta znotraj cevi. Pri iztiskanju termoplastov prenaša surovine, podpira taljenje in mešanje ter dovaja material proti orodju, ki je na koncu. Avijačni ekstruderje stroj;vijačno iztiskanjeje proces. Nakup vijačne komponente ne nadomesti pogona, gretja, hlajenja ali krmiljenja stroja.

Začnite tako, da definirate želeno talino in produkt, namesto izolirane izhodne številke. Uporaben cilj določa sprejemljivo enotnost materiala, kakovost izdelka, obseg pretoka in delovne meje. Prav tako bi moralo biti navedeno, ali je delo taljenje predhodno sestavljenih peletov, vključevanje sestavin, predelava mletja ali odstranjevanje hlapnih snovi.

Ločite nov dizajn od spremembe obstoječega stroja

Nov stroj ponuja več svobode pri usklajevanju polža, soda, pogona in dovajalnega sistema. Zamenjava mora delovati znotraj nameščene ovojnice. Zabeležite trenutno stanje vijaka in cevi, preden se odločite, ali je potreben drugačen profil: zamenjava obrabljenega dela in preoblikovanje neustreznega dela sta različni inženirski nalogi.

EJS zalogeekstrudijski dovodni vijakiza aplikacije z enim in dvojnim vijakom. Začetni opis mora opredeliti, kateri arhitekturi in nalogi obdelave mora služiti komponenta.

Vrste ekstruzijskih vijakov: ločeno razvrstite arhitekturo in funkcijo

»Enojni vijak«, »pregradni vijak« in »mešalni vijak« opisujejo različne vidike zasnove. To niso tri med seboj izključujoče se izbire. Posamezen ekstruzijski polž lahko vsebuje pregradni talilni del in spodnji mešalnik.

Enojni in dvojni opisujeta število vijakov

Za dvojne vijake določite tudi ko-rotacijo ali nasprotno rotacijo, prepletanje ali ne-prepletanje ter vzporedno ali stožčasto geometrijo. Samo »vzporedno« ne pomeni sosobnega vrtenja. Seznami EJSsodi z enim vijakominvzporedni dvojni vijačni sodiločeno; kategorija izdelka je začetek specifikacije in ne celotne specifikacije.

Število letov in modularna konstrukcija potrebujeta svoje opise

Vijak z enim nastavkom ima en vijačni začetek; to ni preprosto drugo ime za enopolžni ekstruder. Prav tako dvojni vijaki niso vsi modularni. V modularni zasnovi so transportni in mešalni elementi sestavljeni na združljivih gredeh. Pri enodelni izvedbi je delovni profil izdelan v telesu vijaka.

Geometrija polža ekstruderja: mere, leti in oblikovne značilnosti

Na skici vijakov mora biti razvidno, kje velja posamezna dimenzija. Celotna dolžina, delovna dolžina in dolžina znotraj cevi se lahko nanašajo na različne meje. Enako je treba paziti na nazivni premer, premer lokalnega leta in premer korenine.

ThePriročnik za ekstrudijske procesorje Dynisco, oddelek 4ponazarja dimenzije vijakov in običajno geometrijo z enim vijakom. Globlji kanali zagotavljajo večjo geometrijsko prostornino, vendar je uporabna proizvodnja odvisna tudi od polnjenja, taljenja in povratnega toka, ki ga poganja pritisk. Plitkejši kanali spremenijo strižno in črpalno obnašanje, hkrati pa zmanjšajo volumen kanala. Preglejte te učinke skupaj, ko spreminjate globino kanala.

Razmerje globine je uporabno le s svojimi predpostavkami

Za preprost običajni vijak s primerljivim korakom in širino kanala je globina pomika, deljena z globino merjenja, običajen približek za geometrijsko kompresijsko razmerje. Kot ilustrativni izračun risbe D = 60 mm s premeroma korenine 48 mm in 56 mm daje globine 6 mm oziroma 2 mm: razmerje globine 3:1.

Ta izračun ne predvideva dviga tlaka 3:1, ne dokazuje popolnega taljenja ali definira stiskanja pregrade ali profila s spremenljivim korakom. Vprašajte, katero geometrijsko definicijo je uporabil dobavitelj. Oglejte si podrobnostivodnik za kompresijsko razmerje ekstruzijskega vijakaza razlikovanje med primernim razmerjem globine in celotno primerjavo volumna kanala.

Kako dovajanje, taljenje in odmerjanje delujejo skupaj

Znani triconski model opisuje običajen enojni vijak za plastificiranje. To je uporabna razlaga procesnih funkcij, vendar ni zahteva, da ima vsak ekstruzijski vijak tri fiksne enako dolge dele.

Hranjenje se začne z dejansko dostavljenim materialom

Peleti, prah, kosmiči in nepravilno ponovno mletje ne predstavljajo enakih pogojev hranjenja. Nasipna gostota, konsistenca delcev, premostitev in dovodni kanal si zaslužijo pozornost. Sprememba profila na nižji stopnji ne more zanesljivo nadomestiti nenadzorovane dobave materiala navzgor.

Temperatura cevi ni meritev temperature taline

Prenos toplote v sodu in mehansko delo vplivata na toplotno zgodovino materiala. Njihov prispevek se spreminja glede na pogoje delovanja. Pri primerjavi modelov uporabite ustrezno meritev temperature taljenja in njeno lokacijo; samo ujemanje nastavljenih točk grelnika ne dokazuje ujemanja pogojev taljenja.

Tlak in moč pripadata celotni pretočni poti

Vijak deluje proti uporu zaslonov, adapterjev, matric in druge nadaljnje opreme. Zabeležite nameščeno ureditev, ko diagnosticirate nizko moč. Rezultat, dobljen s čistim sito in odprtim orodjem, ne bi smel biti predstavljen kot pričakovana stopnja proizvodnje v primerjavi z bolj restriktivno linijo.

Zaporni, mešalni in prezračevalni deli rešujejo različne naloge

Funkcionalni del potrebuje navedeno opravilo in način, kako preveriti, ali je bilo to delo opravljeno. »Boljše mešanje« je nepopolno, razen če je v navodilih navedeno, kaj je treba porazdeliti ali razpršiti in katere meritve izdelka bodo pokazale izboljšanje.

Mešalne naprave lahko opravljajo distribucijsko in disperzijsko delo; ravnotežje je odvisno od njihove geometrije in pogojev delovanja. Samo ime dizajna ni dovolj za razvrščanje uspešnosti. Dodatne omejitve lahko spremenijo tudi temperaturo taline, potrebe po tlaku in obnašanje pri čiščenju.

Odzračevanje zahteva združljiv sod in podporno opremo. Vijačni profil ne more ustvariti zračnika skozi nepritrjen sod, zračenje pa ne odpravi samodejno zahteve po sušenju smole. Preverite navodila za obdelavo dobavitelja materiala.

Za natančnejše primerjave uporabite vodnike EJSpregrada v primerjavi z običajnimi vijakiinMaddock, ananas in Saxton vijačni mešalniki.

Oblikovanje profila z dvojnim vijakom: elementi, zaporedje in mešanje

Pri modularnem dvovijačnem sistemu konfiguracija pomeni izbiro združljivih elementov in njihovo nameščanje v premišljenem zaporedju. Pomeni tudi preverjanje, kako je to zaporedje povezano s položaji hranjenja, dodajanja tekočine, odzračevanja in praznjenja.

Vodnik za delovanje vijakov NC State Extensionopisuje transport, gnetenje, obračanje in druge elemente, skupaj z njihovimi učinki na mešanje in pretok. Njegova razprava vključuje predelavo hrane in krme ter kode elementov, specifičnih za opremo. Ta načela pomagajo razložiti konfiguracijo; njegove vzorčne kode niso univerzalni standard za plastične vijake.

Preberite blok za gnetenje kot del zaporedja

Širina diska, zamaknjeni kot, smer transporta in dolžina bloka je treba pregledati skupaj s hitrostjo, pretočnostjo, lokalnim polnjenjem in sosednjimi elementi. Izogibajte se univerzalnim pravilom, kot je "širši disk vedno daje boljšo disperzijo." Koristno vprašanje je, kakšno stanje materiala in obnašanje toka mora ustvariti to določeno zaporedje.

Povratni ali omejevalni elementi lahko povečajo intenzivnost polnjenja in obdelave navzgor, vendar tudi vplivajo na pritisk in spodbujajo povpraševanje. Dodajanje več omejitev ni brezplačna pot do močnejšega mešanja.

Pred kopiranjem profila potrdite združljivost

Dva elementa z enakim nazivnim zunanjim premerom imata lahko različna vmesnika gredi, zahteve med sredinsko razdaljo, profile ali osne dimenzije. Navedite OEM ali konvencijo risanja za vsako kodo. EJS-jevstran izdelka vijačnega elementanavaja komponente za transport, mešanje in gnetenje; thevodilo elementa z dvojnim vijakompodrobneje pokriva njihove nadomestne preglede.

Uskladite dizajn s polimerom, obliko podajanja in obdelavo

"PE vijak" ali "reciklažni vijak" je preširok za končno oblikovalsko odločitev. Določite stopnjo, informacije o viskoznosti, paket dodatkov, obliko krme in stanje. Navedite, ali polnila ali vlakna pridejo v predhodno sestavljene pelete ali jih je treba vključiti med ekstruzijo; to so različne naloge obdelave.

Preberite objavljeno geometrijo v njenem materialnem obsegu

Uporaben primer jeBASF-ov vodnik za obdelavo ultramid ekstruzije, stran 7. Za tam obravnavano obdelavo filma Ultramid opisuje pregradne ali tridelne vijake z dolžinami od 24 do 32 D, konstantnim korakom 1 D in kompresijskimi razmerji od 3:1 do 3,5:1. Prav tako naredi globino letenja odvisno od premera in viskoznosti taline.

Inženirska lekcija je razmerje med geometrijo in materialnimi pogoji. Te številke niso sprejemljive meje za vsak razred poliamida, vsak termoplast ali vsak obstoječi stroj. Pridobite navodila za obdelavo za dejansko kakovost in odpravite morebitna neskladja z nameščeno opremo, preden izberete dimenzije.

Oblikovanje v mejah soda, pogona in nizvodnega toka

Nadomestni vijak mora opraviti dva preizkusa: mora se prilegati in mora biti uspešno obdelan. Ujemanje nazivnega premera obravnava le majhen del prvega preskusa.

• Cev in vmesniki:potrdite profil in stanje izvrtine, efektivno dolžino, pogonsko povezavo, končno geometrijo, dovodno odprtino in lokacije vrat.
• Mehanska ovojnica:pridobite dovoljene omejitve hitrosti, navora, potiska in tlaka iz ustreznih informacij o stroju. Ne sklepajte jih iz premera vijaka.
• Toplotni in spodnji ovoj:pregled zmogljivosti hlajenja, merjenje temperature, menjava sita, črpalke za taljenje in orodja. Ugotovite, katera komponenta omejuje predlagano delovno točko.

Kako bi se lotil zahteve po menjavi vijaka

Ta pristop ohranja osredotočenost na preoblikovanje. Če napaka dovajalnega sistema pojasni izgubo proizvodnje, odpravite to napako, preden uporabite nov profil vijaka kot rešitev.

Kako materiali in obraba vijaka ekstruderja vplivajo na zmogljivost zasnove

Geometrijo in izbiro delovne površine je treba pregledati skupaj. Osnovni material zagotavlja strukturno osnovo vijaka; površina ali konstrukcija, odporna proti obrabi, mora ustrezati njenemu stiku s polimerom, dodatki in parnim valjem.

EJS-jeva stran s podajalnimi vijaki navaja nitrirane, bimetalne, kaljene in kromirane možnosti. To je vrsta razpoložljivih konstrukcij, ne dokaz, da vsaka možnost ustreza vsaki nalogi. Določite oznako materiala, lokacijo obdelave, končne mere in dogovorjene zahteve za inšpekcijo za dejansko komponento. TheVodnik po materialih za vijake in cevi EJSpojasnjuje izbirna vprašanja.

Razlikujte mehanizme obrabe od simptomov

Abrazivne sestavine, jedke razmere in nenamerni stik s kovino zahtevajo različne preiskave. Trši material ne popravi neporavnanosti ali nepravilne delovne reže. Ujemanje vijaka in cevi je prav tako bolj uporabno kot izbira vsake delovne površine posebej.

Težave z obrabo polža ekstrudorja se lahko pojavijo skupaj z upadom proizvodnje, spreminjanjem obremenitve ali nestabilnim dovajanjem taline, vendar noben od teh simptomov ne dokazuje obrabe sam po sebi. Primerjajte izmerjeno stanje vijaka/cevi z risbo in nadzorovano osnovno linijo proizvodnje. Thevodnik za merjenje obrabe in zamenjavozajema postopek pregleda.

Ne kopirajte izmerjenega zunanjega premera obrabljenega vijaka kot nove nazivne mere. V specifikaciji ločite prvotni namen oblikovanja, sedanjo obrabo in kakršno koli predlagano preoblikovanje.

Ocenite delovanje vijaka s primerljivimi proizvodnimi podatki

Poštena primerjava zahteva definiran material in proizvodno okno, skupne zahteve glede kakovosti in jasno mejo merjenja. Ohranite osnovno linijo pri primerljivih pogojih, nato pa preizkusite predlagano zasnovo v predvidenem območju delovanja. Zabeležite vse spremenjene nastavitve, da bo kateri koli načrt uspešno deloval.

Izmerite sprejemljivo proizvodnjo izdelka ločeno od bruto pretoka. Vključite dejansko temperaturo taline, tlak in variacijo, obremenitev pogona, zavrnitve in preverjanja izdelka, ki so spodbudila spremembo. Zabeležite lokacije senzorjev, stabilizacijsko pravilo, interval vzorčenja in trajanje poskusa, da lahko drug inženir interpretira rezultate.

Učinkovit primer: večja proizvodnja ne pomeni samodejno nižje specifične energije

Če bi vodil ocenjevanje preoblikovanja vijakov, bi se pred poskusom dogovoril o materialu, zahtevah glede kakovosti, snemalnem oknu in meji električnih meritev. V nasprotnem primeru lahko dva privlačna niza podatkov opisujeta različna delovna mesta.

Razmislite o ilustrativni primerjavi z enakomernim delovanjem. Zasnova A ima v povprečju 80 kW vhodne električne energije in 200 kg/h sprejemljivega izdelka. Zasnova B ima povprečje 96 kW in 240 kg/h pri enaki meji merjenja in zahtevah glede kakovosti. To so predpostavljene vrednosti za izračun.

Oba modela porabita 0,40 kWh na kilogram sprejemljivega izdelka znotraj te meje. Rezultat bi opisal kot povečano proizvodnjo, ne kot 20-odstotni prihranek energije. Za snemalno okno, izmerjeno v urah, je ekvivalentni izračun skupna električna energija v kWh, deljena s sprejemljivo maso v kg.

Nato bi preveril dejansko temperaturo taline, nihanje tlaka, pogonsko obremenitev in ostanke. Višja izhodna točka, ki presega dogovorjeno toplotno ali mehansko mejo, ne prestane zgolj zato, ker je stopnja mase višja. Če merilnik energije vključuje grelnike, hlajenje ali pomožne naprave, identificirajte te obremenitve; ne označujte rezultata kot mehansko energijo vijačne gredi.

Kaj lahko ugotovi objavljeno testiranje

Kelly, Brown in Coates so preučevali tri geometrije z enim vijakom za obdelavo komercialnega LDPE pri različnih hitrostihVpliv geometrije polža na profil temperature taline pri ekstruziji z enim polžem. Povzetek poroča, da je imela geometrija večji vpliv na polja temperature taljenja pri večji pretočnosti in da je pregradni vijak z mešalnikom Maddock dosegel boljše taljenje kot enojni vijaki v pogojih študije.

To podpira vrednotenje geometrije skupaj z delovno točko. Ne določa univerzalnega odstotka izboljšave ali dokazuje enakega rezultata za drug polimer ali stroj. Simulacije in objavljene študije pomagajo pri oblikovanju predloga zasnove; dogovorjeni proizvodni preizkus ugotovi, ali dobavljena zasnova ustreza določenemu poslu.

Spremenite namen oblikovanja v brief, ki ga lahko uporabi proizvajalec

Koristna poizvedba omogoča proizvajalcu, da pojasni predlagano spremembo in kako bo preverjena. Pošljite paket, ki povezuje material, stroj, geometrijo in merila sprejemljivosti.

1. Material in krma:razred, formulacija, krmna oblika, ustrezni pripravek in dovoljena variabilnost.
2. Cilj obdelave:sprejemljivo območje proizvodnje, zahteve za izdelek, opažene napake in trenutne evidence o delovanju.
3. Stroj in vgrajeni deli:arhitektura, OEM/model, razpoložljive risbe, meritve izvrtin, vmesniki, vrata in preverjene omejitve delovanja.
4. Predlagani profil:meje delovne dolžine, dimenzionirani funkcionalni odseki, lokalne globine, geometrija leta in vsaka konvencija o oddaljenosti.
5. Materiali in izdelava:dogovorjeno oznako jekla, konstrukcijo delovne površine, lokacije obdelave, dimenzije končnega stanja in načrt pregleda.
6. Preverjanje:revizija risb, zapisniki o inšpekcijskih pregledih sestavnih delov in proizvodno-poskusni načrt z meritvami in merili za sprejem/neuspeh.

Ločite sprejem komponente od validacije proizvodnje

Certifikat o materialu in poročilo o dimenzijah odgovarjata, ali komponenta izpolnjuje navedene zahteve glede materiala in risbe. Sami po sebi ne dokazujejo stopnje proizvodnje, porabe energije ali kakovosti izdelka. Nasprotno pa ena uspešna proizvodnja ne nadomesti dogovorjenih pregledov komponent.

Podatki o izdelku EJS navajajo, da priloženi vijačni sodi vključujejo poročilo o pregledu in potrdilo o materialu. Dogovorite se o ustrezni reviziji risbe in poročajte o vsebini naročenih delov. Vsako dodatno vzorčenje, laboratorijsko testiranje ali sprejem postopka sodi v pisni obseg.

Pogosto zastavljena vprašanja