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¿Cómo mejorar la eficiencia de extrusión y la calidad del extrusor de tornillo?

En la actualidad, la modificación de la mezcla de plástico y la granulación se realizan principalmente mediante extrusoras. Hay tres tipos principales de máquinas: extrusora de un solo tornillo, extrusora de doble tornillo co-rotativo y extrusora de triple tornillo. Entre ellos, el extrusor co-rotativo de doble tornillo es el más utilizado para llenar, mezclar, modificar, clorar caucho, plásticos y resinas de ingeniería o procesar polipropileno y resinas superabsorbentes. Especialmente en la industria de los plásticos de ingeniería, la extrusora de doble tornillo co-rotativo se ha convertido en el principal equipo para la modificación, refuerzo y mezcla de plástico. Para los usuarios, cómo elegir una extrusora adecuada, cómo mejorar la eficiencia de producción y la calidad del producto son consideraciones importantes.

La selección del equipo considera principalmente los siguientes factores:

1. calidad del producto

La calidad del producto es la vida de una empresa y está relacionada con el desarrollo de una empresa. Si se puede garantizar la consistencia de cada lote de productos durante mucho tiempo es un indicador importante para evaluar la calidad de una extrusora.

2. eficiencia de producción

Sobre la base de garantizar la calidad, el objetivo de toda empresa es cómo mejorar la eficiencia de la producción y maximizar la capacidad de producción en una unidad de tiempo.

3. Control de costos

El costo también es un factor importante que las empresas deben considerar. Hasta cierto punto, mejorar la eficiencia en sí es también una de las formas de reducir costos.

4. Vida útil de la máquina

Bajo la premisa de garantizar una alta eficiencia, no se puede lograr a expensas de acortar la vida útil del producto. Por lo tanto, en el proceso de fabricación y procesamiento de extrusoras, se deben seleccionar materiales más duraderos.

5. Fácil de operar

Desde el punto de vista del usuario, el equipo es sencillo de operar y de fácil mantenimiento; El funcionamiento estable del equipo y la baja tasa de fallas también son indicadores importantes que deben considerar.

Según las demandas de los clientes, no es difícil encontrar que la “calidad del producto” y la “mejora de la eficiencia” no son sólo el objetivo final de los fabricantes de extrusoras sino también de los clientes.

Consejos para mejorar la eficiencia de la extrusión

En la actualidad, la tendencia de desarrollo de las extrusoras de doble tornillo en el mundo es hacia un alto par, una alta velocidad del tornillo y un bajo consumo de energía. Al aumentar el par del tornillo y la velocidad del tornillo, se puede mejorar la capacidad de plastificación y mezcla. Al aumentar la velocidad del tornillo, se puede aumentar la capacidad de transporte del tornillo para aumentar la productividad.

Aumentar el par y la velocidad del tornillo.

El núcleoEl núcleo de aumentar el par del tornillo es que debe haber una caja reductora con mayor par (abreviado caja de cambios); Actualmente, las cajas de cambios se dividen principalmente en producción nacional y marcas extranjeras. Los principios de diseño de las cajas de cambios de alto par son básicamente los mismos; las principales diferencias están en los materiales del engranaje (eje del engranaje) y el tratamiento térmico del material;

En la actualidad, la caja de cambios doméstica está por debajo del nivel de torque de 11. Después de casi diez años de uso, En la actualidad, la caja de cambios doméstica está por debajo del nivel de torque de 11. Después de casi diez años de uso, el rendimiento y la vida útil son básicamente los mismos que los de marcas extranjeras; para cajas de cambios con un nivel de par superior a 11, no se ha utilizado mucho en China y se recomienda utilizar marcas extranjeras;

Diagrama esquemático de una caja de cambios ordinaria.
Diagrama esquemático de una caja de cambios ordinaria.
Diagrama esquemático de una caja de cambios ordinaria de alto par.
Diagrama esquemático de una caja de cambios ordinaria de alto par.

A la misma velocidad del tornillo, aumentar la profundidad de la ranura del tornillo puede aumentar considerablemente la capacidad de transporte. Sin embargo, se ha demostrado a partir de la teoría y la práctica que el efecto de mezcla es mejor bajo una cierta relación geométrica entre el diámetro exterior del tornillo y el diámetro inferior del tornillo (diámetro exterior del tornillo/diámetro inferior del tornillo = ~1,55). A alta velocidad del tornillo, se reduce el tiempo de residencia del material en la extrusora, lo que puede provocar una plastificación, fusión y mezcla insuficientes del material. Por esta razón, es necesario aumentar adecuadamente la longitud del tornillo, lo que inevitablemente conducirá a un aumento en el par de soporte real y la potencia de la extrusora de doble tornillo.

Al mismo tiempo, aumentar el par y la velocidad de rotación requiere mayores requisitos para el diseño, producción y fabricación de piezas como el mandril, los elementos del tornillo y los elementos amasadores del tornillo.

En la actualidad, los fabricantes de tornillos gemelos prestan más atención al desarrollo de mandriles, camisas interiores de cilindro y elementos roscados, y están comprometidos a desarrollar mandriles de mayor resistencia, camisas interiores de cilindro y elementos roscados más resistentes al desgaste.

Tipo de material del mandril:

MaterialFormulariosCDHCaracterísticas
WR15Ebarra redonda40±2Alta tenacidad, alta resistencia
WR30barra redonda40±2Alta tenacidad, alta resistencia, alta resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión.
40CrNiMoAbarra redonda40±2Alta tenacidad, alta resistencia

Comparación de propiedades entre WR30, WR15E y 40CrNiMoA

PropiedadesWR30WR15E40CrNiMoA
MpaResistencia a la tracción/Mpa13241300900
MpaLímite elástico/Mpa10751000800
Elongación de rotura/Mpa>14>12>12
Reducción de área/Mpa>47>40>55
Energía de absorción de impacto/Mpa>250>250>78

Para extrusoras de alto torque, el mandril está hecho preferiblemente de materiales WR30 y WR15E importados para reducir la distorsión del mandril;

Para extrusoras de alto par, la protección contra sobrecarga del par es muy importante. Recomendamos encarecidamente los acoplamientos limitadores de par (acoplamientos de seguridad BIBBY o R+W) importados de Europa. Durante el proceso de producción, si los acoplamientos limitadores de par están anormalmente sobrecargados, el dispositivo se puede desconectar instantáneamente, lo que puede proteger la caja de cambios y el tornillo de manera más efectiva;

(La siguiente figura muestra el acoplamiento de seguridad)

el acoplamiento de seguridad 1
el acoplamiento de seguridad 2

Capacidades mejoradas de plastificación y mezcla.

Aumentar el volumen del canal también es un factor importante. En la sección de alimentación y en la sección de desvolatilización, es muy necesario que el elemento roscado tenga un gran volumen libre. Para materiales a granel, aumente el volumen libre de la sección de alimentación y el grado de llenado del material en la ranura del tornillo, lo que puede mejorar en gran medida la capacidad de producción de la extrusora.

Combinación de tornillos optimizada

El sistema de plastificación incluye principalmente tornillos y barriles. Para cumplir con diversos tipos de requisitos de producción y procesamiento, los tornillos y cilindros generalmente se diseñan como bloques de construcción. Según la función de cada sección, el tornillo se puede dividir en sección de alimentación, sección de plastificación, sección de mezcla, sección de escape y sección de extrusión. Estas secciones tienen diferentes funciones en el proceso de extrusión, sus estructuras son diferentes y los parámetros geométricos correspondientes de los elementos de tornillo también son diferentes. Por tanto, la forma de determinar los parámetros geométricos de los elementos helicoidales se convierte en la clave para el diseño del sistema de plastificación.

Aumente adecuadamente la relación longitud-diámetro según las propiedades del material.

Debido al aumento de la velocidad del tornillo, se acorta el tiempo de residencia del material en la extrusora. Para que el material esté más plastificado y mezclado y para que la temperatura del material aumente lentamente, se pueden obtener productos de alta calidad. Además de la combinación optimizada de elementos de tornillo, también es necesario aumentar la relación longitud-diámetro del tornillo. El aumento de la relación de aspecto aumenta los requisitos de precisión de fabricación de la máquina, la potencia motriz y el par del cojinete del núcleo del tornillo, y requiere un mayor nivel de tecnología de fabricación y diseño estructural.

Mejorar la capacidad de alimentación y transporte de materiales.

Muchos procesadores necesitan producir materiales con un contenido muy alto, que tienden a tener densidades aparentes muy bajas, y la capacidad de alimentación volumétrica depende del volumen libre de los tornillos del alimentador lateral y principal, y de la velocidad de rotación de estos dos tornillos. El tornillo principal tiene preferiblemente elementos de tornillo de paso largo que se extienden 2D-4D aguas abajo del puerto de alimentación lateral, de modo que el tornillo principal pueda comer el relleno en la máxima medida. Además, para evitar que el material se “puente”, también se puede agregar agitación a las tolvas de alimentación principal y lateral; Se puede agregar alimentación vertical forzada a la primera sección del barril para mejorar la capacidad de transporte del material.

Mejorar la eficiencia de desvolatilización de los gases de escape.

Optimizar la combinación de elementos de tornillo en la sección de escape, configurar elementos de generación de presión frente al puerto de escape y usar elementos de tornillo de avance grande puede mejorar la eficiencia de desvolatilización. También es posible diseñar múltiples escapes (escape natural y escape al vacío) para descargar los gases de escape durante el proceso de mezcla, omitiendo los pasos intermedios en el proceso de polimerización y mezcla, y mejorando la eficiencia de producción.

Fortalecer el desarrollo de diversos sistemas.

Con el uso cada vez mayor de extrusoras de doble tornillo, además de la alimentación general, el transporte, cCon el uso cada vez mayor de extrusoras de doble tornillo, además de la alimentación, transporte, compresión, plastificación, mezcla, escape, homogeneización y otros procesos generales A menudo es necesario completar varios procesos, como deshidratación, secado, degradación y extrusión reactiva, y se requiere que la extrusora tenga funciones como alimentación multicanal y escape de múltiples etapas. Para cumplir con los requisitos de proceso de los diferentes clientes, se debe fortalecer el desarrollo de cada componente en el proceso de diseño del sistema de plastificación para mejorar el rendimiento del producto.

Además, fortalecer la capacitación de los operadores, fortalecer el mantenimiento y mantenimiento de los equipos y comprender correctamente el proceso de operación de los equipos. Cuanto más familiarizados estén con el equipo, mayor será la capacidad de producción de la máquina.

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