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Compreendendo o impacto dos principais parâmetros no processo e no desempenho da extrusão de parafuso

Os principais parâmetros do parafuso são diâmetro, relação comprimento-diâmetro, taxa de compressão, passo, largura da ranhura, profundidade da ranhura, ângulo de hélice, folga entre o parafuso e o cilindro, etc., que têm um grande impacto no processo de extrusão e no desempenho.

Diâmetro do parafuso da extrusora

O diâmetro do parafuso é o diâmetro externo da rosca, e a capacidade de produção da extrusora é aproximadamente proporcional ao quadrado do diâmetro do parafuso, quando outras condições são iguais, o diâmetro do parafuso aumenta ligeiramente, o que causará um aumento significativo no volume de extrusão, e seu impacto é ainda maior que o aumento do número de rotações do parafuso no volume de extrusão. Portanto, o diâmetro do parafuso é frequentemente utilizado para caracterizar os parâmetros técnicos do tamanho da extrusora.

Relação comprimento-diâmetro do parafuso da extrusora

A relação entre o comprimento da parte funcional do parafuso e o diâmetro do parafuso é chamada de relação comprimento-diâmetro e, quando outras condições são certas (como o diâmetro do parafuso), aumentar a relação comprimento-diâmetro significa aumentar o comprimento do parafuso. A grande proporção e a distribuição razoável de temperatura favorecem a mistura e plastificação de plásticos, e o tempo de aquecimento do plástico no barril também é mais longo, e a plastificação do plástico será mais adequada e uniforme, de modo a melhorar o qualidade de plastificação.

Sob a premissa de que os requisitos de qualidade da plastificação permanecem inalterados, a velocidade de rotação do parafuso pode ser aumentada após o aumento da relação comprimento-diâmetro, aumentando assim a quantidade de plástico extrusado. No entanto, se você escolher uma proporção excessivamente grande, a potência consumida pelo parafuso aumentará proporcionalmente, e a dificuldade de processamento e montagem do parafuso e do cilindro aumentará, e a possibilidade de entortamento do parafuso também aumentará, o que causará a raspagem da parede interna do parafuso e do cilindro e reduzir a vida útil.

Além disso, para plásticos sensíveis ao calor, relações de aspecto excessivas podem ser decompostas termicamente devido ao longo tempo de residência, o que afeta a plastificação e a qualidade de extrusão dos plásticos. Portanto, a seleção da relação de aspecto deve ser determinada de acordo com as propriedades físicas dos plásticos processados e os requisitos de qualidade de extrusão do produto.

Taxa de compressão

A compressão, também conhecida como taxa de compressão geométrica do parafuso, é a relação entre o volume da primeira ranhura do parafuso na seção de alimentação do parafuso e o volume da última ranhura do parafuso na seção de homogeneização. É determinado pela taxa de compressão física do plástico – ou seja, a relação entre a densidade da peça e a densidade de desempenho do material recebido. A grande taxa de compressão permite que o plástico granular seja totalmente plastificado e compactado. Quando o tipo de plástico a ser processado é diferente, a escolha da taxa de compressão também deve ser diferente.

Ângulo ascendente em espiral

O ângulo espiral é o ângulo entre a rosca e a seção transversal do parafuso. Se o ângulo da hélice for muito grande, o tempo de plastificação não poderá ser garantido e a qualidade de plastificação do parafuso será reduzida, e se for muito pequeno, o volume da ranhura do parafuso será reduzido, o que afetará a quantidade de extrusão . Para a seção de alimentação, o ângulo de hélice de 30° é mais adequado para o pó; O ângulo de hélice de 15° é adequado para grãos quadrados; O ângulo de hélice de cerca de 17° é adequado para grãos esféricos ou colunares.

Largura do passo e da ranhura

O passo é a distância axial da rosca e a largura da ranhura é a largura da ranhura perpendicular à crista. Quando outras condições são iguais, a mudança no passo e na largura da ranhura não apenas determina o ângulo da hélice do parafuso, mas também afeta o volume da ranhura, afetando assim a quantidade de extrusão e o grau de plastificação do plástico. O aumento da largura da ranhura do parafuso significa que a largura da borda do parafuso diminui, o volume da ranhura do parafuso aumenta correspondentemente e o volume de extrusão aumenta. Ao mesmo tempo, a largura da borda do parafuso é reduzida e a resistência ao atrito da rotação do parafuso é reduzida, de modo que o consumo de energia é baixo.

Profundidade do sulco

A profundidade da ranhura é a diferença entre o raio externo da rosca e o raio da raiz. De acordo com os requisitos da taxa de compressão, a profundidade da ranhura da seção de alimentação é maior que a da seção fundida e a profundidade da ranhura da seção fundida é maior que a da seção de homogeneização.

A ranhura profunda do parafuso da seção de alimentação é grande, o que contribui para melhorar sua capacidade de transporte; Porém, se a profundidade da ranhura for muito profunda, a resistência do parafuso diminuirá, resultando no cisalhamento do parafuso sob a ação de maior torque; Em segundo lugar, é muito profundo para fazer com que o plástico seja misturado e agitado de maneira desigual entre os tanques, o que afeta a condução de calor e o equilíbrio térmico e leva à redução da capacidade de plastificação do parafuso.

A ranhura do parafuso na seção fundida e na seção de homogeneização é gradualmente rasa, e o parafuso produz uma taxa de cisalhamento mais alta no material, o que favorece a transferência de calor da parede do cilindro para o material e a mistura e plastificação do material. Porém, se for muito raso, o volume da ranhura do parafuso diminui, o que afeta diretamente o volume de extrusão.

A lacuna entre o parafuso e o cano

A folga entre o parafuso e o cilindro é metade da diferença entre o diâmetro interno do cilindro e o diâmetro externo do parafuso. O tamanho da folga entre a rosca e o cilindro tem grande impacto na qualidade e no rendimento da extrusão, especialmente para plastificação.

Quando a folga entre o parafuso e o cilindro é muito grande, especialmente quando a folga na seção de homogeneização aumenta, o fenômeno de contrafluxo e vazamento do plástico aumenta, o que não só causa a flutuação da pressão de extrusão e afeta a quantidade de extrusão, mas também provoca o superaquecimento do plástico devido ao aumento desses refluxos, que é resultado do agravamento do atrito, esse superaquecimento, principalmente em ambiente de má dissipação de calor, muitas vezes leva à decomposição do plástico, resultando em má plastificação e difícil moldagem. Portanto, a folga entre o parafuso e o cilindro é geralmente controlada em 0,1 ~ 0,6 mm.

Estrutura da cabeça do parafuso

A forma e o tamanho geométrico da cabeça do parafuso determinam se o material pode entrar na cabeça da máquina a partir do parafuso de maneira equilibrada e se pode evitar a estagnação, de modo a não evitar a decomposição térmica dos materiais locais devido ao tempo de aquecimento muito longo .

Diferentes formatos da cabeça do parafuso farão com que o plástico flua de maneira diferente do parafuso para a cabeça da máquina. A cabeça do parafuso geralmente tem o formato de um cone com um pequeno ângulo de cone e, para aumentar o efeito de agitação, uma rosca contínua com a seção de homogeneização do parafuso pode ser feita no formato do cone.

O número de cabeças da rosca do parafuso

Quando outras condições são as mesmas, em comparação com a rosca de cabeça única, a rosca de múltiplas cabeças tem um impulso positivo maior sobre o material, a capacidade de transportar o material é mais forte e o fenômeno de refluxo do derretimento do plástico pode ser reduzido. No entanto, quando todas as roscas são roscas com múltiplas cabeças, isso causará facilmente flutuações no volume de extrusão e flutuações de pressão devido ao derretimento e homogeneização de cada ranhura do parafuso ou à inconsistência da capacidade de transporte do fundido, o que não conduz à qualidade da extrusão . Portanto, às vezes, apenas para melhorar a capacidade da seção de alimentação de transportar materiais, roscas de extremidade dupla são colocadas na seção de alimentação para melhorar a capacidade de transporte de partículas plásticas.

Parafuso

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