Оглавление
Основные параметры винт диаметр, отношение длины к диаметру, степень сжатия, шаг, ширина канавки, глубина канавки, угол наклона, зазор между шнеком и цилиндром и т. д., которые оказывают большое влияние на процесс экструзии и производительность.
Диаметр шнека экструдера
Диаметр шнека - это внешний диаметр резьбы, а производственная мощность экструдера примерно пропорциональна квадрату диаметра шнека, при прочих равных условиях диаметр шнека увеличивается незначительно, что приведет к значительному увеличению объема экструзии, причем его влияние даже больше, чем увеличение числа оборотов шнека на объем экструзии. Поэтому диаметр шнека часто используется для характеристики технических параметров размеров экструдера.
Соотношение длины шнека к его диаметру
Отношение длины рабочей части шнека к диаметру шнека называется отношением длины к диаметру, и если другие условия определены (например, диаметр шнека), увеличение отношения длины к диаметру означает увеличение длины шнека. Большое соотношение сторон и разумное распределение температуры способствуют смешиванию и пластификации пластмасс, а время нагрева пластмассы в бочке также больше, и пластификация пластмассы будет более адекватной и равномерной, что улучшит качество пластификации.
При неизменности требований к пластифицирующей способности, после увеличения соотношения длины к диаметру, скорость вращения шнека можно увеличить, тем самым увеличивая производительность экструзии пластика. Однако, если выбрать чрезмерно большое соотношение сторон, соответствующим образом увеличится потребляемая шнеком мощность, повысится сложность обработки и сборки шнека и цилиндра, а также возрастет вероятность изгиба шнека, что приведет к соскребанию внутренней стенки шнека и цилиндра и сократит срок службы.
Кроме того, для термочувствительных пластмасс чрезмерное соотношение сторон может привести к термическому разложению из-за длительного времени пребывания, что негативно сказывается на пластификации и качестве экструзии пластмасс. Поэтому выбор соотношения сторон должен определяться в зависимости от физических свойств перерабатываемых пластмасс и требований к качеству экструзии продукта.
Степень сжатия
Компрессия, также известная как геометрическая степень сжатия шнека, - это отношение объема первой винтовой канавки в секции подачи шнека к объему последней винтовой канавки в секции гомогенизации. Он определяется физической степенью сжатия пластика - то есть отношением плотности детали к плотности входящего материала. Большая степень сжатия позволяет полностью пластифицировать и уплотнить гранулированный пластик. Если тип перерабатываемого пластика отличается, выбор степени сжатия также должен быть разным.
Угол спирального подъема
Угол спирали – это угол между витком резьбы шнека и поперечным сечением шнека. Если угол спирали слишком большой, то время пластификации не может быть гарантировано, и качество пластификации шнека снизится, а если он слишком мал, то объем канавки шнека уменьшится, что повлияет на количество экструзии. Для зоны питания, угол спирали 30° наиболее подходит для порошка; угол спирали 15° подходит для квадратных гранул; угол спирали около 17° подходит для сферических или столбчатых гранул.
Шаг и ширина канавки
Шаг - это осевое расстояние резьбы, а ширина канавки - это ширина канавки, перпендикулярная гребню. При прочих равных условиях изменение шага и ширины канавки не только определяет угол спирали винта, но и влияет на объем канавки, тем самым влияя на количество экструзии и степень пластификации пластика. Увеличение ширины винтовой канавки означает, что ширина кромки шнека уменьшается, объем винтовой канавки соответственно увеличивается, и объем экструзии возрастает. В то же время ширина кромки шнека уменьшается, и сопротивление трения при вращении шнека снижается, поэтому потребление энергии низкое.
Глубина канавки
Глубина канавки — это разность между внешним радиусом резьбы и радиусом впадины. Согласно требованиям к степени сжатия, глубина канавки питающей секции больше, чем канавки расплавленной секции, а глубина канавки расплавленной секции больше, чем канавки гомогенизирующей секции.
Глубокая винтовая канавка питающего участка большая, что способствует увеличению его производительности; Однако, если глубина канавки слишком велика, прочность шнека снижается, что приводит к его срезу под действием большего крутящего момента; Во-вторых, при излишней глубине пластик перемешивается неравномерно и неоднородно перемешивается между витками, что влияет на теплопроводность и тепловой баланс, и приводит к снижению пластифицирующей способности шнека.
В расплавленной и гомогенизирующей секциях канавка шнека постепенно углубляется, поэтому шнек оказывает более высокую скорость сдвига на материал. Это способствует передаче тепла от стенки цилиндра к материалу, а также перемешиванию и пластификации материала. Однако, если канавка слишком мелкая, уменьшается объем канавки шнека, что напрямую влияет на производительность экструзии.
Зазор между шнеком и цилиндром
Зазор между шнеком и бочкой составляет половину разницы между внутренним диаметром бочки и внешним диаметром шнека. Размер зазора между шнеком и бочкой оказывает большое влияние на качество и производительность экструзии, особенно при пластификации.
Когда зазор между шнеком и цилиндром слишком велик, особенно когда увеличивается зазор в зоне гомогенизации, явление противотока и утечки пластика усиливается, что не только вызывает колебания давления экструзии и влияет на количество экструзии, но и приводит к перегреву пластика из-за увеличения этих обратных потоков, что является результатом усиления трения. Этот перегрев, особенно в условиях плохого отвода тепла, часто приводит к разложению пластика, в результате чего пластификация ухудшается и формование становится затруднительным. Поэтому зазор между шнеком и цилиндром обычно контролируется в пределах 0,1-0,6 мм.
Конструкция головки винта
Форма и геометрический размер головки шнека определяют, может ли материал поступать в головку машины из шнека сбалансированным образом и может ли он избежать застоя, чтобы не допустить термического разложения местных материалов из-за слишком долгого времени нагрева.
Различные формы головки шнека приводят к тому, что пластик по-разному поступает из шнека в головку машины. Головка шнека часто имеет форму конуса с небольшим углом конусности, и для увеличения эффекта перемешивания на конусе может быть сделана непрерывная резьба с секцией гомогенизации шнека.
Количество заходов резьбы
При прочих равных условиях, по сравнению с резьбой с одной головкой, резьба с несколькими головками оказывает большее положительное воздействие на материал, способность транспортировать материал сильнее, и явление обратного потока пластикового расплава может быть уменьшено. Однако, когда все резьбы являются многоголовочными, это легко приводит к колебаниям объема экструзии и колебаниям давления из-за расплавления и гомогенизации каждой винтовой канавки или несогласованности способности транспортировки расплава, что не способствует качеству экструзии. Поэтому иногда, чтобы улучшить способность загрузочной секции транспортировать материалы, в загрузочной секции устанавливают двухстороннюю резьбу для улучшения способности транспортировки пластиковых частиц.
