Prinsipyo ng mekanikal
Ang pangunahing mekanismo ng extrusion ay simple - ang isang tornilyo ay umiikot sa bariles at itinutulak ang plastik na pasulong. Ang tornilyo ay talagang isang bevel o slope na nakabalot sa gitna ng layer. Ang layunin nito ay upang madagdagan ang presyon upang malampasan ang malaking pagtutol. Sa kaso ng isang extruder, mayroong tatlong uri ng paglaban na kailangang pagtagumpayan: ang alitan ng mga solidong particle (feed) laban sa dingding ng silindro at ang mutual friction sa pagitan ng mga coils bago ang pag -ikot ng tornilyo (feed zone ); Pagdikit sa dingding ng bariles; Ang panloob na paglaban ng daloy ng matunaw habang ito ay itinulak pasulong.
Kung ang isang bagay ay hindi gumagalaw sa isang naibigay na direksyon, ang puwersa sa bagay ay balanse sa direksyon na ito. Ang tornilyo ay hindi gumagalaw sa direksyon ng ehe, bagaman maaari itong paikutin nang mabilis na malapit sa circumference. Samakatuwid, ang lakas ng ehe sa tornilyo ay balanse, at kung nalalapat ito ng isang malaking pasulong na tulak sa matunaw na plastik, nalalapat din ito ng isang magkaparehong paatras na tulak sa bagay. Dito, ang thrust na inilalapat ay ang tindig na kumikilos sa thrust tindig sa likod ng feed port.
Karamihan sa mga solong tornilyo ay mga kanang kamay na mga thread, tulad ng mga turnilyo at bolts na ginamit sa paggawa ng kahoy at makinarya. Kung tumingin sila mula sa likuran, umiikot sila sa kabaligtaran ng direksyon dahil sinusubukan nilang iikot ang bariles hangga't maaari. Sa ilang mga twin-screw extruder, ang dalawang mga tornilyo ay umiikot sa kabaligtaran ng mga direksyon sa dalawang cylinders at tumawid sa bawat isa, kaya ang isa ay dapat na nasa kanan at ang isa ay dapat na kaliwa. Sa iba pang mga occlusal twin screws, ang dalawang mga tornilyo ay umiikot sa parehong direksyon at dapat magkaroon ng parehong orientation. Gayunpaman, sa alinmang kaso, mayroong isang thrust tindig na sumisipsip ng paatras na puwersa, at nalalapat pa rin ang prinsipyo ni Newton.
2. Prinsipyo ng Thermal
Ang extrudable plastik ay thermoplastics - natutunaw sila kapag pinainit at palakasin muli sa paglamig. Saan nagmula ang init ng tinunaw na plastik? Ang feed preheating at bariles/mamatay heaters ay maaaring gumana at mahalaga sa pagsisimula, gayunpaman, ang enerhiya ng pag -input ng motor - ang alitan ng motor laban sa malapot na natutunaw - ang frictional heat na nabuo sa bariles kapag lumiliko ang tornilyo - ang lahat ay ang lahat Mahalagang mapagkukunan ng init para sa plastik, maliban sa mga maliliit na sistema, mababang bilis ng mga tornilyo, mataas na matunaw na plastik na temperatura at mga aplikasyon ng patong na patong.
Para sa lahat ng iba pang mga operasyon, mahalagang kilalanin na ang pampainit ng bariles ay hindi pangunahing mapagkukunan ng init sa pagpapatakbo, at samakatuwid ang epekto sa extrusion ay mas mababa kaysa sa inaasahan natin (tingnan ang Prinsipyo 11). Ang temperatura ng post-silindro ay maaaring maging mahalaga pa rin dahil nakakaapekto ito sa rate ng mga solids na transportasyon sa ngipin o sa feed. Ang mga temperatura ng mamatay at magkaroon ng amag ay dapat sa pangkalahatan ay ang nais na matunaw na temperatura o malapit sa temperatura na ito maliban kung ginagamit ito para sa isang tiyak na layunin tulad ng glazing, pamamahagi ng likido o kontrol ng presyon.
3. Prinsipyo ng Deceleration
Sa karamihan ng mga extruder, ang pagbabago sa bilis ng tornilyo ay nakamit sa pamamagitan ng pag -aayos ng bilis ng motor. Ang motor ay karaniwang umiikot sa buong bilis ng humigit -kumulang na 1750 rpm, ngunit ito ay masyadong mabilis para sa isang extruder screw. Kung ito ay pinaikot sa tulad ng isang mabilis na bilis, ang sobrang frictional heat ay nabuo at ang oras ng paninirahan ng plastik ay masyadong maikli upang maghanda ng isang uniporme, maayos na natunaw. Ang mga karaniwang ratios ng deceleration ay saklaw mula 10: 1 hanggang 20: 1. Ang unang yugto ay maaaring alinman sa gear o pulley, ngunit ang pangalawang yugto ay gumagamit ng mga gears at ang tornilyo ay nakaposisyon sa gitna ng huling malaking gear.
Sa ilang mga mabagal na machine (tulad ng twin-screws para sa UPVC), maaaring mayroong 3 yugto ng pagkabulok at ang maximum na bilis ay maaaring mas mababa sa 30 rpm o mas mababa (hanggang sa 60: 1 ratio). Sa iba pang matinding, ang ilang mga napakahabang twin-screws para sa pagkabalisa ay maaaring tumakbo sa 600 rpm o mas mabilis, sa gayon ay nangangailangan ng isang napakababang rate ng pagkabulok at maraming malalim na paglamig.
Minsan ang rate ng pagkabulok ay naiinis sa gawain - magkakaroon ng labis na enerhiya na gagamitin - at posible na magdagdag ng isang bloke ng pulley sa pagitan ng motor at ang unang yugto ng pagkabulok na nagbabago sa maximum na bilis. Ito ay alinman ay nagdaragdag ng bilis ng tornilyo sa itaas ng nakaraang limitasyon o binabawasan ang maximum na bilis upang payagan ang system na gumana sa isang mas malaking porsyento ng maximum na bilis. Dagdagan nito ang magagamit na enerhiya, bawasan ang amperage at maiwasan ang mga problema sa motor. Sa parehong mga kaso, ang output ay maaaring tumaas depende sa materyal at mga pangangailangan ng paglamig nito.
4. Pagpapakain bilang isang coolant
Inilipat ng Extrusion ang enerhiya ng motor, kung minsan ang pampainit, sa malamig na plastik, na nagko -convert ito mula sa solid hanggang matunaw. Ang input feed ay mas cool kaysa sa bariles at temperatura ng ibabaw ng tornilyo sa feed zone. Gayunpaman, ang ibabaw ng bariles sa feed zone ay halos palaging nasa itaas ng natutunaw na hanay ng plastik. Ito ay pinalamig sa pamamagitan ng pakikipag -ugnay sa mga particle ng feed, ngunit ang init ay pinanatili ng init na inilipat pabalik sa mainit na dulo ng harap at kinokontrol na pag -init. Kahit na matapos ang kasalukuyang pagtatapos ng init ay gaganapin ng malapot na alitan at walang kinakailangang pag -input ng init ng bariles, maaaring kailanganin ang pampainit ng post. Ang pinakamahalagang pagbubukod ay ang slotted feed cartridge, na halos eksklusibo para sa HDPE.
Ang ibabaw ng ugat ng tornilyo ay pinalamig din ng feed at insulated mula sa dingding ng bariles sa pamamagitan ng mga particle ng plastik na feed (at ang hangin sa pagitan ng mga particle). Kung biglang huminto ang tornilyo, huminto din ang feed, at habang ang init ay gumagalaw mula sa mas mainit na dulo ng harap, ang ibabaw ng tornilyo ay nagiging mas mainit sa feed zone. Maaari itong maging sanhi ng pagdirikit o pag -bridging ng mga particle sa mga ugat.
5. Sa lugar ng pagpapakain, dumikit sa silindro at mag -slide papunta sa tornilyo
Upang ma -maximize ang dami ng mga solido na naipadala sa makinis na bariles ng feed zone ng isang solong extruder ng tornilyo, ang mga particle ay dapat dumikit sa bariles at mag -slide sa tornilyo. Kung ang mga particle ay dumikit sa ugat ng tornilyo, walang humihila sa kanila; Ang dami ng daanan at ang dami ng mga solido ay nabawasan. Ang isa pang kadahilanan para sa hindi magandang pagdirikit sa mga ugat ay ang plastik ay maaaring magpainit dito at makagawa ng mga gels at mga katulad na kontaminadong mga particle, o pansamantalang sumunod at masira sa mga pagbabago sa bilis ng output.
Karamihan sa mga plastik na slide ay natural sa mga ugat dahil malamig sila kapag pumapasok sila, at ang alitan ay hindi pinainit ang mga ugat na kasing init ng mga dingding. Ang ilang mga materyales ay mas malamang na sumunod kaysa sa iba: lubos na plastik na PVC, amorphous PET, at ilang mga copolymer na nakabase sa polyolefin na may mga malagkit na katangian na nais para sa pagtatapos ng paggamit.
Para sa bariles, kinakailangan para sa plastik na sumunod dito upang mai -scrap ito at itulak pasulong ng screw thread. Dapat magkaroon ng isang mataas na koepisyent ng alitan sa pagitan ng mga butil at bariles, at ang koepisyent ng alitan ay mariing naiimpluwensyahan ng temperatura ng likurang bariles. Kung ang mga particle ay hindi dumikit, sila ay umiikot lamang sa lugar nang hindi sumusulong - na kung bakit hindi maganda ang makinis na pagpapakain.
Ang alitan ng ibabaw ay hindi lamang ang kadahilanan na nakakaapekto sa feed. Maraming mga particle ang hindi hawakan ang bariles o ang ugat ng tornilyo, kaya dapat mayroong alitan at mekanikal at lagkit na mga link sa loob ng mga particle.
Ang isang singit na silindro ay isang espesyal na kaso. Ang labangan ay nasa feed zone at ang feed zone ay thermally insulated mula sa nalalabi ng bariles at malalim na pinalamig ng tubig. Itinulak ng thread ang mga particle sa uka at lumilikha ng isang napakataas na presyon sa isang medyo maikling distansya. Ito ay nagdaragdag ng kagat ng pagpapaubaya ng mas mababang output ng parehong tornilyo sa parehong output, upang ang frictional heat na nabuo sa harap na dulo ay nabawasan at ang temperatura ng matunaw ay mas mababa. Ito ay maaaring mangahulugan ng mas mabilis na produksyon sa paglamig na limitado ang mga linya ng film. Ang tangke ay partikular na angkop para sa HDPE, na kung saan ay ang pinakamadulas na karaniwang plastik maliban sa mga fluorinated plastik.
6. Ang pinakamahal na materyal
Sa ilang mga kaso, ang mga gastos sa materyal ay maaaring account para sa 80% ng gastos ng produksiyon-higit pa kaysa sa lahat ng iba pang mga kadahilanan-maliban sa mga produkto na partikular na mahalaga sa kalidad at packaging, tulad ng mga medikal na catheter. Ang prinsipyong ito ay natural na humahantong sa dalawang konklusyon: ang mga processors ay dapat gumamit muli ng scrap at mag -scrap hangga't maaari sa lugar ng mga hilaw na materyales, at mahigpit na sumunod sa mga pagpapaubaya hangga't maaari upang maiwasan ang mga paglihis mula sa target na kapal at mga problema sa produkto.
7. Ang mga gastos sa enerhiya ay medyo hindi mahalaga
Bagaman ang pagiging kaakit -akit at totoong mga problema ng isang pabrika ay nasa parehong antas ng pagtaas ng mga gastos sa enerhiya, ang enerhiya na kinakailangan upang magpatakbo ng isang extruder ay isang maliit na bahagi ng kabuuang gastos sa produksyon. Ito ay palaging nangyayari dahil ang mga gastos sa materyal ay napakataas at ang extruder ay isang epektibong sistema. Kung ang labis na enerhiya ay ipinakilala, ang plastik ay mabilis na maging sobrang init na hindi ito maproseso nang maayos.
8. Ang presyon sa dulo ng tornilyo ay napakahalaga
Ang presyur na ito ay sumasalamin sa paglaban ng lahat ng mga bagay sa ibaba ng tornilyo: ang filter screen at ang kontaminadong shredder plate, ang adapter transfer tube, ang nakapirming stirrer (kung mayroon man), at ang multo mismo. Ito ay nakasalalay hindi lamang sa geometry ng mga sangkap na ito kundi pati na rin sa temperatura sa system, na kung saan ay nakakaapekto sa lagkit ng resin at throughput. Hindi ito nakasalalay sa disenyo ng tornilyo, maliban kung nakakaapekto ito sa temperatura, lagkit at throughput. Para sa mga kadahilanang pangkaligtasan, ang pagsukat ng temperatura ay mahalaga - kung ito ay masyadong mataas, ang mamatay at magkaroon ng amag ay maaaring sumabog at makakasama sa mga kalapit na tao o machine.
Ang presyon ay kapaki -pakinabang para sa pagkabalisa, lalo na sa huling zone ng solong sistema ng tornilyo (metering zone). Gayunpaman, ang mataas na presyon ay nangangahulugan din na ang motor ay kailangang mag -output ng mas maraming enerhiya - at sa gayon ang temperatura ng matunaw ay mas mataas - na maaaring magdikta sa limitasyon ng presyon. Sa isang kambal na tornilyo, ang pakikipag -ugnayan ng dalawang mga tornilyo sa bawat isa ay isang mas mahusay na agitator, kaya walang kinakailangang presyon para sa hangaring ito.
Sa paggawa ng mga guwang na bahagi, tulad ng mga tubo na ginawa mula sa mga spider na nakasentro sa spider ng spider gamit ang mga bracket, ang mataas na presyon ay dapat malikha sa loob ng amag upang makatulong sa muling pagsasaayos ng magkahiwalay na mga sapa. Kung hindi man, ang produkto sa kahabaan ng linya ng weld ay maaaring mahina at maaaring mangyari ang mga problema sa paggamit.
9. Output = Pag -aalis ng huling thread / - daloy ng presyon at pagtagas
Ang pag -aalis ng huling thread ay tinatawag na positibong daloy at nakasalalay lamang sa geometry ng tornilyo, bilis ng tornilyo at ang matunaw na density. Ito ay kinokontrol ng stream ng presyon at talagang may kasamang epekto ng pag -drag na binabawasan ang output (ipinahiwatig ng pinakamataas na presyon) at anumang labis na epekto sa feed na nagdaragdag ng output. Ang pagtagas sa thread ay maaaring nasa alinman sa dalawang direksyon.
Kapaki -pakinabang din ito upang makalkula ang output bawat rpm (pag -ikot) dahil ito ay kumakatawan sa anumang pagbagsak sa kapasidad ng pumping ng tornilyo nang sabay -sabay. Ang isa pang kaugnay na pagkalkula ay ang output bawat horsepower o kilowatt na ginamit. Ito ay kumakatawan sa kahusayan at may kakayahang matantya ang kapasidad ng paggawa ng isang naibigay na motor at drive.
10. Ang rate ng paggupit ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa lagkit
Ang lahat ng mga karaniwang plastik ay may mga katangian ng pagbabawas ng paggugupit, nangangahulugang ang lagkit ay nagiging mas mababa habang ang plastik ay gumagalaw nang mas mabilis at mas mabilis. Ang epekto ng ilang mga plastik ay partikular na kapansin -pansin. Halimbawa, ang ilang mga PVC ay nagdaragdag ng rate ng daloy sa pamamagitan ng isang kadahilanan ng 10 o higit pa kapag nadoble ang tulak. Sa kabaligtaran, ang lakas ng paggupit ng LLDPE ay hindi nabawasan nang labis, at ang rate ng daloy ay nadagdagan lamang ng 3 hanggang 4 na beses kung ang pagdoble ng pangangatuwiran. Ang nabawasan na epekto ng pagbawas ng paggupit ay nangangahulugang mataas na lagkit sa ilalim ng mga kondisyon ng extrusion, na kung saan ay nangangahulugang mas maraming kapangyarihan ng motor ang kinakailangan. Maaari nitong ipaliwanag kung bakit nagpapatakbo ang LLDPE sa mas mataas na temperatura kaysa sa LDPE. Ang rate ng daloy ay ipinahayag sa rate ng paggupit, humigit-kumulang 100 s-1 sa channel ng tornilyo, sa pagitan ng 100 at 100 s-1 sa karamihan ng mga profile ng mamatay, at higit sa 100 s-1 sa agwat sa pagitan ng mga thread at pader at ilang maliit Die Gaps. Ang koepisyent ng matunaw ay isang karaniwang ginagamit na sukatan ng lagkit ngunit baligtad (hal. Daloy/tulak sa halip na tulak/daloy). Sa kasamaang palad, ang pagsukat ay hindi isang tunay na pagsukat sa isang extruder na may isang paggupit na rate ng 10 s-1 o mas kaunti at isang napakabilis na pagtunaw ng rate ng daloy.
11. Ang motor ay kabaligtaran sa silindro, at ang silindro ay kabaligtaran sa motor.
Bakit ang control effect ng silindro ay hindi palaging katulad ng inaasahan, lalo na sa lugar ng pagsukat? Kung ang silindro ay pinainit, ang silindro
