När det gäller extrudering av plaströr måste dessa 11 grundprinciper följas!

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.är entillverkare av mekanisk utrustningmed nästan 30 års erfarenhet avutrustning för extrudering av plaströr, nytt miljöskydd och ny materialutrustning. Sedan starten har Fangli utvecklats utifrån användarnas krav. Genom ständiga förbättringar, oberoende FoU på kärnteknologin och matsmältning och absorption av avancerad teknologi och andra medel har vi utvecklatPVC-rör extrudering linje, PP-R rörsträngsprutningslinje, PE vattenförsörjning / gasrör extrudering linje, som rekommenderades av det kinesiska byggnadsministeriet för att ersätta importerade produkter. Vi har fått titeln "Förstklassigt varumärke i Zhejiang-provinsen".

01  Mekaniska principer

Den grundläggande mekanismen för extrudering är mycket enkel - en skruv roterar i pipan och trycker plasten framåt. Skruven är faktiskt en lutande yta eller sluttning, som skulle runt det centrala lagret. Dess syfte är att öka trycket för att övervinna större motstånd. För enextruder, det finns tre typer av motstånd som måste övervinnas: friktionen av de fasta partiklarna (matningen) mot cylinderväggen och deras inbördes friktion under skruvens första varv (matningszonen); smältans vidhäftning till trumväggen; och det logistiska motståndet i smältan när den skjuts framåt.

Newton förklarade en gång att om ett föremål inte rör sig i en given riktning, så balanseras krafterna på det föremålet i den riktningen. En skruv rör sig inte i axiell riktning, även om den kan vridas i sidled och snabbt nära omkretsen. Därför är den axiella kraften på skruven balanserad, och om den utövar en stor framdrivning på plastsmältan så utövar den också en lika stor tryckkraft bakåt på föremålet. I det här fallet är dragkraften den utövar på lagret bakom inloppet - axiallagret.

De flesta enstaka skruvar är högergänga, som skruvar och bultar som används i träbearbetning och maskiner. Om de ses bakifrån roterar de mot varandra eftersom de försöker skruva ut ur pipan så långt bak som de kan. I vissadubbelskruvsextrudrar, de två skruvarna roterar bakåt och korsar varandra i båda faten, så den ena måste vara högerhänt och den andra vänsterhänt. I andra tilltäppta tvillingskruvar roterar de två skruvarna i samma riktning och måste därför ha samma orientering. Men i båda fallen finns det axiallager som absorberar bakåtkraften och Newtons princip gäller fortfarande.

02  Termisk princip

Extruderbara plaster är termoplaster - de smälter när de värms upp och stelnar igen när de kyls. Varifrån kommer värmen för att smälta plast? Matningsförvärmning och tunnor/formvärmare kan spela en roll och är viktiga vid uppstart, men motorns ingående energi - friktionsvärmen som genereras i trumman när motorn vrider skruven mot motståndet från den viskösa smältan - är den viktigaste värmekällan för alla plaster, förutom små system, låghastighetsskruvar, plaster med hög smälttemperatur och extruderingsbeläggningsapplikationer.

För alla andra operationer är det viktigt att inse att fatvärmaren inte är den huvudsakliga värmekällan i driften och därför spelar en mindre roll vid extrudering än vi kan förvänta oss (se princip 11). Den bakre cylindertemperaturen kan fortfarande vara viktig eftersom den påverkar ingreppet eller hastigheten för transport av fasta ämnen i matningen. Form- och formtemperaturerna bör normalt vara den önskade smälttemperaturen eller nära den, såvida de inte används för ett specifikt ändamål såsom lackering, vätskefördelning eller tryckkontroll.

03  Retardationsprincip

I de flesta01  , skruvhastigheten varieras genom att justera motorhastigheten. Motorn roterar vanligtvis med en full hastighet på cirka 1750 rpm, men detta är för snabbt för en extruderskruv. Om den roterar med så hög hastighet genereras för mycket friktionsvärme och plastens retentionstid är för kort för att framställa en homogen, välblandad smälta. Typiska reduktionsförhållanden är mellan 10:1 och 20:1. Det första steget kan vara antingen ett kugghjul eller en remskiva, men det andra steget är alla kugghjul och skruven är placerad i mitten av det sista stora kugghjulet.

I vissa långsamtgående maskiner (t.extvillingskruvar för UPVC) det kan finnas 3 retardationssteg och den maximala hastigheten kan vara så låg som 30 rpm eller mindre (ett förhållande på 60:1). I den andra ytterligheten kan några av de mycket långa tvillingskruvarna som används för blandning köras med 600 rpm eller snabbare och kräver därför en mycket låg retardationshastighet samt mycket djup kylning.

Ibland är retardationshastigheten felaktigt anpassad till uppgiften - det blir för mycket energi att använda - och det är möjligt att lägga till en remskiva mellan motorn och det första retardationssteget för att ändra maxhastigheten. Detta ökar antingen skruvhastigheten utöver den tidigare gränsen eller minskar den maximala hastigheten så att systemet kan köras med en större procentandel av den maximala hastigheten. Detta kommer att öka den tillgängliga energin, minska strömstyrkan och undvika motorproblem. I båda fallen kan effekten öka beroende på materialet och dess kylbehov.

04  Mata in kylvätska

xtrusion är överföringen av energi från en motor - ibland en värmare - till kall plast, och därigenom omvandlar den från ett fast material till en smälta. Inmatningen är svalare än pip- och skruvytorna i matningszonen. Emellertid ligger cylinderytan i matningszonen nästan alltid över plastsmältområdet. Den kyls genom kontakt med matarpartiklarna, men värmen upprätthålls genom värmeöverföring från den heta främre änden till den bakre änden och genom kontrollerad uppvärmning. Det kan vara nödvändigt att slå på den bakre värmaren även när den främre värmen hålls av viskös friktion och ingen patronvärmetillförsel krävs. Det viktigaste undantaget är slotmatningskassetten, nästan uteslutande för HDPE.

Skruvrotsytan kyls också av fodret och adiabatiskt från trumväggen av plastmatarpartiklarna (och luften mellan partiklarna). Om skruven plötsligt stannar stannar även matningen och skruvytan blir varmare i matningszonen när värmen rör sig bakåt från den varmare framänden. Detta kan orsaka att partiklar fastnar eller överbryggar roten.

05  Matningen limmas på pipan eller skjuts på skruven

För att maximera transporten av fasta partiklar i den släta cylindermatningszonen i en extruder med en skruv, bör partiklarna fastna på cylindern och glida på skruven. Om pelletsen fastnar på roten av skruven, finns det inget att dra av dem; kanalvolymen och inloppsvolymen av fasta ämnen reduceras. En annan orsak till dålig vidhäftning vid roten är att plasten kan termokondensera här och producera geler och liknande förorenande partiklar, eller intermittent vidhäfta och bryta av vid förändringar i utmatningshastigheten.

De flesta plaster glider naturligt på roten för att de är kalla när de kommer in och friktionen har ännu inte värmt upp roten till samma värmenivå som pipväggen. Vissa material är mer benägna att vidhäfta än andra: högmjukad PVC, amorf PET och vissa polyolefinsampolymerer med adhesiva egenskaper som önskas för slutanvändning.

För pipan är det nödvändigt att plasten fäster så att den kan skrapas av och skjutas framåt av skruvgängan. Det bör finnas en hög friktionskoefficient mellan partiklarna och pipan, som i sin tur är starkt påverkad av temperaturen på den bakre pipan. Om partiklarna inte fäster, vänder de bara på plats och rör sig inte framåt - det är därför som smidig matning är dålig.

Ytfriktion är inte den enda faktorn som påverkar utfodringen. Många partiklar kommer aldrig i kontakt med cylindern eller skruvroten, så det måste finnas friktion och mekanisk viskositetskoppling inuti partiklarna.

Ytfriktion är inte den enda faktorn som påverkar fodret. Många partiklar rör aldrig tunnan eller skruvroten, så det måste finnas friktion och mekaniska och viskositetssammankopplingar i granulatet.

Den räfflade cylindern är ett specialfall. Spåret är placerat i matningsområdet, som är värmeisolerat och djupt vattenkylt från resten av cylindern. Tråden trycker in partiklarna i spåret och bildar ett högt tryck inom ett relativt kort avstånd. Detta ökar bittoleransen för lägre skruvhastigheter med samma effekt, vilket resulterar i en minskning av friktionsvärme som genereras vid den främre änden och en lägre smälttemperatur. Detta kan innebära att kylning begränsar snabbare produktion i produktionslinjer för blåst film. Spåret är särskilt lämpligt för HDPE, som är den jämnaste vanliga plasten förutom perfluorerad plast.

06  Den högsta materialkostnaden

I vissa fall kan materialkostnaderna stå för 80 % av produktionskostnaderna – mer än summan av alla andra faktorer – förutom ett fåtal produkter med särskilt viktig kvalitet och förpackning, såsom medicinska katetrar. Denna princip leder naturligtvis till två slutsatser: förädlare bör återanvända skrot och avfall så mycket som möjligt för att ersätta råvaror, och strikt följa toleranser för att undvika avvikelser från måltjockleken och produktproblem.

07  Energikostnaderna är relativt oviktiga

Även om en fabriks attraktivitet och verkliga problem ligger på samma nivå som de stigande energikostnaderna, är energin som krävs för att driva en extruder fortfarande en liten del av den totala produktionskostnaden. Situationen är alltid så här eftersom materialkostnaden är mycket hög, och extrudern är ett effektivt system. Om för mycket energi tillförs blir plasten snabbt väldigt varm och kan inte bearbetas ordentligt.

08  Trycket i änden av skruven är mycket viktigt

Detta tryck återspeglar motståndet hos alla föremål nedströms skruven: filtersil och föroreningskrossplatta, adaptertransportör, fast omrörare (om någon) och själva formen. Det beror inte bara på geometrin hos dessa komponenter utan också på temperaturen i systemet, vilket i sin tur påverkar hartsets viskositet och genomströmningshastighet. Den förlitar sig inte på skruvdesign, förutom när den påverkar temperatur, viskositet och genomströmning. Av säkerhetsskäl är det viktigt att mäta temperaturen - om den är för hög kan formhuvudet och formen explodera och skada närliggande personal eller maskiner.

Tryck är fördelaktigt för omrörning, särskilt i det sista området (doseringsområdet) av ett system med en enkel skruv. Men högt tryck innebär också att motorn behöver avge mer energi - alltså är smälttemperaturen högre - vilket kan specificera tryckgränsen. I ett dubbelskruvsystem är sammankopplingen av två skruvar en mer effektiv omrörare, så inget tryck krävs för detta ändamål.

Vid tillverkning av ihåliga komponenter, till exempel rör tillverkade med spindelformar med fästen för kärnpositionering, måste högt tryck genereras inuti formen för att hjälpa separat logistik att återförenas. Annars kan produkten längs svetslinjen vara svag och kan stöta på problem under användning.

09  Utgång

Förskjutningen av den sista gängan kallas normalt flöde, vilket endast beror på skruvens geometri, skruvhastighet och smältdensitet. Det regleras av trycklogistik, som faktiskt inkluderar motståndseffekten av att minska uteffekten (representerad av det högsta trycket) och eventuell överbetteffekt i matningen av ökande effekt. Läckaget på gängan kan vara åt båda hållen.

Det är också användbart att beräkna uteffekten av varje rpm (varv), eftersom detta representerar varje minskning av skruvens pumpkapacitet vid en viss tidpunkt. En annan relaterad beräkning är effekten per använt hästkraft eller kilowatt. Detta representerar effektivitet och kan uppskatta produktionskapaciteten för en given motor och förare.

10  Skjuvhastigheten spelar en stor roll för viskositeten

Alla vanliga plaster har en skjuvkraftsreducerande egenskap, vilket gör att viskositeten minskar när plasten rör sig snabbare och snabbare. Effekten av vissa plaster är särskilt tydlig. Till exempel ökar vissa PVC sin flödeshastighet med 10 gånger eller mer när dragkraften fördubblas. Tvärtom minskar inte skjuvkraften för LLDPE för mycket, och när slutsatsen fördubblas ökar dess flödeshastighet endast 3 till 4 gånger. Den reducerade skjuvkraftsreducerande effekten innebär hög viskositet under extruderingsförhållanden, vilket i sin tur innebär att mer motorkraft krävs.

Detta kan förklara varför LLDPE arbetar vid en högre temperatur än LDPE. Flödeshastigheten uttrycks som skjuvhastighet, som är ungefär 100s-1 i skruvkanalen, mellan 100 och 100s-1 i de flesta formmunformer, och större än 100s-1 i gapet mellan gängan och cylinderväggen och några små formgap.

Smältkoefficienten är en vanlig mätmetod för viskositet, men den är inverterad (som flödeshastighet/dragkraft snarare än dragkraft/flödeshastighet). Tyvärr är dess mätning i en extruder med en skjuvhastighet på 10s-1 eller mindre och en snabb smältflödeshastighet kanske inte ett riktigt mätvärde.

11  Motorn är mittemot cylindern och cylindern är motsatt motorn

Varför är pipans kontrolleffekt inte alltid som förväntat, speciellt inom mätområdet? Om pipan värms upp minskar materiallagrets viskositet vid cylinderväggen och motorn kräver mindre energi för att fungera i denna mjukare cylinder. Motorströmmen (ampere) minskar. Tvärtom, om trumman svalnar, ökar smältans viskositet vid trumväggen, och motorn måste rotera kraftigare, vilket ökar amperetalet. En del av värmen som tas bort när den passerar genom pipan skickas sedan tillbaka av motorn. Vanligtvis har fatregulatorn en effekt på smältan, vilket är vad vi förväntar oss, men effekten var som helst är inte lika signifikant som den regionala variabeln. Det är bäst att mäta smälttemperaturen för att verkligen förstå vad som har hänt.

Den 11:e principen gäller inte formhuvudet och formen, eftersom det inte finns någon skruvrotation där. Det är därför externa temperaturförändringar är mer effektiva där. Dessa förändringar är dock ojämna inifrån och ut, om de inte rörs jämnt i en fast omrörare, vilket är ett effektivt verktyg för förändringar i smälttemperatur och omrörning.

Om du behöver mer information,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.välkomnar dig att kontakta för en detaljerad förfrågan, vi kommer att förse dig med professionell teknisk vägledning eller förslag på utrustningsupphandling.