Uchambuzi wa Teknolojia ya Usindikaji wa Plastiki - Kwenye kanuni ya mitambo ya ukingo wa extrusion

Kanuni ya mitambo

Utaratibu wa msingi wa extrusion ni rahisi - screw huzunguka kwenye pipa na inasukuma mbele ya plastiki. Screw ni kweli bevel au mteremko ambao umefungwa karibu na safu ya katikati. Kusudi lake ni kuongeza shinikizo ili kuondokana na upinzani mkubwa. Katika kesi ya extruder, kuna aina tatu za upinzani ambazo zinahitaji kuondolewa: msuguano wa chembe ngumu (kulisha) dhidi ya ukuta wa silinda na msuguano wa pande zote kati ya coils kabla ya kuzunguka kwa screw (eneo la kulisha ); Wambiso kwenye ukuta wa pipa; Upinzani wa mtiririko wa ndani wa kuyeyuka kwani unasukuma mbele.

Ikiwa kitu hakiingii kwa mwelekeo fulani, nguvu kwenye kitu ni sawa katika mwelekeo huu. Screw haina hoja katika mwelekeo wa axial, ingawa inaweza kuzunguka baadaye haraka karibu na mzunguko. Kwa hivyo, nguvu ya axial kwenye screw ni usawa, na ikiwa inatumika kusonga mbele kubwa kwa kuyeyuka kwa plastiki, pia inatumika kwa kutuliza nyuma kwa kitu hicho. Hapa, msukumo uliotumika ni kuzaa kaimu juu ya kuzaa nyuma ya bandari ya kulisha.

Screw nyingi moja ni nyuzi za mkono wa kulia, kama screws na bolts zinazotumiwa katika utengenezaji wa miti na mashine. Ikiwa wataangalia kutoka nyuma, wanazunguka kwa upande mwingine kwa sababu wanajaribu kuzunguka pipa iwezekanavyo. Katika viboreshaji kadhaa vya screw, screws mbili zinazunguka pande tofauti katika mitungi miwili na kuvuka kila mmoja, kwa hivyo mtu lazima awe mkono wa kulia na mwingine lazima apewe mkono wa kushoto. Katika screws zingine za mapacha, screws mbili zinazunguka katika mwelekeo mmoja na lazima ziwe na mwelekeo sawa. Walakini, katika hali zote mbili, kuna kuzaa kwa nguvu ambayo inachukua nguvu ya nyuma, na kanuni ya Newton bado inatumika.

2. kanuni ya mafuta

Plastiki zinazoweza kutolewa ni thermoplastics - huyeyuka wakati moto na huimarisha tena juu ya baridi. Je! Joto la plastiki kuyeyuka linatoka wapi? Kulisha preheating na pipa/hita za kufa zinaweza kufanya kazi na ni muhimu kuanza, hata hivyo, nishati ya pembejeo ya gari - msuguano wa gari dhidi ya kuyeyuka kwa viscous - joto la msuguano linalotokana na pipa wakati wa kugeuza ungo - ndio wote zaidi Chanzo muhimu cha joto kwa plastiki, isipokuwa kwa mifumo ndogo, screws za kasi ya chini, plastiki ya joto ya kiwango cha juu na matumizi ya mipako ya extrusion.

Kwa shughuli zingine zote, ni muhimu kutambua kuwa hita ya pipa sio chanzo cha joto katika operesheni, na kwa hivyo athari ya extrusion ni chini ya tulivyotarajia (tazama kanuni ya 11). Joto la baada ya silinda bado linaweza kuwa muhimu kwa sababu linaathiri kiwango cha usafirishaji wa vimiminika kwenye meno au kwenye malisho. Joto la kufa na la ukungu linapaswa kuwa joto la kuyeyuka au karibu na joto hili isipokuwa zinatumiwa kwa kusudi fulani kama glazing, usambazaji wa maji au udhibiti wa shinikizo.

3. kanuni ya kupungua

Katika extruders nyingi, mabadiliko katika kasi ya screw hupatikana kwa kurekebisha kasi ya gari. Gari kawaida huzunguka kwa kasi kamili ya takriban 1750 rpm, lakini hii ni haraka sana kwa screw ya extruder. Ikiwa imezungushwa kwa kasi ya haraka kama hiyo, joto la msuguano mwingi hutolewa na wakati wa makazi ya plastiki ni mfupi sana kuandaa sare, iliyochochewa vizuri. Viwango vya kawaida vya kupungua kutoka 10: 1 hadi 20: 1. Hatua ya kwanza inaweza kuwa gia au pulley, lakini hatua ya pili hutumia gia na ungo umewekwa katikati ya gia kubwa la mwisho.

Katika mashine zingine zinazoendesha polepole (kama vile mapacha-pacha kwa UPVC), kunaweza kuwa na hatua 3 za kupungua na kasi ya juu inaweza kuwa chini kama 30 rpm au chini (hadi uwiano wa 60: 1). Kwa upande mwingine, baadhi ya mapacha marefu kwa kuzeeka yanaweza kukimbia saa 600 rpm au haraka, na hivyo kuhitaji kiwango cha chini sana cha kupungua na baridi nyingi.

Wakati mwingine kiwango cha kushuka kwa nguvu hupunguzwa na kazi hiyo - kutakuwa na nguvu nyingi kutumia - na inawezekana kuongeza kizuizi kati ya gari na sehemu ya kwanza ya kupungua ambayo hubadilisha kasi ya juu. Hii inaongeza kasi ya screw juu ya kikomo cha zamani au inapunguza kasi ya juu ili kuruhusu mfumo kufanya kazi kwa asilimia kubwa ya kasi kubwa. Hii itaongeza nishati inayopatikana, kupunguza amperage na epuka shida za gari. Katika visa vyote viwili, pato linaweza kuongezeka kulingana na nyenzo na mahitaji yake ya baridi.

4. Kulisha kama baridi

Extrusion huhamisha nishati ya gari, wakati mwingine heater, kwa plastiki baridi, kuibadilisha kutoka kwa nguvu hadi kuyeyuka. Lishe ya kuingiza ni baridi kuliko pipa na joto la uso wa screw katika eneo la kulisha. Walakini, uso wa pipa katika eneo la kulisha ni karibu kila wakati juu ya kiwango cha kuyeyuka cha plastiki. Imepozwa kwa kuwasiliana na chembe za kulisha, lakini joto huhifadhiwa na joto huhamishiwa nyuma ya moto wa mbele na inapokanzwa. Hata baada ya joto la mwisho la sasa kushikiliwa na msuguano wa viscous na hakuna pembejeo ya joto ya pipa inahitajika, hita ya posta inaweza kuhitajika. Isipokuwa muhimu zaidi ni cartridge ya kulisha iliyofungwa, ambayo ni karibu tu kwa HDPE.

Uso wa mizizi ya screw pia umepozwa na kulisha na ni maboksi kutoka kwa ukuta wa pipa na chembe za kulisha za plastiki (na hewa kati ya chembe). Ikiwa screw itaacha ghafla, kulisha pia huacha, na kadiri joto linaporudi nyuma kutoka mwisho wa moto, uso wa screw unakuwa moto katika eneo la kulisha. Hii inaweza kusababisha kujitoa au kufunga chembe kwenye mizizi.

5. Katika eneo la kulisha, shikamana na silinda na slaidi kwenye screw

Ili kuongeza kiasi cha vimumunyisho vilivyosafirishwa katika eneo laini la kulisha pipa la extruder moja, chembe zinapaswa kushikamana na pipa na kuteleza kwenye screw. Ikiwa chembe zinashikamana na mzizi wa screw, hakuna kitu kinachowavuta chini; Kiasi cha kifungu na kiasi cha vimiminika hupunguzwa. Sababu nyingine ya kujitoa duni kwa mizizi ni kwamba plastiki inaweza kuwasha hapa na kutoa gels na chembe zinazofanana zinazochafua, au kufuata mara kwa mara na kuvunja na mabadiliko katika kasi ya pato.

Plastiki nyingi huteleza kwa asili kwenye mizizi kwa sababu ni baridi wakati zinaingia, na msuguano hautoshei mizizi moto kama kuta. Vifaa vingine vina uwezekano mkubwa wa kufuata kuliko zingine: PVC ya plastiki yenye plastiki, Amorphous PET, na nakala zingine za msingi wa polyolefin zilizo na mali ya wambiso inayotaka kwa matumizi ya mwisho.

Kwa pipa, inahitajika kwa plastiki kuambatana hapa ili iweze kuvutwa na kusukuma mbele na uzi wa screw. Lazima kuwe na mgawo mkubwa wa msuguano kati ya granules na pipa, na mgawo wa msuguano unasababishwa sana na joto la pipa la nyuma. Ikiwa chembe hazishikamani, zinazunguka tu mahali bila kusonga mbele - ndiyo sababu kulisha laini sio nzuri.

Msuguano wa uso sio sababu pekee inayoathiri kulisha. Chembe nyingi hazigusa pipa au mzizi wa screw, kwa hivyo lazima kuwe na msuguano na uhusiano wa mitambo na mnato ndani ya chembe.

Silinda iliyohifadhiwa ni kesi maalum. Ungo uko katika eneo la kulisha na eneo la kulisha limewekwa maboksi kutoka kwa mabaki ya pipa na ni maji yaliyopozwa sana. Kamba inasukuma chembe ndani ya Groove na hutengeneza shinikizo kubwa sana juu ya umbali mfupi. Hii huongeza uvumilivu wa bite wa pato la chini la screw moja kwa pato moja, ili joto la msuguano linalotokana na mwisho wa mbele limepunguzwa na joto la kuyeyuka liko chini. Hii inaweza kumaanisha uzalishaji haraka katika mistari ya filamu iliyopigwa na baridi. Tangi hiyo inafaa sana kwa HDPE, ambayo ni plastiki laini ya kawaida isipokuwa kwa plastiki iliyosafishwa.

6. nyenzo ghali zaidi

Katika hali nyingine, gharama za nyenzo zinaweza kusababisha asilimia 80 ya gharama ya uzalishaji zaidi kuliko sababu zingine zote-isipokuwa kwa bidhaa ambazo ni muhimu sana katika ubora na ufungaji, kama vile catheters za matibabu. Kanuni hii kawaida husababisha hitimisho mbili: wasindikaji wanapaswa kutumia tena chakavu na chakavu iwezekanavyo mahali pa malighafi, na kufuata kabisa uvumilivu iwezekanavyo ili kuzuia kupotoka kutoka kwa unene wa lengo na shida za bidhaa.

7. Gharama za nishati sio muhimu

Ingawa kuvutia na shida halisi za kiwanda ziko katika kiwango sawa na gharama za nishati zinazoongezeka, nishati inayohitajika kuendesha extruder bado ni sehemu ndogo ya gharama ya jumla ya uzalishaji. Hii ndio kesi kwa sababu gharama za nyenzo ni kubwa sana na extruder ni mfumo mzuri. Ikiwa nishati nyingi huletwa, plastiki itakuwa moto haraka sana kwamba haiwezi kusindika vizuri.

8. shinikizo mwishoni mwa screw ni muhimu sana

Shinikiza hii inaonyesha upinzani wa vitu vyote chini ya screw: skrini ya vichungi na sahani iliyochafuliwa ya shredder, bomba la kuhamisha adapta, kichocheo kilichowekwa (ikiwa ipo), na ukungu yenyewe. Haitegemei tu juu ya jiometri ya vifaa hivi lakini pia juu ya hali ya joto kwenye mfumo, ambayo kwa upande huathiri mnato na uboreshaji. Haitegemei muundo wa screw, isipokuwa wakati inaathiri joto, mnato na kupita. Kwa sababu za usalama, joto la kupima ni muhimu - ikiwa ni kubwa mno, kufa na ukungu kunaweza kulipuka na kuwadhuru watu au mashine za karibu.

Shinikiza ni faida kwa msukumo, haswa katika ukanda wa mwisho wa mfumo wa screw moja (eneo la metering). Walakini, shinikizo kubwa pia linamaanisha kuwa motor lazima itoe nishati zaidi - na kwa hivyo joto la kuyeyuka ni kubwa - ambayo inaweza kuamuru kikomo cha shinikizo. Katika ungo wa mapacha, ushiriki wa screws mbili na kila mmoja ni agitator bora zaidi, kwa hivyo hakuna shinikizo inahitajika kwa sababu hii.

Katika utengenezaji wa sehemu za mashimo, kama vile zilizopo zilizotengenezwa kutoka kwa buibui zilizo na buibui kwa kutumia mabano, shinikizo kubwa lazima liundwa ndani ya ukungu ili kusaidia katika kurudisha mito tofauti. Vinginevyo, bidhaa kando ya mstari wa weld inaweza kuwa dhaifu na shida zinaweza kutokea wakati wa matumizi.

9. Pato = Uhamishaji wa nyuzi ya mwisho / - mtiririko wa shinikizo na kuvuja

Kuhamishwa kwa uzi wa mwisho huitwa mtiririko mzuri na inategemea tu jiometri ya screw, kasi ya screw na wiani wa kuyeyuka. Imewekwa na mkondo wa shinikizo na kwa kweli inajumuisha athari ya kuvuta ambayo hupunguza pato (iliyoonyeshwa na shinikizo kubwa) na athari yoyote ya kupita kiasi katika malisho ambayo huongeza pato. Uvujaji kwenye uzi unaweza kuwa katika pande mbili.

Ni muhimu pia kuhesabu pato kwa rpm (mzunguko) kwani hii inawakilisha kushuka kwa uwezo wa kusukuma kwa screw kwa wakati mmoja. Hesabu nyingine inayohusiana ni pato kwa nguvu ya farasi au kilowatt inayotumiwa. Hii inawakilisha ufanisi na ina uwezo wa kukadiria uwezo wa uzalishaji wa motor na kuendesha.

10. Kiwango cha shear kina jukumu kubwa katika mnato

Plastiki zote za kawaida zina mali ya kupunguza shear, ikimaanisha kuwa mnato unakuwa chini wakati plastiki inatembea haraka na haraka. Athari hii ya plastiki zingine zinaonekana sana. Kwa mfano, PVCs zingine huongeza kiwango cha mtiririko na sababu ya 10 au zaidi wakati msukumo umeongezeka mara mbili. Badala yake, nguvu ya shear ya LLDPE haipunguzwi sana, na kiwango cha mtiririko huongezeka kwa mara 3 hadi 4 wakati hoja inaongezeka mara mbili. Athari ya kupunguza shear iliyopunguzwa inamaanisha mnato wa juu chini ya hali ya extrusion, ambayo kwa upande wake inamaanisha nguvu zaidi ya gari inahitajika. Hii inaweza kuelezea kwa nini LLDPE inafanya kazi kwa joto la juu kuliko LDPE. Kiwango cha mtiririko kinaonyeshwa kwa kiwango cha shear, takriban 100 s-1 katika kituo cha screw, kati ya 100 na 100 s-1 katika maelezo mafupi ya kufa, na zaidi ya 100 s-1 kwenye pengo kati ya nyuzi na ukuta na zingine ndogo Mapungufu ya kufa. Mchanganyiko wa mgawo ni kipimo cha kawaida cha mnato lakini hubadilishwa (kwa mfano mtiririko/kusukuma badala ya kusukuma/mtiririko). Kwa bahati mbaya, kipimo sio kipimo cha kweli katika extruder na kiwango cha shear cha 10 s-1 au chini na kiwango cha mtiririko wa haraka sana.

11. Gari ni kinyume na silinda, na silinda iko kinyume na gari.

Je! Ni kwanini athari ya udhibiti wa silinda sio sawa kila wakati kama inavyotarajiwa, haswa katika eneo la kipimo? Ikiwa silinda imewashwa, silinda