Ko gre za iztiskanje plastičnih cevi, je treba upoštevati teh 11 osnovnih načel!

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.je aproizvajalec mehanske opremes skoraj 30-letnimi izkušnjamioprema za iztiskanje plastičnih cevi, nova oprema za varstvo okolja in novi materiali. Fangli je bil od svoje ustanovitve razvit na podlagi uporabnikovih zahtev. Z nenehnim izboljševanjem, neodvisnimi raziskavami in razvojem osnovne tehnologije ter prebavo in absorpcijo napredne tehnologije in drugih sredstev smo razviliLinija za ekstruzijo PVC cevi, Linija za ekstruzijo cevi PP-R, Linija za ekstrudiranje cevi za oskrbo z vodo / plinovod, ki ga je kitajsko ministrstvo za gradbeništvo priporočilo za zamenjavo uvoženih izdelkov. Pridobili smo naziv »Prvorazredna blagovna znamka v provinci Zhejiang«.

01  Mmehanska načela

Osnovni mehanizem iztiskanja je zelo preprost - vijak se vrti v cevi in ​​potiska plastiko naprej. Vijak je pravzaprav nagnjena površina ali pobočje, ki bi okoli osrednje plasti. Njegov namen je povečati pritisk za premagovanje večjega upora. Za anekstruder, obstajajo tri vrste upora, ki jih je treba premagati: trenje trdnih delcev (dovod) ob steno cevi in ​​njihovo medsebojno trenje med prvimi vrtljaji polža (dovodno območje); oprijem taline na steno cevi; in logistični upor v talini, ko jo potiskamo naprej.

Newton je nekoč razložil, da če se predmet ne premika v določeni smeri, potem so sile na ta predmet uravnotežene v tej smeri. Vijak se ne premika v aksialni smeri, čeprav se lahko v bližini oboda hitro obrne stransko. Zato je aksialna sila na vijak uravnotežena in če izvaja velik pritisk naprej na plastično talino, potem izvaja enakovreden pritisk nazaj na predmet. V tem primeru je potisk na ležaju za dovodom - potisni ležaj.

Večina enojnih vijakov ima desni navoj, kot so vijaki in sorniki, ki se uporabljajo pri obdelavi lesa in strojih. Če jih gledamo od zadaj, se vrtijo v nasprotni smeri, ker se skušajo čim bolj nazaj izviti iz cevi. V nekaterihdvopolžni ekstruderji, se vijaka vrtita nazaj in križata v obeh sodih, zato mora biti eden desni in drugi levi. Pri drugih zamašenih dvojnih vijakih se oba vijaka vrtita v isto smer in morata biti zato enako usmerjena. Vendar pa v obeh primerih obstajajo potisni ležaji, ki absorbirajo vzvratno silo in Newtonovo načelo še vedno velja.

02  Toplotni princip

Plastika, ki jo je mogoče ekstrudirati, je termoplastika – pri segrevanju se stopi, pri ohlajanju pa se spet strdi. Od kod prihaja toplota za taljenje plastike? Predgretje dovoda in grelniki soda/kalupa lahko igrajo vlogo in so pomembni pri zagonu, vendar je vhodna energija motorja – toplota zaradi trenja, ki nastane v sodu, ko motor obrača vijak proti uporu viskozne taline – najpomembnejši vir toplote za vse plastike, razen za majhne sisteme, nizkohitrostne vijake, plastiko z visoko temperaturo taljenja in uporabo ekstruzijskih premazov.

Pri vseh drugih postopkih je pomembno vedeti, da grelec soda ni glavni vir toplote v postopku in ima zato manjšo vlogo pri iztiskanju, kot bi lahko pričakovali (glej načelo 11). Temperatura zadnje cevi je lahko še vedno pomembna, ker vpliva na vprijem ali hitrost transporta trdnih snovi v dovodu. Temperature matrice in kalupa morajo biti običajno želene temperature taline ali blizu nje, razen če se uporabljajo za posebne namene, kot je lakiranje, distribucija tekočine ali nadzor tlaka.

03  Princip pojemka

V večiniekstruderji, se hitrost vijaka spreminja s prilagajanjem hitrosti motorja. Motor se običajno vrti s polno hitrostjo približno 1750 vrt/min, vendar je to prehitro za polž ekstruderja. Če se vrti s tako visoko hitrostjo, se ustvari preveč toplote zaradi trenja in zadrževalni čas plastike je prekratek za pripravo homogene, dobro premešane taline. Tipična redukcijska razmerja so med 10:1 in 20:1. Prva stopnja je lahko bodisi zobnik ali jermenica, druga stopnja pa so vsi zobniki in vijak je nameščen v središču zadnjega velikega zobnika.

Pri nekaterih počasi delujočih strojih (nprdvojni vijaki za UPVC) so lahko 3 stopnje pojemka in največja hitrost je lahko le 30 vrt/min ali manj (razmerje 60:1). V drugi skrajnosti lahko nekateri zelo dolgi dvojni vijaki, ki se uporabljajo za mešanje, delujejo pri 600 obratih na minuto ali hitreje in zato zahtevajo zelo nizko stopnjo pojemka ter veliko globokega hlajenja.

Včasih je stopnja pojemka nepravilno prilagojena nalogi - energije bo preveč za porabo - in možno je dodati jermenico med motor in prvo stopnjo pojemka za spreminjanje največje hitrosti. To bodisi poveča hitrost vijaka nad prejšnjo mejo ali zmanjša največjo hitrost, kar sistemu omogoči delovanje z večjim odstotkom največje hitrosti. To bo povečalo razpoložljivo energijo, zmanjšalo amperažo in preprečilo težave z motorjem. V obeh primerih se lahko izhod poveča glede na material in njegove potrebe po hlajenju.

04  Dovajanje hladilne tekočine

xtruzija je prenos energije z motorja - včasih grelnika - na hladno plastiko, s čimer se pretvori iz trdne snovi v talino. Vhodni dovod je hladnejši od cevi in ​​površin vijaka v dovodnem območju. Vendar pa je površina soda v dovajalnem območju skoraj vedno nad območjem taljenja plastike. Hladi se s stikom z delci krme, vendar se toplota ohranja s prenosom toplote od vročega sprednjega dela na zadnji del in z nadzorovanim segrevanjem. Morda bo treba vklopiti zadnji grelec, tudi če toploto sprednjega dela zadržuje viskozno trenje in dovod toplote kartuše ni potreben. Najpomembnejša izjema je kartuša z režnim podajalnikom, skoraj izključno za HDPE.

Površino korena vijaka prav tako hladi dovod, adiabatno od stene cevi pa plastični dovodni delci (in zrak med delci). Če se vijak nenadoma ustavi, se ustavi tudi podajanje in površina vijaka postane bolj vroča v območju podajanja, ko se toplota premika nazaj od bolj vročega sprednjega konca. To lahko povzroči zlepljanje ali premostitev delcev na korenu.

05  Krma je prilepljena na cev ali potisnjena na vijak

Da bi povečali transport trdnih delcev v dovodni coni gladkega soda ekstruderja z enim polžem, se morajo delci oprijeti soda in zdrsniti na polž. Če se peleti držijo korena vijaka, jih ni mogoče odtrgati; prostornina kanala in vstopna prostornina trdnih snovi se zmanjšata. Drug razlog za slabo oprijemljivost na korenu je, da lahko plastika tukaj termo kondenzira in proizvede gele in podobne onesnažujoče delce ali pa se občasno prilepi in odlomi s spremembami izhodne hitrosti.

Večina plastike naravno drsi po korenu, ker je mrzla, ko vstopi, in trenje še ni segrelo korena na enako raven toplote kot stena cevi. Za nekatere materiale obstaja večja verjetnost oprijema kot za druge: visoko plastificirani PVC, amorfni PET in nekateri poliolefinski kopolimeri z lepilnimi lastnostmi, ki so zaželeni za končno uporabo.

Za cev je potrebno, da se plastika oprime, da jo je mogoče strgati in potisniti naprej z navojem vijaka. Med delci in cevjo mora obstajati visok koeficient trenja, na katerega pa močno vpliva temperatura zadnje cevke. Če se delci ne primejo, se samo obrnejo na mestu in se ne premaknejo naprej – zato je gladko podajanje slabo.

Površinsko trenje ni edini dejavnik, ki vpliva na hranjenje. Mnogi delci nikoli ne pridejo v stik z valjem ali korenom vijaka, zato morata biti znotraj delcev prisotna trenje in mehanska viskoznost.

Površinsko trenje ni edini dejavnik, ki vpliva na krmo. Številni delci se nikoli ne dotaknejo cevi ali korena vijaka, zato mora v granulatu obstajati trenje ter mehanska in viskoznost.

Poseben primer je valj z utori. Utor se nahaja v dovajalnem območju, ki je toplotno izolirano in globoko vodno hlajeno od preostalega valja. Nit potisne delce v utor in na razmeroma kratki razdalji ustvari visok pritisk. To poveča toleranco za ugriz pri nižjih hitrostih vijaka z enako močjo, kar ima za posledico zmanjšanje toplote zaradi trenja, ki nastane na sprednjem koncu, in nižjo temperaturo taline. To lahko pomeni, da hlajenje omejuje hitrejšo proizvodnjo v proizvodnih linijah za pihane filme. Utor je še posebej primeren za HDPE, ki je poleg perfluorirane plastike najbolj gladka navadna plastika.

06  Najvišji stroški materiala

V nekaterih primerih lahko materialni stroški predstavljajo 80 % proizvodnih stroškov – več kot vsota vseh drugih dejavnikov – razen pri nekaj izdelkih s posebno pomembno kakovostjo in embalažo, kot so medicinski katetri. To načelo seveda vodi do dveh zaključkov: predelovalci bi morali ponovno uporabiti ostanke in odpadke, kolikor je le mogoče, za zamenjavo surovin in strogo upoštevati tolerance, da bi preprečili odstopanje od ciljne debeline in težave z izdelkom.

07  Stroški energije so relativno nepomembni

Čeprav so privlačnost in resnični problemi tovarne na enaki ravni kot naraščajoči stroški energije, je energija, potrebna za delovanje ekstruderja, še vedno majhen del celotnih proizvodnih stroškov. Stanje je vedno takšno, ker so stroški materiala zelo visoki, ekstruder pa je učinkovit sistem. Če vnesete preveč energije, bo plastika hitro postala zelo vroča in je ni mogoče pravilno obdelati.

08  Pritisk na koncu vijaka je zelo pomemben

Ta tlak odraža upor vseh predmetov za polžem: sita filtra in plošče za drobljenje kontaminacije, transportne cevi adapterja, fiksnega mešala (če obstaja) in samega kalupa. Ni odvisno le od geometrije teh komponent, temveč tudi od temperature v sistemu, ki posledično vpliva na viskoznost smole in hitrost pretoka. Ne temelji na zasnovi vijaka, razen kadar vpliva na temperaturo, viskoznost in pretok. Iz varnostnih razlogov je merjenje temperature pomembno – če je previsoka, lahko glava kalupa in kalup eksplodirata in poškodujeta osebje ali stroje v bližini.

Tlak je koristen za mešanje, zlasti v končnem območju (območju merjenja) sistema z enim polžem. Vendar pa visok tlak pomeni tudi, da mora motor proizvesti več energije - zato je temperatura taline višja - kar lahko določi mejo tlaka. V sistemu z dvema polžema je medsebojno povezovanje dveh vijakov učinkovitejše mešalo, zato za ta namen ni potreben pritisk.

Pri izdelavi votlih komponent, kot so cevi, izdelane s pajkastimi kalupi z oklepaji za pozicioniranje jedra, je treba v kalupu ustvariti visok tlak, ki pomaga pri rekombinaciji ločene logistike. V nasprotnem primeru bo izdelek vzdolž varilne črte lahko šibak in lahko med uporabo naleti na težave.

09  Izhod

Premik zadnjega navoja se imenuje normalni tok, ki je odvisen samo od geometrije vijaka, hitrosti vijaka in gostote taline. Regulira ga logistika tlaka, ki dejansko vključuje učinek upora zmanjševanja proizvodnje (predstavljen z najvišjim tlakom) in kakršen koli učinek prekomernega ugriza v podajanju povečanja proizvodnje. Puščanje na navoju je lahko v obe smeri.

Koristno je tudi izračunati moč vsakega vrtljaja na minuto (vrtljaja), saj to predstavlja vsako zmanjšanje črpalne zmogljivosti polža v določenem času. Drug povezan izračun je moč na uporabljeno konjsko moč ali kilovat. To predstavlja učinkovitost in lahko oceni proizvodno zmogljivost danega motorja in gonilnika.

10  Strižna hitrost ima pomembno vlogo pri viskoznosti

Vse običajne plastike imajo lastnost zmanjšanja strižne sile, kar pomeni, da se viskoznost zmanjšuje, ko se plastika vedno hitreje premika. Učinek nekaterih plastičnih mas je še posebej očiten. Nekateri PVC-ji na primer povečajo svojo hitrost pretoka za 10-krat ali več, ko se potisk podvoji. Nasprotno, strižna sila LLDPE se ne zmanjša preveč in ko se sklep podvoji, se njegova hitrost toka poveča le za 3- do 4-krat. Zmanjšan učinek zmanjšanja strižne sile pomeni visoko viskoznost v pogojih iztiskanja, kar posledično pomeni, da je potrebna večja moč motorja.

To lahko pojasni, zakaj LLDPE deluje pri višji temperaturi kot LDPE. Hitrost pretoka je izražena kot strižna hitrost, ki je približno 100 s-1 v kanalu vijaka, med 100 in 100 s-1 v večini oblik ustja kalupa in večja od 100 s-1 v reži med navojem in steno valja ter nekaterih majhnih režah kalupa.

Koeficient taljenja je pogosto uporabljena merilna metoda za viskoznost, vendar je obrnjen (na primer hitrost pretoka/potisk namesto potisk/stopnja pretoka). Na žalost njegova meritev v ekstruderju s strižno hitrostjo 10s-1 ali manj in hitrim pretokom taline morda ni prava merska vrednost.

11  Motor je nasproti cevi, cev pa nasproti motorja

Zakaj nadzorni učinek cevi ni vedno tak, kot je bilo pričakovano, zlasti znotraj merilnega območja? Če je cev segreta, se viskoznost materialne plasti na steni cevi zmanjša, motor pa potrebuje manj energije za delovanje v tem bolj gladkem cevi. Tok motorja (amperi) se zmanjša. Nasprotno, če se sod ohladi, se viskoznost taline na steni soda poveča in motor se mora vrteti močneje, kar povečuje ampersko število. Nekaj ​​toplote, odvzete pri prehodu skozi cev, nato motor pošlje nazaj. Običajno ima sodski regulator učinek na talino, kar pričakujemo, vendar učinek nikjer ni tako pomemben kot regionalna spremenljivka. Najbolje je izmeriti temperaturo taline, da bi resnično razumeli, kaj se je zgodilo.

11. princip ne velja za glavo kalupa in kalup, saj tam ni vrtenja vijaka. Zato so spremembe zunanje temperature tam bolj učinkovite. Vendar so te spremembe neenakomerne od znotraj navzven, razen če jih enakomerno mešamo v pritrjenem mešalu, ki je učinkovito orodje za spremembe temperature taline in mešanje.

Če potrebujete več informacij,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.vas pozdravlja, da se obrnete za podrobno poizvedbo, vam bomo zagotovili strokovne tehnične smernice ali predloge za nabavo opreme.