Når det gjelder ekstrudering av plastrør, må disse 11 grunnleggende prinsippene følges!

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.er enprodusent av mekanisk utstyrmed nesten 30 års erfaring medplastrør ekstruderingsutstyr, nytt miljøvern og nytt materialutstyr. Siden etableringen har Fangli blitt utviklet basert på brukernes krav. Gjennom kontinuerlig forbedring, uavhengig FoU på kjerneteknologien og fordøyelse og absorpsjon av avansert teknologi og andre midler, har vi utvikletPVC-rørekstruderingslinje, PP-R rørekstruderingslinje, PE vannforsyning / gassrør ekstruderingslinje, som ble anbefalt av det kinesiske byggedepartementet for å erstatte importerte produkter. Vi har fått tittelen "Førsteklasses merkevare i Zhejiang-provinsen".

01  Mekaniske prinsipper

Den grunnleggende mekanismen for ekstrudering er veldig enkel - en skrue roterer i tønnen og skyver plasten fremover. Skruen er faktisk en skrå overflate eller skråning, som ville rundt det sentrale laget. Hensikten er å øke trykket for å overvinne større motstand. For enekstruder, det er tre typer motstand som må overvinnes: friksjonen til de faste partiklene (mate) mot tønneveggen og deres gjensidige friksjon under de første omdreiningene av skruen (matesonen); adhesjonen av smelten til tønneveggen; og den logistiske motstanden i smelten når den skyves fremover.

Newton forklarte en gang at hvis et objekt ikke beveger seg i en gitt retning, balanseres kreftene på det objektet i den retningen. En skrue beveger seg ikke i aksial retning, selv om den kan dreie sideveis og raskt nær omkretsen. Derfor er den aksiale kraften på skruen balansert, og hvis den utøver et stort fremstøt på plastsmelten, utøver den også et likt trykk bakover på objektet. I dette tilfellet er skyvekraften den utøver på lageret bak innløpet - trykklageret.

De fleste enkeltskruer er høyregjenger, som skruer og bolter som brukes i trebearbeiding og maskineri. Hvis de ses bakfra, roterer de mot hverandre fordi de prøver å skru ut av tønnen så langt bak de kan. Hos noendobbeltskrue ekstrudere, de to skruene roterer bakover og krysser hverandre i begge fatene, så den ene må være høyrehendt og den andre venstrehendt. I andre okkluderte tvillingskruer roterer de to skruene i samme retning og må derfor ha samme orientering. Imidlertid er det i begge tilfeller trykklager som absorberer bakoverkraften og Newtons prinsipp gjelder fortsatt.

02  Termisk prinsipp

Ekstruderbar plast er termoplast - de smelter ved oppvarming og stivner igjen ved avkjøling. Hvor kommer varmen for å smelte plast fra? Fôrforvarming og tønne-/formvarmere kan spille en rolle og er viktige ved oppstart, men motorinngangsenergi - friksjonsvarmen som genereres i tønnen når motoren snur skruen mot motstanden til den viskøse smelten - er den viktigste varmekilden for all plast, bortsett fra små systemer, lavhastighetsskruer, høysmeltetemperatur-plast og ekstruderingsbelegg.

For alle andre operasjoner er det viktig å erkjenne at fatvarmeren ikke er hovedvarmekilden i operasjonen, og derfor spiller en mindre rolle i ekstrudering enn vi kunne forvente (se prinsipp 11). Den bakre tønnetemperaturen kan fortsatt være viktig fordi den påvirker inngrepet eller hastigheten på faststofftransport i fôret. Dyse- og formtemperaturene bør normalt være den ønskede smeltetemperaturen eller nær den, med mindre de brukes til et spesifikt formål som lakkering, væskefordeling eller trykkkontroll.

03  Retardasjonsprinsipp

I de flesteekstrudere, skruehastigheten varieres ved å justere motorhastigheten. Motoren roterer vanligvis med en full hastighet på ca 1750 rpm, men dette er for raskt for en ekstruderskrue. Hvis den roterer med så høy hastighet, genereres for mye friksjonsvarme og plastens retensjonstid er for kort til å lage en homogen, godt blandet smelte. Typiske reduksjonsforhold er mellom 10:1 og 20:1. Det første trinnet kan enten være et tannhjul eller et trinsesett, men det andre trinnet er alle gir og skruen er plassert i midten av det siste store giret.

I noen saktegående maskiner (som tvillingskruer for UPVC) kan det være 3 retardasjonstrinn og maksimal hastighet kan være så lav som 30 rpm eller mindre (et forhold på 60:1). I den andre ytterligheten kan noen av de veldig lange tvillingskruene som brukes til å blande kjøre med 600 rpm eller raskere og krever derfor en veldig lav retardasjonshastighet samt mye dyp kjøling.

Noen ganger er retardasjonshastigheten feil tilpasset oppgaven - det vil være for mye energi å bruke - og det er mulig å legge til en trinseblokk mellom motoren og det første retardasjonstrinnet for å endre maksimal hastighet. Dette øker enten skruhastigheten utover forrige grense eller reduserer maksimalhastigheten slik at systemet kan kjøre med en større prosentandel av maksimalhastigheten. Dette vil øke den tilgjengelige energien, redusere strømstyrken og unngå motorproblemer. I begge tilfeller kan ytelsen øke avhengig av materialet og dets kjølebehov.

04  Mat inn kjølevæske

Ekstrudering er overføring av energi fra en motor - noen ganger en varmeovn - til kald plast, og dermed konvertere den fra et fast stoff til en smelte. Innmatingen er kjøligere enn tønne- og skrueflatene i matesonen. Imidlertid er tønneoverflaten i matesonen nesten alltid over plastsmelteområdet. Den avkjøles ved kontakt med fôrpartiklene, men varmen opprettholdes ved varmeoverføring fra den varme frontenden til bakenden og ved kontrollert oppvarming. Det kan være nødvendig å slå på den bakre varmeren selv når frontvarmen holdes av tyktflytende friksjon og det ikke er nødvendig med inntak av patronvarme. Det viktigste unntaket er spormaterkassetten, nesten utelukkende for HDPE.

Skruerotoverflaten avkjøles også av fôret og adiabatisk fra tønneveggen av plastfôrpartiklene (og luften mellom partiklene). Hvis skruen plutselig stopper, stopper også matingen og skrueoverflaten blir varmere i matesonen når varmen beveger seg bakover fra den varmere frontenden. Dette kan føre til at partikler setter seg fast ved roten.

05  Fôret limes på tønnen eller skyves på skruen

For å maksimere partikkeltransporten av faste stoffer i den glatte tønnetilførselssonen til en enkeltskrueekstruder, bør partiklene feste seg til tønnen og gli på skruen. Hvis pellets fester seg til roten av skruen, er det ingenting å trekke dem av; kanalvolumet og innløpsvolumet av faste stoffer reduseres. En annen grunn til dårlig vedheft ved roten er at plasten kan termokondensere her og produsere geler og lignende forurensende partikler, eller periodisk feste seg og bryte av ved endringer i utgangshastighet.

De fleste plaster glir naturlig på roten fordi de er kalde når de kommer inn og friksjonen har ennå ikke varmet opp roten til samme varmenivå som tønneveggen. Noen materialer er mer sannsynlig å feste seg enn andre: svært myknet PVC, amorf PET og visse polyolefin-kopolymerer med klebeegenskaper som er ønsket for sluttbruk.

For tønnen er det nødvendig at plasten fester seg slik at den kan skrapes av og skyves frem av skrugjengen. Det skal være en høy friksjonskoeffisient mellom partiklene og tønnen, som igjen er sterkt påvirket av temperaturen på den bakre tønnen. Hvis partiklene ikke fester seg, snur de seg bare på plass og beveger seg ikke fremover – derfor er jevn mating dårlig.

Overflatefriksjon er ikke den eneste faktoren som påvirker fôring. Mange partikler kommer aldri i kontakt med sylinderen eller skrueroten, så det må være friksjon og mekanisk viskositetskobling inne i partiklene.

Overflatefriksjon er ikke den eneste faktoren som påvirker fôret. Mange partikler berører aldri tønnen eller skrueroten, så det må være friksjon og mekanisk og viskositetssammenheng i granulatet.

Den rillede sylinderen er et spesielt tilfelle. Sporet er plassert i fôringsområdet, som er termisk isolert og dypt vannkjølt fra resten av sylinderen. Tråden presser partiklene inn i sporet og danner et høyt trykk innen relativt kort avstand. Dette øker bitttoleransen for lavere skruehastigheter med samme effekt, noe som resulterer i en reduksjon i friksjonsvarme som genereres i frontenden og en lavere smeltetemperatur. Dette kan bety at kjøling begrenser raskere produksjon i produksjonslinjer for blåst film. Sporet er spesielt egnet for HDPE, som er den glatteste vanlige plasten ved siden av perfluorert plast.

06  Den høyeste materialkostnaden

I noen tilfeller kan materialkostnadene utgjøre 80 % av produksjonskostnadene – mer enn summen av alle andre faktorer – bortsett fra noen få produkter med spesielt viktig kvalitet og emballasje, som for eksempel medisinske katetre. Dette prinsippet fører naturligvis til to konklusjoner: Foredlere bør gjenbruke skrap og avfall så mye som mulig for å erstatte råvarer, og strengt overholde toleranser for å unngå avvik fra måltykkelsen og produktproblemer.

07  Energikostnadene er relativt uviktige

Selv om attraktiviteten og de reelle problemene til en fabrikk er på samme nivå som de økende energikostnadene, er energien som kreves for å drive en ekstruder fortsatt en liten del av den totale produksjonskostnaden. Situasjonen er alltid slik fordi materialkostnaden er svært høy, og ekstruderen er et effektivt system. Hvis det tilføres for mye energi, vil plasten fort bli veldig varm og kan ikke behandles skikkelig.

08  Trykket på enden av skruen er veldig viktig

Dette trykket reflekterer motstanden til alle gjenstander nedstrøms for skruen: filtersil og forurensningsknuserplate, adaptertransportør, fast røreverk (hvis noen) og selve formen. Det avhenger ikke bare av geometrien til disse komponentene, men også av temperaturen i systemet, som igjen påvirker harpiksviskositeten og gjennomstrømningshastigheten. Den er ikke avhengig av skruedesign, bortsett fra når den påvirker temperatur, viskositet og gjennomstrømning. Av sikkerhetsmessige årsaker er måling av temperatur viktig - hvis den er for høy, kan formhodet og formen eksplodere og skade personell eller maskiner i nærheten.

Trykk er gunstig for omrøring, spesielt i det siste området (måleområdet) av et enkelt skruesystem. Høyt trykk betyr imidlertid også at motoren trenger å levere mer energi - dermed er smeltetemperaturen høyere - noe som kan spesifisere trykkgrensen. I et dobbeltskruesystem er sammenlåsingen av to skruer en mer effektiv røreverk, så det er ikke nødvendig med trykk for dette formålet.

Ved produksjon av hule komponenter, for eksempel rør laget av edderkoppformer med braketter for kjerneposisjonering, må det genereres høyt trykk inne i formen for å hjelpe separat logistikk å rekombinere. Ellers kan produktet langs sveiselinjen være svakt og kan støte på problemer under bruk.

09  Utgang

Forskyvningen av den siste gjengen kalles normal strømning, som kun avhenger av skruens geometri, skruhastighet og smeltetetthet. Det er regulert av trykklogistikk, som faktisk inkluderer motstandseffekten ved å redusere produksjonen (representert av det høyeste trykket) og eventuell overbiteeffekt i maten med økende produksjon. Lekkasjen på gjengen kan være i begge retninger.

Det er også nyttig å beregne utgangseffekten for hvert omdrejningstal (omdreiing), da dette representerer enhver reduksjon i skruens pumpekapasitet på et bestemt tidspunkt. En annen relatert beregning er ytelsen per hestekrefter eller kilowatt brukt. Dette representerer effektivitet og kan estimere produksjonskapasiteten til en gitt motor og driver.

10  Skjærhastighet spiller en stor rolle i viskositeten

All vanlig plast har en skjærkraftreduksjonskarakteristikk, som gjør at viskositeten avtar ettersom plasten beveger seg raskere og raskere. Effekten av noen plaster er spesielt tydelig. For eksempel øker noen PVC-er strømningshastigheten med 10 ganger eller mer når skyvekraften dobles. Tvert imot reduseres ikke skjærkraften til LLDPE for mye, og når slutningen dobles, øker strømningshastigheten bare med 3 til 4 ganger. Den reduserte skjærkraftreduksjonseffekten betyr høy viskositet under ekstruderingsforhold, som igjen betyr at det kreves mer motorkraft.

Dette kan forklare hvorfor LLDPE opererer ved en høyere temperatur enn LDPE. Strømningshastigheten uttrykkes som skjærhastighet, som er omtrent 100s-1 i skruekanalen, mellom 100 og 100s-1 i de fleste formmunningsformer, og større enn 100s-1 i gapet mellom gjengen og sylinderveggen og noen små formgap.

Smeltekoeffisienten er en ofte brukt målemetode for viskositet, men den er invertert (som strømningshastighet/skyvekraft i stedet for skyvekraft/strømningshastighet). Dessverre kan det hende at målingen i en ekstruder med en skjærhastighet på 10s-1 eller mindre og en rask smeltestrømningshastighet ikke er en sann måleverdi.

11  Motoren er motsatt av tønnen, og tønnen er motsatt av motoren

Hvorfor er ikke alltid kontrolleffekten av tønnen som forventet, spesielt innenfor måleområdet? Hvis tønnen varmes opp, reduseres viskositeten til materiallaget ved tønneveggen, og motoren krever mindre energi for å fungere i denne jevnere tønnen. Motorstrømmen (ampere) synker. Tvert imot, hvis tønnen avkjøles, øker viskositeten til smelten ved tønneveggen, og motoren må rotere kraftigere og øke amperetallet. Noe av varmen som fjernes når den passerer gjennom tønnen sendes deretter tilbake av motoren. Vanligvis har tønneregulatoren en effekt på smelten, som er det vi forventer, men effekten hvor som helst er ikke like signifikant som den regionale variabelen. Det er best å måle smeltetemperaturen for å virkelig forstå hva som har skjedd.

Det 11. prinsippet gjelder ikke for formhodet og formen, da det ikke er skruerotasjon der. Det er derfor ytre temperaturendringer er mer effektive der. Disse endringene er imidlertid ujevne fra innsiden og ut, med mindre de røres jevnt i en fast røreverk, som er et effektivt verktøy for endringer i smeltetemperatur og omrøring.

Hvis du trenger mer informasjon,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.ønsker deg velkommen til å kontakte for en detaljert forespørsel, vi vil gi deg profesjonell teknisk veiledning eller forslag til anskaffelse av utstyr.