Вичерпний посібник із «10 основних компонентів» двошнекового екструдера!

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.є aвиробник механічного обладнаннямає понад 30 років досвідуобладнання для екструзії пластикових труб, новий захист навколишнього середовища та обладнання з нових матеріалів. З моменту створення Fangli розроблявся відповідно до вимог користувачів. Завдяки безперервному вдосконаленню, незалежним науково-дослідним і дослідно-конструкторським роботам щодо основних технологій, перетравленню та засвоєнню передових технологій та інших засобів ми розробилиЕкструзійна лінія ПВХ труб, Лінія екструзії труб PP-R, Екструзійна лінія водопостачання / газопроводу PE, який було рекомендовано Міністерством будівництва Китаю для заміни імпортної продукції. Ми отримали звання «Першокласний бренд у провінції Чжецзян».

Theдвошнековий екструдерє основним обладнанням у виробництві, модифікації та переробці полімерних матеріалів. Незалежно від того, чи йдеться про модифікацію біорозкладаних матеріалів, таких як PLA та PBAT, заповнення та зміцнення ПВХ чи ПП, або приготування маткових сумішей і функціональних маткових сумішей, вона незамінна. Однак багато практиків знають лише «запуск і налаштування параметрів», не розуміючи конкретних ролей ключових компонентів усередині машини. Це призводить до безпорадності під час усунення несправностей і робить їх схильними до пасток під час вибору обладнання. Насправді структура серцевини двошнекового екструдера не є складною; в основному складається з 10 основних компонентів. Сьогодні ми по черзі розберемо основні функції та практичні ключові моменти цих 10 компонентів. Незалежно від того, новачок ви в галузі чи ветеран, який прагне оптимізувати вибір обладнання, ви можете швидко зрозуміти «внутрішню логіку»двошнековий екструдер.

01 Гвинт + стовбур

Якщодвошнековий екструдерє «інструментом обробки», тоді шнек і стовбур є його «серцем» – транспортування, плавлення, змішування та пластифікація матеріалів покладаються на цей «дует». Вони також є найважливішими компонентами під час вибору обладнання, безпосередньо визначаючи ефективність обробки та якість продукції. З точки зору функції, обидва мають різні ролі, але працюють узгоджено: стовбур – це «закритий контейнер» із гладкою внутрішньою стінкою, стійкою до високих температур і зносу (як правило, покрита азотуванням або шаром сплаву), що забезпечує стабільний простір для обробки матеріалу. Гвинт є «основним компонентом живлення». Два гвинти обертаються разом або проти обертання всередині стовбура. Завдяки стисканню та зсуву між гвинтовими пластинами та внутрішньою стінкою стовбура гранули твердої смоли «перемішуються» до розплавленого стану, у той час як добавки, такі як пластифікатори та антиоксиданти, змішуються. Нарешті, рівномірно пластифікований розплав штовхається до головки матриці для формування певної форми. Під час вибору слід уважно стежити за двома ключовими параметрами: по-перше, діаметром гвинта (зазвичай від 30 мм до 150 мм). Більший діаметр дозволяє транспортувати більше матеріалу за одиницю часу, що підходить для сценаріїв масового виробництва. По-друге, відношення довжини до діаметра (L/D), тобто відношення довжини гвинта до його діаметра. Більше співвідношення означає довший час змішування та пластифікації для матеріалу всередині стовбура, що підходить для сценаріїв, що вимагають глибокої модифікації.

02 Нагрівальні стрічки

Перетворення полімерних матеріалів з твердого стану в розплавлений залежить від постійного і рівномірного нагрівання. Нагрівальні стрічки є «нагрівачами серцевини» двошнекового екструдера, головним чином відповідальними за нагрівання шнека та стовбура для підвищення внутрішньої температури стовбура до точки плавлення матеріалу. Монтаж нагрівальних смуг досить специфічний; вони зазвичай розташовані «сегментами» вздовж ствола (зазвичай 3-5 сегментів), причому кожен сегмент здатний незалежно контролювати температуру. Наприклад, температура в зоні подачі нижча (тільки 80°C-100°C), щоб запобігти передчасному плавленню та агломерації матеріалу, що може заблокувати порт подачі. Температура зони плавлення підвищується (досягаючи точки плавлення матеріалу), щоб поступово пластифікувати матеріал. Температура зони вимірювання стабілізується в межах температур плавлення, щоб забезпечити однорідність розплаву. Важливою функцією нагрівальних стрічок, крім нагріву, є також попередній нагрів. Перед запуском обладнання ствол і шнек необхідно попередньо нагріти за допомогою нагрівальних стрічок (зазвичай протягом 30-60 хвилин). Безпосередній запуск із холодними шнеками та стовбуром може призвести до нерівномірної пластифікації матеріалу та може пошкодити компоненти через надмірну різницю температур. Цей етап особливо важливий під час обробки біорозкладаних матеріалів, оскільки він може зменшити деградацію матеріалу, викликану раптовим нагріванням.

03 Мотор

Якщо шнек і стовбур є «серцем», то двигун є «джерелом енергії», яке постачає кров до серця – обертання шнеків і транспортування матеріалу в двошнековому екструдері повністю залежать від потужності, яку забезпечує двигун. Потужність і стабільність двигуна безпосередньо впливають на ефективність обробки обладнання та безпеку експлуатації. Двигуни, що використовуються в двошнекових екструдерах на ринку, це переважно «асинхронні двигуни зі змінною частотою», переваги яких включають регульовану швидкість і стабільну вихідну потужність, що дозволяє регулювати вихідну потужність відповідно до потреб обробки різних матеріалів. Під час вибору зверніть увагу на «відповідність потужності»: гвинти малого діаметру (30 мм-50 мм) підходять для невеликих лабораторних випробувань, і достатньо двигуна потужністю 15-37 кВт. Гвинти середнього та великого розміру (65-100 мм) для промислового виробництва потребують двигунів потужністю від 55 кВт до 160 кВт. Якщо оброблюються матеріали з високим наповненням (наприклад, ПП із вмістом наповнювача карбонату кальцію понад 50%), потужність двигуна слід відповідно збільшити, щоб уникнути вимкнення двигуна через надмірне навантаження.

04 Коробка передач

Вихідна потужність від двигуна не може передаватися безпосередньо на гвинти. З одного боку, швидкість двигуна занадто висока (зазвичай тисячі об/хв), що значно перевищує необхідну швидкість шнека (швидкість шнека двошнекового екструдера здебільшого становить 100-600 об/хв). З іншого боку, двигун має лише один вихідний кінець, який потрібно розподілити на два гвинти. Коробка передач виконує основну роль «зниження швидкості + розподіл потужності». Зокрема, коробка передач виконує дві ключові функції: По-перше, «Зменшення швидкості» — за допомогою внутрішнього набору передач вона перетворює високошвидкісне обертання двигуна в низькошвидкісне обертання з високим крутним моментом, яке вимагається гвинтами, забезпечуючи достатню силу гвинтів для видавлювання та зсуву матеріалу. По-друге, «розподіл потужності» — він рівномірно розподіляє потужність двигуна на два шнеки, гарантуючи, що вони обертаються з однаковою швидкістю (для моделей, що обертаються одночасно) або відповідно до фіксованого співвідношення (для моделей, що обертаються протилежно), запобігаючи нерівномірному змішуванню матеріалу через різницю в швидкості. Під час щоденного використання догляд за коробкою передач має вирішальне значення – необхідно регулярно додавати спеціальну трансмісійну оливу, щоб запобігти зносу коробки передач. Якщо в коробці передач виникає ненормальний шум або витік масла, її слід перевірити відразу після вимкнення. Інакше це може призвести до збою регулювання швидкості, погіршення якості продукту або навіть пошкодження гвинтів.

05 Запобіжна муфта / зрізний штифт

Під час операції адвошнековий екструдер, несподівані несправності неминучі – наприклад, металеві забруднення, що потрапляють у порт подачі, або агломерація матеріалу, що спричиняє блокування гвинта. У цей момент двигун все ще видає потужність. Без захисного пристрою величезний крутний момент передавався б безпосередньо на коробку передач, гвинти та стовбур, потенційно спричиняючи погнуті гвинти, подряпані стовбури або поломку шестерень коробки передач, що призвело б до надзвичайно високих витрат на ремонт. Запобіжна муфта (або зрізний штифт) є «запобіжним клапаном», який вирішує цю проблему. Він встановлюється між двигуном і коробкою передач, і його основною функцією є «захист від перевантаження»: коли виникає несправність і навантаження перевищує встановлене значення, запобіжна муфта автоматично від’єднує двигун від коробки передач, дозволяючи двигуну працювати вхолосту, водночас запускаючи сигнал тривоги про відключення, запобігаючи подальшому пошкодженню коробки передач, гвинтів і циліндра. Важливо відзначити, що «поріг перевантаження» запобіжної муфти повинен бути встановлений відповідно до потужності двигуна та оброблюваного матеріалу – поріг може бути трохи вищим для звичайних матеріалів, але його потрібно відповідно знизити для обробки високотвердих матеріалів із високим наповненням, щоб забезпечити своєчасне спрацьовування захисту.

06 Система годування

«Рівномірність годівлі» у aдвошнековий екструдербезпосередньо впливає на якість пластифікації розплаву. Якщо подача непостійна, це спричиняє коливання тиску всередині стовбура, що призводить до кінцевих продуктів із нерівномірною товщиною або нестабільною продуктивністю. Система годівлі — це «менеджер», який точно контролює «швидкість подачі», головним чином поділяється на два типи: об’ємні годівниці та гравіметричні годівниці (з втратою ваги).

· Об'ємна годівниця:Основним принципом є «дозування за обсягом». Матеріал подається в бочку шнековим конвеєром. Його перевагами є проста конструкція, низька вартість і простота обслуговування. Він підходить для сценаріїв, де вимоги до точності інгредієнтів невисокі. Регулярне технічне обслуговування передбачає регулярне очищення шнека конвеєра для запобігання залишкам матеріалу та агломерації.

· Гравіметричний фідер:Основним принципом є «вимірювання за вагою». Він використовує тензодатчики для моніторингу швидкості подачі в режимі реального часу, автоматично регулюючи швидкість шнека, щоб забезпечити контроль погодинної похибки швидкості подачі в межах ±0,5%. Його перевагою є точне дозування, придатне для змішування багатокомпонентного матеріалу та сценаріїв функціональної модифікації.

07 Вакуумна система

Полімерні матеріали в основному полімеризуються з мономерів з низькою молекулою, і мономери з низькою молекулою неминуче залишаються під час обробки. Особливо для біологічно розкладаних матеріалів (таких як PLA, PBAT) під час високотемпературної обробки може статися незначна деградація, утворюючи речовини з малими молекулами. Без вакуумної системи ці маленькі молекули випаровувалися б у дим, забруднюючи не лише середовище майстерні, але й утворюючи бульбашки всередині продукту. Основною функцією вакуумної системи є вакуумування стовбура за допомогою вакуумного насоса під час пластифікації матеріалу, миттєве видалення залишкових маломолекулярних мономерів і продуктів розпаду. Це зменшує дим у майстерні та запобігає залишенню малих молекул у продукті – тим самим покращуючи механічні властивості продукту (наприклад, зменшуючи втрату міцності, спричинену бульбашками) і зменшуючи ймовірність міграції пластифікатора, роблячи продукт більш стабільним.

08 Система охолодження

Під час операції адвошнековий екструдер, для обігріву потрібні не тільки нагрівальні стрічки, але й система охолодження для зниження температури. З одного боку, гвинти та стовбур генерують додаткове тепло через тертя під час безперервної роботи. Якщо вчасно не охолодити, надмірна температура всередині бочки може призвести до погіршення якості матеріалу. З іншого боку, після того, як розплав екструдується з головки матриці, він також потребує охолодження, щоб надати йому форму. Система охолодження в основному використовує два методи: повітряне охолодження та водяне охолодження.

· Повітряне охолодження:Використовує холодне повітря, що надувається вентиляторами, для охолодження стовбура, шнеків або екструдованого продукту. Його перевагами є проста конструкція та відсутність потреби у воді. Він підходить для невеликого обладнання, низькотемпературних сценаріїв обробки або продуктів, які не вимагають високої швидкості охолодження. Однак його ефективність охолодження відносно низька, що робить його непридатним для сценаріїв високотемпературного виробництва з високою продуктивністю.

· Водяне охолодження:Використовує циркулюючу воду для охолодження бочки або екструдованого продукту. Його перевагами є висока ефективність охолодження та точне регулювання температури. Він підходить для середнього та великого промислового обладнання, високотемпературних сценаріїв обробки або продуктів, які потребують високої швидкості охолодження. Однак це вимагає регулярного очищення труб охолоджувальної води, щоб запобігти засміченню накипом, що впливає на продуктивність охолодження.

09 Електрична система управління

Якщо попередні компоненти є «виконавчими органами», то електрична система управління є «мозком»двошнековий екструдер– за допомогою нього реалізуються запуск/зупинка обладнання, регулювання температури, контроль швидкості, налаштування рівня вакууму та навіть сигналізація про несправності. Це також основний інтерфейс для взаємодії оператора з обладнанням. Сьогодні основні електричні системи керування здебільшого використовують «систему керування сенсорним екраном + ПЛК», яка пропонує інтуїтивно зрозуміле та зручне керування: оператори просто встановлюють такі параметри, як температура зони стовбура, швидкість шнека, швидкість подачі та рівень вакууму, на сенсорному екрані, і система автоматично контролює роботу кожного компонента. У разі виникнення несправності (наприклад, перевантаження двигуна, перевищення ліміту температури) система негайно запускає сигнал тривоги та відображає причину несправності, полегшуючи швидке усунення несправностей. Під час щоденного використання захищайте електричну систему керування від вологи та забруднення маслом. Регулярно перевіряйте надійність з’єднань дротів, щоб запобігти збою керування параметрами через ослаблені з’єднання. Особливо при обробці легкозаймистих і вибухонебезпечних матеріалів (наприклад, певних модифікованих пластмас), необхідно вибрати вибухозахищені електричні системи керування, щоб забезпечити безпеку виробництва.

10 Основна рама

Останнім елементом є каркас-основа. Це може здатися простим, але це основа для стабільної роботи обладнання – двигун, редуктор, циліндр, шнеки та інші компоненти двошнекового екструдера змонтовані на базовій рамі. Основною функцією основи є «підтримка всього обладнання» та зменшення вібрації під час роботи. Високоякісні основи, як правило, виготовляються з товстих сталевих пластин, зварених між собою, а віброгасильні прокладки часто встановлюються внизу, щоб ефективно поглинати вібрації, створювані обертанням двигуна та гвинтів. Якщо основа нестабільна, під час роботи обладнання виникне сильна вібрація, що призведе не лише до ослаблених з’єднань компонентів і надмірного шуму, але також вплине на точність підгонки між гвинтами та стовбуром, викликаючи нерівномірну пластифікацію матеріалу та потенційно пошкодивши гвинти та стовбур. Встановлюючи обладнання, переконайтеся, що основа розташована рівно (відкалібрована за допомогою рівня), щоб уникнути нерівномірного навантаження на обладнання через нахил. Після тривалого використання перевірте, чи не старіли віброгасильні накладки основи. Якщо вони старі, негайно замініть їх, щоб забезпечити стабільну роботу обладнання.

На завершення: зрозумійте компоненти, якими потрібно володітиДвошнековий екструдер

10 основних компонентів двошнекового екструдера, які здаються незалежними, насправді працюють узгоджено – від системи подачі «матеріалу для подачі» до нагріву нагрівальних стрічок, пластифікації шнека та циліндрів, до вакуумної системи, що видаляє летючі речовини, і системи охолодження, що надає форму, кожен крок залежить від функції відповідних компонентів.

Для практиків розуміння ролі та ключових моментів кожного компонента не тільки допомагає уникнути пастки «сліпого слідування тенденціям» під час вибору, дозволяючи вибрати обладнання, яке відповідає їхнім виробничим потребам, але також дозволяє швидко виявляти несправності, коли виникають несправності, скорочуючи час простою. Для новачків це також основа для початку роботи з двошнековими екструдерами. Тільки розуміючи «внутрішню логіку обладнання», можна краще керувати обладнанням і оптимізувати процеси.

Якщо вам потрібна додаткова інформація,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.запрошує вас зв’язатися для детального запиту, ми надамо вам професійні технічні рекомендації або пропозиції щодо закупівлі обладнання.