Окрім шнека та стовбура, ці компоненти однаково важливі при виборі екструдера!

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd. є виробником механічного обладнання з більш ніж 30-річним досвідом виробництва обладнання для екструзії пластикових труб, нового обладнання для захисту навколишнього середовища та нових матеріалів. З моменту створення Fangli розроблявся відповідно до вимог користувачів. Завдяки безперервному вдосконаленню, незалежним науково-дослідним і розробним роботам щодо основних технологій, а також розробці та поглинанню передових технологій та інших засобів, ми розробили лінію екструзії труб ПВХ, лінію екструзії труб PP-R, лінію екструзії труб ПЕ для водопостачання/газу, які були рекомендовані Міністерством будівництва Китаю для заміни імпортної продукції. Ми отримали звання «Першокласний бренд у провінції Чжецзян».

Як ви зазвичай купуєте екструдер? Це вимагає не лише аналізу власних потреб, але й отримання повного розуміння як постачальника, так і самого екструдера.

Більшість компаній перед покупкою нового екструдера мають основне уявлення: чи потрібна їм двогвинтова чи одношнекова машина, і який матеріал їм потрібно виробляти. Залежно від технічних характеристик продукту та споживання матеріалу, вони можуть звернутися до розділу «Діаметр шнека порівняно з розмірами специфікації продукту», щоб спочатку вибрати діаметр шнека, а потім визначити модель екструдера та специфікації на основі цього.

Після того, як тип і модель екструдера визначені, ще одним важливим фактором є вибір виробника обладнання. Це можна оцінити з різних точок зору, таких як якість продукції та післяпродажне обслуговування.

Швидкість гвинта

Це найважливіший фактор, що впливає на виробничу потужність екструдера. Швидкість шнека не тільки збільшує швидкість екструзії та вихід матеріалу, але, що більш важливо, забезпечує хорошу пластифікацію при досягненні високої продуктивності.

У минулому основним методом збільшення продуктивності екструдера було збільшення діаметра шнека. Хоча більший діаметр шнека збільшує кількість екструдованого матеріалу за одиницю часу, екструдер не є простим шнековим конвеєром. Гвинт повинен не тільки транспортувати матеріал, але й стискати, перемішувати та зрізати пластик для досягнення пластифікації. При незмінній швидкості шнека шнек великого діаметру з глибокими виступами має менш ефективне перемішування та зсувний вплив на матеріал порівняно з шнеком меншого діаметру.

Тому сучасні екструдери збільшують виробничі потужності в першу чергу за рахунок збільшення швидкості шнека. Для звичайних екструдерів традиційні швидкості шнеків коливаються від 60 до 90 об/хв (обертів за хвилину, те ж саме нижче). Тепер швидкість зазвичай підвищується до 100–120 об/хв. Високошвидкісні екструдери досягають від 150 до 180 об/хв.

Збільшення швидкості гвинта без зміни діаметра гвинта збільшує крутний момент на гвинті. Коли крутний момент досягає певного рівня, існує ризик закручування та зламання гвинта. Однак шляхом удосконалення матеріалу шнека та виробничих процесів, проектування раціональної конструкції шнека, скорочення довжини секції подачі, збільшення швидкості потоку матеріалу та зменшення опору екструзії можна зменшити крутний момент і збільшити несучу здатність шнека. Розробка найбільш оптимального гвинта для максимізації швидкості в межах його несучої здатності вимагає від професіоналів проведення обширних випробувань.

Гвинтова структура

Конструкція шнека є основним фактором, що впливає на продуктивність екструдера. Без раціональної структури шнека проста спроба збільшити швидкість шнека для підвищення продуктивності суперечить об’єктивним законам і не принесе успіху.

Високошвидкісна, високоефективна конструкція шнека базується на високих швидкостях обертання. Цей тип гвинта може мати гірший ефект пластифікації на низьких швидкостях, але зі збільшенням швидкості пластифікація поступово покращується, досягаючи свого оптимального ефекту при проектованій швидкості. Таким чином досягається як більший вихід, так і якісна пластифікація.

Конструкція стовбура

Удосконалення конструкції стовбура головним чином передбачає покращення контролю температури в секції подачі та налаштування канавок подачі. Ця незалежна секція живлення по суті є водяною сорочкою повної довжини, температура якої контролюється вдосконаленими електронними пристроями керування.

Відповідність температури водяної сорочки має вирішальне значення для стабільної роботи та ефективної екструзії екструдера. Якщо температура водяної сорочки занадто висока, сировина може передчасно розм’якшитися, і навіть поверхня гранул може розплавитися, зменшуючи тертя між матеріалом і стінкою стовбура, тим самим зменшуючи тягу екструзії та продуктивність. Однак температура також не може бути занадто низькою. Надмірно холодний ствол збільшує опір обертанню гвинта; коли це перевищує навантажувальну здатність двигуна, це може спричинити труднощі при запуску двигуна або нестабільну швидкість. Використання передових датчиків і технології керування для моніторингу та керування водяною сорочкою екструдера дозволяє автоматично підтримувати температуру в межах оптимального діапазону параметрів процесу.

Шестерня редуктора

Якщо припустити, що базова конструкція схожа, то вартість виготовлення зубчастого редуктора приблизно пропорційна його зовнішнім розмірам і вазі. Більший і важчий редуктор означає, що під час виробництва витрачається більше матеріалу та використовуються більші підшипники, що збільшує витрати на виробництво.

Для екструдерів з однаковим діаметром шнека високошвидкісні та високоефективні екструдери споживають більше енергії, ніж звичайні. Збільшення потужності двигуна вдвічі вимагає використання рами редуктора більшого розміру. Однак більша швидкість шнека означає менший коефіцієнт зменшення. Для редукторів однакового розміру редуктор із меншим передавальним числом порівняно з редуктором із вищим має більші редукторні модулі та більшу несучу здатність. Тому збільшення об’єму та ваги редуктора не є лінійно пропорційним збільшенню потужності двигуна. Якщо ми використовуємо вихід як знаменник, поділений на вагу редуктора, високошвидкісні, високоефективні екструдери дають менше число, тоді як звичайні екструдери дають більше.

У розрахунку на одиницю продукції менша потужність двигуна та вага редуктора високошвидкісних, високоефективних екструдерів означають, що їх виробничі витрати на одиницю продукції нижчі, ніж у звичайних екструдерах.

Моторний привід

Для екструдерів з однаковим діаметром шнека високошвидкісні та високоефективні екструдери споживають більше енергії, ніж звичайні, тому необхідно збільшити потужність двигуна. Для високошвидкісного екструдера 65 потрібен двигун потужністю від 55 до 75 кВт. Для високошвидкісного екструдера 75 потрібен двигун потужністю від 90 кВт до 100 кВт. Для високошвидкісного екструдера 90 потрібен двигун потужністю від 150 кВт до 200 кВт. Це в один-два рази перевищує потужність двигуна на звичайних екструдерах.

Під час нормальної роботи екструдера система приводу двигуна та системи нагріву/охолодження працюють безперервно. Споживання енергії від двигуна, коробки передач та інших частин трансмісії становить 77% від загального споживання енергії машиною; на опалення та охолодження припадає 22,8%; на контрольно-вимірювальні та електричні компоненти припадає 0,8%.

Може здатися, що екструдер із шнеком такого ж діаметру, оснащений більшим двигуном, споживає більше електроенергії. Однак, виходячи з продуктивності, високошвидкісні високоефективні екструдери є більш енергоефективними, ніж звичайні. Наприклад, звичайний екструдер 90 з двигуном потужністю 75 кВт і потужністю 180 кг споживає 0,42 кВт*год електроенергії на кілограм екструдованого матеріалу. Високошвидкісний, високоефективний екструдер 90 з продуктивністю 600 кг і двигуном потужністю 150 кВт споживає лише 0,25 кВт-год на кілограм, що становить лише 60% від споживання енергії першим на одиницю продукції, демонструючи значну економію енергії. Це порівняння враховує лише споживання енергії двигуном. Якщо ми також врахуємо електроенергію, яку споживають обігрівачі, вентилятори та інші пристрої на екструдері, різниця в споживанні енергії буде ще більшою. Екструдери з більшим діаметром шнека вимагають більших нагрівачів і мають збільшені площі розсіювання тепла. Таким чином, для двох екструдерів з однаковою продуктивністю новий високошвидкісний, високоефективний екструдер має менший циліндр, а споживання енергії його нагрівача менше, ніж у традиційного великошнекового екструдера, що також призводить до значної економії електроенергії при нагріванні.

Щодо потужності нагрівача, високошвидкісні високоефективні екструдери порівняно зі звичайними екструдерами з однаковим діаметром шнека не вимагають збільшення потужності нагрівача, незважаючи на вищу продуктивність. Це тому, що нагрівач екструдера в основному споживає електроенергію на етапі попереднього нагрівання. Під час нормального виробництва тепло для плавлення матеріалу в основному надходить від перетворення електричної енергії двигуна. Робочий цикл обігрівача дуже низький, тому споживання електроенергії невелике. Це ще більш очевидно у високошвидкісних екструдерах.

До того, як інверторна технологія набула широкого застосування, традиційні екструдери з великою продуктивністю зазвичай використовували двигуни постійного струму та контролери двигунів постійного струму. Раніше вважалося, що двигуни постійного струму мають кращі характеристики потужності та ширший діапазон регулювання швидкості, ніж двигуни змінного струму, пропонуючи більш стабільну роботу в діапазонах низьких швидкостей. Крім того, потужні інвертори були відносно дорогими, що обмежувало їх застосування.

В останні роки інверторні технології стрімко розвиваються. Інвертори векторного типу забезпечують безсенсорне керування швидкістю і крутним моментом двигуна зі значним поліпшенням низькочастотних характеристик, а їхня ціна значно впала. Порівняно з контролерами двигунів постійного струму найбільшою перевагою інверторів є економія енергії. Вони роблять споживання енергії пропорційним навантаженню двигуна: споживання збільшується під великим навантаженням і автоматично зменшується при невеликому. Довгострокові переваги енергозбереження дуже значні.

Заходи гасіння вібрації

Високошвидкісні екструдери схильні до вібрації. Надмірна вібрація дуже шкідлива для нормальної роботи обладнання та терміну служби компонентів. Тому необхідно вжити ряд заходів, щоб зменшити вібрацію екструдера та збільшити термін служби обладнання.

Найбільш чутливими до вібрації частинами екструдера є вал двигуна та високошвидкісний вал редуктора. По-перше, високошвидкісні екструдери повинні бути оснащені високоякісними двигунами та редукторами, щоб ротор двигуна або високошвидкісний вал редуктора не стали джерелами вібрації. По-друге, необхідно спроектувати хорошу систему передачі. Звернення уваги на підвищення жорсткості та ваги рами, а також на якість механічної обробки та складання також є важливими аспектами зменшення вібрації екструдера. Хороший екструдер можна використовувати без фіксації анкерними болтами, і він практично не матиме вібрації. Це залежить від достатньої жорсткості та власної ваги рами. Крім того, необхідно посилити контроль якості обробки та складання різних компонентів. Наприклад, контролюйте паралельність верхньої та нижньої площин рами під час обробки, перпендикулярність монтажної поверхні редуктора до площини рами тощо. Під час складання ретельне вимірювання висоти двигуна та вала редуктора, ретельна підготовка прокладок редуктора для забезпечення концентричного вирівнювання між валом двигуна та вхідним валом редуктора, а також забезпечення перпендикулярності монтажної поверхні редуктора до площині рами мають вирішальне значення.

Прилади та вимірювальні прилади

Екструзійне виробництво по суті є «чорним ящиком»; неможливо побачити всередину безпосередньо, тому ми покладаємося на прилади та датчики для зворотного зв’язку. Тому точні, розумні та прості в експлуатації прилади та вимірювальні прилади дозволяють нам краще розуміти внутрішні умови, дозволяючи швидше та краще досягати результатів виробництва.

Якщо вам потрібна додаткова інформація, Ningbo Fangli Technology Co., Ltd. вітає ваш запит. Ми надамо професійні технічні рекомендації або пропозиції щодо закупівлі обладнання.