Följande är viktiga principer att tänka på när det gäller extrudering.De bör hjälpa till att spara pengar, ge produkter av högre kvalitet och använda utrustning mer effektivt.
1. Den mekaniska principen. Den grundläggande mekaniken för extrudering är enkel - en skruv vrids i en pipa och trycker plasten framåt.En skruv är egentligen ett lutande plan, eller ramp, lindad runt en central kärna.Avsikten är att multiplicera kraften så att ett stort motstånd kan övervinnas.I fallet med en extruder finns det tre motstånd att övervinna: gnidning av fasta partiklar (matningen) mot cylinderväggen och varandra under de första varven av skruven (matningszonen);smältans vidhäftning till trumväggen;och motstånd mot flöde inuti smältan när den skjuts framåt.
Sir Isaac Newton förklarade att om en sak inte rör sig i en given riktning balanseras krafterna på den i den riktningen.Skruven rör sig inte i axiell riktning, även om den kan vrida sig snabbt i tvärriktningen runt omkretsen.Så, de axiella krafterna på skruven är balanserade, och om den trycker framåt med stor kraft på plastsmältan måste den trycka bakåt på något med lika kraft.I det här fallet trycker den på ett lager bakom matarinloppet som kallas axiallagret.
De flesta enstaka skruvar är högergängade, som de skruvar och bultar som används i snickerier och maskiner.De vrider sig moturs, om de ses bakifrån, när de försöker skruva sig bakåt ut ur pipan.I vissa strängsprutmaskiner med dubbelskruv vrids två skruvar i motsatta riktningar i en dubbelpipa och griper in i varandra, så att den ena måste vara högerhänt och den andra vänsterhänt.I andra sammangripande dubbelskruvar vrids båda skruvarna åt samma håll och måste därför ha samma orientering.I alla fall finns det dock axiallager för att ta bakåtkraften, och Newtons princip gäller fortfarande.
2. Den termiska principen.Extruderbara plaster är termoplaster – de smälter när de värms upp och blir fasta igen när de kyls.Varifrån kommer värmen för att smälta plasten?Matningsförvärmning och cylinder-/matrisvärmare kan bidra och är kritiska vid start, men motorenergitillförsel – friktionsvärme som genereras inuti cylindern när motorn vrider skruven mot motståndet från den viskösa smältan – är den absolut viktigaste värmekällan för alla utom mycket små system, långsamma skruvar, högsmältande plaster och extruderingsbeläggningsapplikationer.
För alla andra operationer är det viktigt att inse att fatvärmarna inte är den primära värmekällan under drift och därför har mindre effekt på extruderingen än vi kan förvänta oss.Den bakre cylindertemperaturen kan förbli viktig eftersom den påverkar bettet eller hastigheten för fasta ämnen som transporteras i fodret.Huvud- och munstyckstemperaturer bör normalt vara vid eller nära den önskade smälttemperaturen, såvida de inte används för ett specifikt ändamål såsom glans, flödesfördelning eller tryckkontroll.
3. Hastighetsreduktionsprincipen. I de flesta extruderare ändras skruvhastigheten genom att ändra motorhastigheten.Motorer går vanligtvis runt 1750 rpm vid full hastighet, men detta är alldeles för snabbt för en extruderskruv.Om den vändes så snabbt skulle den generera för mycket friktionsvärme, och plastens uppehållstid skulle vara för kort för att framställa en enhetlig, välblandad smälta.Ett typiskt reduktionsförhållande är mellan 10:1 och 20:1.Det första steget kan använda antingen kugghjul eller en remskiva, men det andra steget använder alltid kugghjul och skruven sätts i mitten av den sista, stora växeln.
I ett fåtal långsamtgående maskiner (som tvillingar för UPVC) kan det finnas tre steg av reduktion, och topphastigheten kan vara så låg som 30 rpm eller mindre (med utväxlingar upp till 60:1).Å andra sidan kan vissa mycket långa tvillingar som används för kompoundering köra vid 600 rpm eller mer, så att ett mycket lågt reduktionsförhållande behövs, såväl som en hel del intensiv kylning.
Ibland är reduktionsförhållandet inte anpassat till jobbet - det finns kraft som går oanvänd - och det är möjligt att lägga till en uppsättning remskivor mellan motorn och det första reduktionssteget för att ändra topphastigheten.Detta ökar antingen skruvhastigheten utöver de tidigare gränserna eller minskar topphastigheten för att tillåta systemet att köra med en större procentandel av den toppfarten.Detta ökar tillgänglig effekt, minskar strömstyrkan och undviker motorproblem.I båda fallen kan effekten öka, beroende på materialet och dess kylbehov.
Posttid: maj-04-2017