Что такое экструдер? Как настроить экструдер? 

Что такое экструдер?

Экструдер - это оборудование, широко используемое в производственном процессе. В основном он используется для придания сырью определенной формы путем нагрева, плавления и экструзии. Этот процесс называется экструзией и обычно используется для производства различных материалов, включая пластмассы, резиновые изделия, металлы, продукты питания и многое другое.

Принцип работы

Принцип работы экструдера основан на простом и эффективном процессе. Сначала сырье (обычно гранулированные материалы) подается в экструдер через систему подачи. Внутри машины вращается шнек, который проталкивает сырье в нагретую бочку. Здесь сырье нагревается и расплавляется до состояния текучей массы, пригодной для экструзии. Наконец, расплавленный материал экструдируется через фильеру, формируя нужную форму поперечного сечения, охлаждается и застывает в готовый продукт.

Основные компоненты

Экструдер состоит из нескольких ключевых компонентов, таких как система подачи, шнек, ствол и фильера.

• Система подачи: Отвечает за транспортировку сырья во внутреннюю часть экструдера.
• Шнек и бочка: Шнек вращается в бочке, сжимая, нагревая и расплавляя сырье.
• Головка фильеры: Она определяет конечную форму экструдированного материала. Головки фильеры различной формы могут быть разработаны в соответствии с требованиями к продукции.

Области применения

• Пластиковая промышленность: Производит различные изделия из пластмассы, такие как трубы, листы, пленки и т. д.
• Резиновая промышленность: производство резиновых уплотнений, шлангов и т.д.
• Обработка металла: Экструзия металлических материалов для использования в строительстве, автомобилестроении и других областях.
• Пищевая промышленность: Производит различные продукты питания, такие как лапша, закуски и т. д.

Широкий спектр применения экструдеров сделал их незаменимым оборудованием в современном производстве, а их эффективность и гибкость позволяют им играть ключевую роль в различных отраслях промышленности. С постоянным развитием технологий конструкция и система управления экструдеров также постоянно совершенствуются, чтобы адаптироваться к изменяющимся потребностям рынка.

Различные типы экструдеров

Экструдеры можно разделить на множество типов в зависимости от их конструкции и принципа работы, среди которых одношнековые и двухшнековые экструдеры являются двумя распространенными типами.

Одношнековый экструдер

Структура и принцип работы:

Одношнековый экструдер состоит из шнека, вращающегося в стволе. Вращение шнека проталкивает сырье к выходу из экструдера, где оно нагревается и расплавляется, образуя в итоге продукт нужной формы.

Область применения:

Одношнековые экструдеры подходят для переработки некоторых относительно простых материалов, таких как обычные пластиковые гранулы. Они широко используются в производстве труб, пленок, проволоки и т.д.

Двухшнековый экструдер

Преимущества и сценарии применения:

Двухшнековый экструдер имеет два шнека, которые работают вместе или вращаются противоположно друг другу. По сравнению с одношнековыми экструдерами, двухшнековые экструдеры имеют более высокую эффективность экструзии и более широкую сферу применения. Они обеспечивают более равномерное смешивание и переработку различных материалов, в том числе сложных смесей. Поэтому двухшнековые экструдеры широко используются в производстве резины, пластиковых сплавов, пищевых продуктов, медицинского оборудования и других отраслях промышленности.

Сравните преимущества и недостатки одношнековых экструдеров:

По сравнению с одношнековыми экструдерами, двухшнековые экструдеры обладают лучшим эффектом смешивания и более высокой производительностью. Однако конструкция двухшнекового экструдера сложна, а его обслуживание и эксплуатация могут быть достаточно громоздкими. При выборе типа экструдера приходится искать компромисс, исходя из конкретных производственных потребностей и характеристик материала.

Как настроить экструдер?

Производительность и эффективность экструдера зависят от множества ключевых параметров. Правильная настройка параметров - залог стабильного процесса экструзии и отличного качества продукции.

Контроль температуры:

Влияние температуры экструзии: Температура напрямую влияет на плавление и текучесть сырья, что оказывает важное влияние на характеристики и внешний вид конечного продукта.

Как настроить: Для разных типов сырья и продуктов может потребоваться разная температура экструзии. Как правило, экструдеры имеют несколько зон нагрева, где температура может устанавливаться индивидуально для обеспечения правильного плавления и формования.

Контроль давления и расхода:

Важность давления: Давление напрямую влияет на скорость экструзии и форму сырья, а также оказывает непосредственное влияние на размер и внешний вид продукта.

Оптимизация скорости потока: Оптимизация скорости потока позволяет повысить эффективность производства и обеспечить равномерную экструзию.

Скорость вращения винта

Влияет на скорость экструзии и эффект смешивания: Скорость вращения шнека напрямую влияет на скорость экструзии и эффект смешивания, и должна быть отрегулирована в соответствии с характеристиками сырья и требованиями к продукту.

Метод настройки: Регулируйте скорость вращения шнека путем настройки скорости вращения двигателя.

Система охлаждения:

Контроль скорости охлаждения: Скорость охлаждения напрямую влияет на размер и внешний вид продукта. Слишком быстрое или слишком медленное охлаждение может привести к проблемам.

Метод настройки: Отрегулируйте расход и температуру воды в системе охлаждения, чтобы обеспечить надлежащую скорость охлаждения.

Конструкция и настройка штампа:

Влияет на форму изделия: Конструкция и регулировка головки фильеры напрямую определяет форму экструдируемого материала и должна быть точно отрегулирована в соответствии с требованиями к конструкции изделия.

Метод настройки: Контролируйте форму продукта, регулируя отверстие и форму штампа.

Скорость работы машины:

Эффективность производства: Рабочая скорость напрямую связана с эффективностью производства экструдера и должна быть разумно настроена в соответствии с техническими характеристиками продукта и требованиями к качеству.

Давление в стволе:

Влияет на плавление сырья: Настройка давления в цилиндре напрямую связана с процессом плавления сырья в цилиндре и должна быть отрегулирована в соответствии с температурой плавления и текучестью сырья.

Правильная настройка этих ключевых параметров позволяет повысить эффективность производства экструдера и обеспечить стабильное качество продукции. При настройке параметров необходимо внимательно следить за рабочим состоянием экструдера и своевременно вносить изменения в соответствии с фактической ситуацией, чтобы удовлетворить требования к обработке различных материалов и продуктов.

Как выбрать параметры шнека для разных видов сырья?

ПК

Функции:

Аморфный пластик, без явной температуры плавления, температура стеклования 140°~150°C, температура плавления 215°C~225°C, температура формования 250°C~320°C.

Обладает высокой вязкостью и чувствителен к температуре. Обладает хорошей термической стабильностью в диапазоне обычных температур обработки. Он практически не разлагается при длительном нахождении при температуре 300°C. Он начинает разлагаться, когда температура превышает 340°C. Вязкость в меньшей степени зависит от скорости сдвига.

Высокая впитываемость.

Выбор параметров винта:

• L/D обладает такими характеристиками, как хорошая термическая стабильность и высокая вязкость. Чтобы улучшить эффект пластификации, необходимо выбрать как можно большее соотношение сторон. Из-за широкого диапазона температур плавления используется прогрессивный винт. L1=30% от общей длины, L2=46% от общей длины.
• Коэффициент сжатия ε должен быть адаптирован к скорости плавления по градиенту A, но скорость плавления в настоящее время не может быть рассчитана. В соответствии с характеристиками обработки ПК при плавлении от 225°C до 320°C, значение градиента A может быть относительно средним. При верхнем значении, когда L2 больше, обычный постепенный винт ε=2~3.
• Другие параметры, такие как e, s, φ и зазор со стволом, могут быть такими же, как и у обычных винтов.

ПММА

Функции:

• Температура стеклования составляет 105°C, температура плавления - более 160°C, температура разложения - 270°C, а диапазон температур формования очень широк.
• Высокая вязкость, плохая текучесть и хорошая термостабильность.
• Сильное водопоглощение.

Выбор параметров винта:

• Для L/D выбирается постепенный шнек с соотношением сторон 20-22. В зависимости от требований к точности формовки изделия, обычно L1=40% и L2=40%.
• Коэффициент сжатия ε обычно выбирается в диапазоне от 2,3 до 2,6.
• Учитывая его определенную гидрофильность, на переднем конце шнека используется кольцевая структура смешивания.
• Остальные параметры, как правило, могут быть рассчитаны в соответствии с универсальным винтом, а зазор с бочкой не должен быть слишком маленьким.

PA

Функции:

• Существует множество типов кристаллических пластмасс, разные типы имеют разные температуры плавления, и диапазон температур плавления узкий. Температура плавления широко используемого PA66 составляет 260°C ~ 265°C.
• Низкая вязкость, хорошая текучесть, относительно очевидная температура плавления и плохая термическая стабильность.

Выбор параметров винта:

• L/D выбирает винт-мутант с соотношением сторон от 18 до 20.
• Степень сжатия обычно выбирается от 3 до 3,5, среди которых h3=0,07-0,08D для предотвращения перегрева разложения.
• Из-за низкой вязкости материала зазор между обратным кольцом и стволом должен быть как можно меньше, около 0,05, а зазор между шнеком и стволом - около 0,08. При необходимости, в зависимости от материала, передняя часть может быть оснащена обратным кольцом, а сопло должно быть самоблокирующимся.
• Другие параметры могут быть разработаны в соответствии с общим винтом.

ПЭТ

Функции:

• Температура плавления составляет 250℃~260℃, а температура формования выдувного ПЭТ более широкая, около 255℃~290℃.
• ПЭТ для выдувного формования обладает высокой вязкостью, температура оказывает большое влияние на вязкость и имеет плохую термостабильность.

Выбор параметров винта

• L/D обычно принимается равным 20, трехсекционное распределение L1=50%-55%, L2=20%.
• Используйте шнек с низким сдвигом и низкой степенью сжатия. Коэффициент сжатия ε обычно составляет от 1,8 до 2. В то же время сдвиг и перегрев приводят к обесцвечиванию или помутнению h3=0,09D.
• На переднем конце шнека нет смесительного кольца, что предотвращает перегрев и накопление материала.

ПВХ

Функции:

• Он не имеет очевидной точки плавления, становится мягким при 60℃, становится вязкоупругим при 100℃~150℃, плавится при 140℃ и разлагается одновременно, быстро разлагается при 170℃, точка размягчения близка к точке разложения, и он разлагается и выделяет газ HCl.
• Термическая стабильность плохая, температура и время приводят к разложению, текучесть плохая.

Выбор параметров винта:

• Температурный контроль очень строгий, а конструкция шнека должна быть как можно ниже, чтобы предотвратить перегрев.
• Винт и ствол должны быть защищены от коррозии.
• Процесс литья под давлением должен строго контролироваться.
• В общем случае параметры шнека составляют L/D=16~20, h3=0,07D, ε=1,6~2, L1=40%, L2=40%.
• Чтобы предотвратить накопление материала, обратное кольцо отсутствует, а конусность головки составляет 20°~30°, что больше подходит для мягкой резины. Если требования к продукту выше, можно использовать отдельный шнек без дозирующей секции. Этот вид шнека подходит для твердого ПВХ. Он более подходящий, и для того, чтобы сотрудничать с контролем температуры, охлаждающая вода или масляные отверстия добавляются внутри шнека в секции подачи, а холодная вода или масляный бак добавляются снаружи ствола. Точность контроля температуры составляет около ±2 ℃.