Vijak ekstruderja

Polž je srce ekstruderja in ključni sestavni del ekstruderja. Zmogljivost polža določa produktivnost, kakovost plastificiranja, disperzijo polnil, temperaturo taline, porabo energije itd. Ekstruderja. Je najpomembnejša komponenta ekstruderja, ki lahko neposredno vpliva na obseg uporabe in učinkovitost proizvodnje ekstruderja. Vrtenje vijaka izvaja izjemen pritisk na plastiko, tako da se plastika lahko premika, pritiska in pridobi nekaj toplote zaradi trenja v cevi. Plastika se med gibanjem v cevi meša in plastificira. Ko se viskozna talina iztisne in teče skozi matrico, dobi želeno obliko in se oblikuje. Tako kot cev je tudi vijak izdelan iz zlitin visoke trdnosti, odpornih na vročino in korozijo.
Ker obstaja veliko vrst plastike, so tudi njihove lastnosti različne. Zato so v dejanskem delovanju za prilagoditev različnim potrebam po predelavi plastike potrebne različne vrste vijakov, različne pa so tudi strukture. Tako, da je mogoče plastiko transportirati, ekstrudirati, mešati in plastificirati z največjo učinkovitostjo.
Osnovni parametri, ki predstavljajo značilnosti vijaka, so: premer, razmerje stranic, kompresijsko razmerje, korak, globina utora, kot vijačnice, zračnost med vijakom in cevjo itd.
Najpogostejši premer vijaka D je približno 45 ~ 150 mm. Z večanjem premera polža se ustrezno poveča tudi zmogljivost obdelave ekstruderja, produktivnost ekstruderja pa je sorazmerna s kvadratom premera polža D. Razmerje med efektivno dolžino delovnega dela polža in premerom ( skrajšano kot razmerje stranic, izraženo kot L/D) je običajno 18~25. Velik L/D lahko izboljša porazdelitev temperature materiala, olajša mešanje in plastifikacijo plastike ter zmanjša puščanje in povratni tok. Izboljšajte proizvodno zmogljivost ekstruderja. Vijak z velikim L/D ima močno prilagodljivost in se lahko uporablja za iztiskanje različnih plastičnih mas; ko pa je L/D prevelik, se bo plastika segrevala dlje časa in razpadala. Hkrati se bo zaradi povečanja teže vijaka prosti konec upognil in povesil, kar lahko povzroči praske med cevjo in vijakom ter oteži izdelavo in obdelavo; povečajte porabo energije ekstruderja. Prekratek vijak bo verjetno povzročil slabo plastifikacijo mešanja.
Polovica razlike med notranjim premerom cevi in ​​premerom polža se imenuje vrzel δ, ki lahko vpliva na proizvodno zmogljivost ekstruderja. Ko se δ poveča, se produktivnost zmanjša. Običajno je primerno nadzorovati δ pri približno {{0}}.1 do 0,6 mm. Ko je δ majhen, je strižni učinek na material velik, kar vodi do plastifikacije. Če pa je δ premajhen, bo močan strižni učinek verjetno povzročil termomehansko degradacijo materiala in vijak bo verjetno držal ali drgnil ob steno cevi. Poleg tega, ko je δ premajhen, skoraj ni puščanja in povratnega toka materiala, kar do določene mere vpliva na mešanje taline.
Kot vijačnice Φ je kot med navojem in presekom vijaka. Ko se Φ poveča, se proizvodna zmogljivost ekstruderja poveča, vendar se strižni učinek in sila iztiskanja na plastiko zmanjšata. Običajno je kot vijačnice med 10 in 30 stopinjami in se spreminja vzdolž smeri dolžine vijaka. Pogosto se uporablja ekvidistančni vijak, korak pa je enak premeru. Vrednost Φ je približno 17 stopinj 41′
Večje kot je kompresijsko razmerje, večje je razmerje iztiskanja, ki ga prejme plastika. Ko je utor vijaka plitek, lahko povzroči večjo strižno stopnjo na plastiki, kar je koristno za prenos toplote med steno cevi in ​​materialom. Večja kot je učinkovitost mešanja materiala in plastificiranja, nižja je produktivnost. Nasprotno, ko je utor vijaka globok, je situacija ravno nasprotna. Zato so vijaki z globokim vijačnim utorom primerni za toplotno občutljive materiale (kot je polivinilklorid); medtem ko so vijaki s plitvimi vijačnimi utori primerni za plastiko z nizko viskoznostjo taline in visoko toplotno stabilnostjo (kot je poliamid).
1. Segmentacija vijaka
Ko se material premika naprej vzdolž vijaka, doživlja spremembe v temperaturi, tlaku, viskoznosti itd. Ta sprememba je drugačna znotraj celotne dolžine vijaka. Glede na značilnosti sprememb materiala lahko vijak razdelimo na odsek za dovajanje (dovajanje), odsek za stiskanje in odsek za homogenizacijo.
①, plastika in tri stanja plastike
Plastične mase delimo na dve kategoriji: termoreaktivne in termoplastične. Ko je termoreaktivna plastika oblikovana in strjena, je ni več mogoče segrevati in taliti. Vendar pa je izdelke, ki jih tvorijo termoplasti, mogoče segreti in stopiti v druge izdelke.
S spremembo temperature se termoplastična plastika spremeni v tri stanja: steklasto stanje, visoko elastično stanje in viskozno tekoče stanje. Ker se temperatura večkrat spremeni, se tri stanja večkrat spremenijo.
a. Različne značilnosti polimernih talin v treh stanjih:
Steklasto stanje – plastika je videti kot trdna trdna snov; toplotna kinetična energija je majhna, medmolekularna sila je velika, k deformaciji pa prispeva predvsem deformacija kota vezi; deformacija se obnovi takoj po odstranitvi zunanje sile, kar spada med splošne elastične deformacije.
Visoko elastično stanje - plastika je videti kot gumi podobna snov; k deformaciji prispeva raztezanje makromolekularne konformacije, ki jo povzroči orientacija segmentov verige, vrednost deformacije pa je velika; deformacija se lahko povrne po odstranitvi zunanje sile, vendar je odvisna od časa, kar spada med visoko elastične deformacije.
Stanje viskoznega toka - plastika je videti kot visoko viskozna talina; toplotna energija dodatno spodbuja relativno drsno gibanje verižnih molekul; deformacija je ireverzibilna, kar spada med plastično deformacijo
b. Predelava plastike in tri stanja plastike:
Plastiko lahko režemo v steklastem stanju. V zelo elastičnem stanju jih je mogoče raztegniti, kot je vlečenje žice, ekstrudiranje cevi, pihanje in termooblikovanje. V stanju viskoznega toka se lahko obdeluje s premazovanjem, rotacijskim in brizganjem.
Ko je temperatura višja od stanja viskoznega toka, se plastika termično razgradi, ko pa je temperatura nižja od stanja steklastega stanja, bo plastika postala krhka. Ko je temperatura plastike višja od stanja viskoznega toka ali nižja od stanja stekla, se termoplastična plastika nagiba k poslabšanju in se resno poškoduje, zato se je treba tem dvema temperaturnima območjema izogibati pri predelavi ali uporabi plastičnih izdelkov.
②, tristopenjski vijak
Plastika obstaja v ekstruderju v treh fizikalnih stanjih - v procesu spreminjanja steklastega stanja, visokoelastičnega stanja in viskoznega tekočega stanja, vsako stanje pa ima različne zahteve za vijačno strukturo.
c. Da bi izpolnili zahteve različnih držav, je polž ekstruderja običajno razdeljen na tri dele:
Napajalni odsek L1 (znan tudi kot trdni transportni odsek)
Talilni del L2 (imenovan kompresijski del)
Oddelek za homogeniziranje L3 (imenovan odmerni odsek)
To je tisto, kar običajno imenujemo tristopenjski vijak. Postopek iztiskanja plastike v teh treh odsekih je drugačen.
Funkcija dovajalnega odseka je pošiljanje materiala, ki ga dovaja lijak, v odsek za stiskanje. Plastika med gibanjem praviloma ostane v trdnem stanju in se zaradi toplote delno stopi. Dolžina podajalnega dela se razlikuje glede na vrsto plastike in je lahko od nedaleč od lijaka do 75 % celotne dolžine vijačne skodelice.
Na splošno je ekstrudiranje kristalnih polimerov najdaljše, sledijo trdi amorfni polimeri, najkrajše pa mehki amorfni polimeri. Ker napajalni del ne proizvaja nujno stiskanja, lahko prostornina njegovega vijačnega utora ostane nespremenjena. Velikost kota vijačnice ima večji vpliv na zmogljivost podajanja tega odseka in dejansko vpliva na produktivnost ekstruderja. Običajno je vijačni kot praškastih materialov približno 30 stopinj, produktivnost pa je najvišja. Kot vijačnice blokovnih materialov mora biti približno 15 stopinj, kot vijačnice sferičnih materialov pa približno 17 stopinj.