La vis de l'extrudeuse est un composant central de l'équipement de moulage par extrusion plastique, assumant des tâches clés telles que le transport, la fusion, la plastification et l'homogénéisation des matériaux. La rationalité de sa conception a un impact direct sur la qualité de l'extrusion, l'efficacité de la production et le niveau de consommation d'énergie. Cet article présente une analyse de la structure, du principe de fonctionnement, de l'optimisation de la conception et de la maintenance des vis.

I. structure de base et classification des vis

Les vis d'extrudeuse sont généralement fabriquées parSection d'alimentation, Section de compression (Section de fusion), Section de dosage (Section d'homogénéisation)Composé de trois parties, les paragraphes fonctionnent comme suit:

1. Zone d'alimentation (Feed zone)
   • fonction: transport de matières solides, telles que des granulés ou des poudres, de la trémie à la Section de compression.
   • Caractéristiques de conception: la profondeur de la rainure de vis est grande (généralement 15% ~ 20% du diamètre de la vis) pour contenir plus de matériaux; La largeur de l'arête est étroite, ce qui réduit la résistance au frottement avec le matériau.
   • Applications typiques: transport initial de thermoplastiques tels que PE, PP, etc.
2. Zone de compression (compression zone)
   • fonction: compression, cisaillement et fusion de la matière en évacuant les matières volatiles (telles que l'humidité ou les additifs) à travers la profondeur de la rainure de vis qui devient progressivement plus faible.
   • Caractéristiques de conception: la profondeur de la rainure est linéaire ou non linéaire décroissante, le taux de compression (rapport du volume de la rainure de la Section d'alimentation au volume de la rainure de la Section de dosage) est généralement de 2: 1 ~ 5: 1.
   • Paramètres clés: l'angle de compression (taux de variation de la profondeur de la rainure de vis) affecte l'efficacité de fusion, l'assemblage excessif entraîne une décomposition surchauffée du matériau, une plastification insuffisante.
3. Zone de mesure (Metering zone)
   • fonction: le matériel fondu est uniformément livré à la tête de la machine, établissant une pression et un débit stables.
   • Caractéristiques de conception: la profondeur de la rainure de vis est constante et peu profonde (généralement 5% ~ 10% du diamètre de la vis), la largeur de l'arête de vis est augmentée pour améliorer le taux de cisaillement.
   • Optimisation de la direction: améliore l'homogénéisation en augmentant la longueur de la vis ou en adoptant une vis de type barrière (Barrier Screw).

Type de visPour:

• Vis conventionnelle: convient à la plupart des procédés de traitement des plastiques à usage général (p. ex. PVC, PE).
• Vis de type séparé: placer le filetage secondaire dans la Section de dosage, séparer le matériau fondu du matériau non fondu, améliorer la qualité de plastification (couramment utilisé dans les plastiques techniques tels que PA, PC).
• Vis d'échappement: la Section d'échappement est réglée après la Section de compression pour le traitement de matériaux contenant des matières volatiles (par exemple, matières recyclées).
• Vis à double ordre: Combinez les avantages des vis simples et doubles pour les matériaux à remplissage élevé ou à viscosité élevée (tels que les composites Bois - plastique).

II. Principe de fonctionnement de la vis

Le processus d'extrusion peut être divisé en trois étapes:

1. Phase de transport des solides
   • Le matériau est entraîné en rotation par la vis dans la Section d'alimentation, se déplaçant vers l'avant le long de la rainure de la vis, formant un « bouchon solide».
   • L'efficacité de transport est influencée par la vitesse de rotation de la vis, la profondeur de la rainure de la vis et le coefficient de frottement du matériau avec le cylindre de la machine.
2. Phase de fusion
   • Le matériau est soumis à la double action du chauffage du cylindre et du cisaillement de la vis dans la Section de compression, passant progressivement de l'état solide à l'état fondu.
   • La vitesse de fusion dépend des paramètres géométriques de la vis (par exemple, le taux de compression) et des conditions du processus (par exemple, la température, la vitesse de rotation).
3. Phase de transport de la masse fondue
   • La masse fondue est uniformément transportée à la tête de la machine dans la Section de dosage, moulée à la forme de la section désirée par moulage à la bouche.
   • La pression de refoulement est régulée conjointement par la vitesse de rotation de la vis, la résistance du nez et la soupape de contre - pression.

Iii. Points clés de conception de vis

1. Rapport longueur / diamètre (L / d)
   • Définition: le rapport de la longueur effective de la vis au diamètre, généralement 20: 1 ~ 36: 1.
   • Impact: plus le rapport longueur / diamètre est grand, plus le temps de plastification est long, plus l'homogénéisation est efficace, mais la consommation d'énergie et les coûts augmentent.
   • Recommandations de type:
     • Plastique universel (par exemple PE, pp): L / D = 20: 1 ~ 25: 1
     • Plastiques techniques (par exemple PA, POM): L / D = 25: 1 ~ 30: 1
     • Matériau de remplissage élevé (par exemple, plastique calcique): L / D ≥ 30: 1
2. Taux de compression
   • Définition: le rapport entre le volume de la rainure de la Section d'alimentation et le volume de la rainure de la Section de dosage, reflétant le degré de compression du matériau.
   • Effet: un taux de compression trop élevé peut entraîner une décomposition surchauffée du matériau, une plastification trop petite est insuffisante.
   • Valeurs typiques:
     • Plastique sensible à la chaleur (comme le PVC): taux de compression = 1,5: 1 ~ 2: 1
     • Plastique de type cristallin (par exemple PE, pp): taux de compression = 2,5: 1 ~ 3,5: 1
3. Vitesse de rotation de la vis
   • Gamme: habituellement 30 ~ 120rpm, vis à grande vitesse peut atteindre plus de 300RPM.
   • Orientation optimisée:
     • L'augmentation de la vitesse de rotation augmente la production, mais nécessite une augmentation synchrone de l'efficacité du refroidissement (par exemple, avec des cartouches refroidies à l'air ou à l'eau).
     • Évitez la surchauffe du cisaillement du matériau due à une vitesse de rotation trop élevée (par exemple, une vitesse de rotation inférieure à 60 tr / min est requise pour le traitement du PVC).
4. Choix des matériaux
   • Corps de visPour:
     • Matériau conventionnel: 38crmoala (dureté ≥ 900hv après traitement de nitruration, excellente résistance à l'usure et à l'abrasion).
     • Matériau: vis bimétallique (matrice 42CrMo, alliage Stellite soudé par empilage, augmentation de la durée de vie de 3 à 5 fois).
   • Doublure de cylindre de machinePour:
     • Matériau conventionnel: acier 45 \ (traitement chromé, rugosité de surface ra ≤ 0,4 μm).
     • Matériau résistant à l'usure: revêtement de carbure de tungstène à base de nickel (épaisseur 0,2 ~ 0,5 mm, approprié pour le traitement des plastiques renforcés de fibre de verre).

Iv. Scénarios d'application de vis

1. Extrusion de tubes
   • Exigences: rendement élevé, faible fluctuation de la température de fusion.
   • Programme d'optimisation: adopter le type de barrière vis + goujon cylindre de la machine, améliorer l'uniformité de plastification.
2. Extrusion de film
   • Exigences: Force de fusion élevée, faible teneur en gel.
   • Protocole d'optimisation: augmenter la longueur de la Section de dosage (L / D ≥ 30: 1) pour une utilisation avec un mélangeur statique.
3. Extrusion de profilés
   • Exigences: faible contrainte résiduelle, stabilité dimensionnelle élevée.
   • Schéma d'optimisation: avec une vis à faible taux de compression (1,8: 1 ~ 2,2: 1), réduire la chaleur de cisaillement.
4. Traitement des matériaux recyclés
   • Exigences: haute résistance à l'usure, forte capacité d'échappement.
   • Schéma d'optimisation: conception à double ordre vis + Section d'échappement, finition chromée dure sur la surface de la vis.

V. maintenance et optimisation des vis

1. Maintenance quotidienne
   • Nettoyez régulièrement la surface de la vis du matériau résiduel (en particulier, rincez - la avec un nettoyant en Polyoléfine avant l'arrêt).
   • Vérifiez l'écart entre la vis et le cylindre de la machine (l'écart standard est de 0,1 ~ 0,3 mm, il doit être ajusté ou remplacé après usure).
   • Surveiller le courant du moteur principal, une élévation anormale peut signaler l'usure de la vis ou l'entrée d'un corps étranger dans le cylindre de la machine.
2. Diagnostic de panne
   • Baisse de la production: vérifiez que la Section d'alimentation n'est pas bouchée ou que l'usure de la vis entraîne une réduction de l'efficacité du transport.
   • Défauts de surface du produit: comme la tache focale, les bulles d'air, il peut y avoir un cisaillement trop chaud de la Section de mesure ou une mauvaise évacuation.
   • Bruit anormal: la vis frotte contre le cylindre de la machine ou le roulement est endommagé, nécessite un arrêt immédiat et une révision.
3. Mise à niveau Direction de la rénovation
   • Rénovation éconergétique: avec la technologie de régulation de vitesse à fréquence variable, Ajustez dynamiquement la vitesse de rotation de la vis en fonction de la charge.
   • Mise à niveau intelligente: température de chargement, capteur de pression pour réaliser le contrôle en boucle fermée du processus d'extrusion.
   • Conception modulaire: développement d'éléments de vis rapidement remplaçables, adaptés aux besoins de production multi - variétés.