Technoleg Allwthiadau Aml -blastigau
Mae maes allwthiadau aml -blastig wedi esblygu'n sylweddol dros y degawdau diwethaf, wedi'i yrru gan y galw cynyddol am alluoedd prosesu polymer cymhleth ac ansawdd cynnyrch gwell. Mae extruders sgriw Twin -, yn enwedig cownter - cylchdroi a chyd -gyfluniadau cylchdroi CO -, wedi dod yn offer sylfaenol mewn gweithrediadau prosesu polymer modern.
Mae'r peiriannau soffistigedig hyn yn galluogi rheolaeth fanwl gywir dros lif deunydd, cymysgu effeithlonrwydd a rheolaeth thermol, gan eu gwneud yn anhepgor ar gyfer prosesu ystod eang o ddeunyddiau thermoplastig.
Cownter - cylchdroi gefell - Strwythur geometrig sgriw
1.4.1.1 Geometreg sylfaenol cownter - cylchdroi gefell - sgriwiau
Mewn cownter - gan gylchdroi Twin - Systemau sgriw, mae'r berthynas cynnig rhwng y ddwy sgriw yn debyg i bâr o gerau rhwyllog yn rholio yn erbyn ei gilydd. O dan amodau cynnal trosglwyddiad sgriw cyson a chydfuddiannol hunan - sychu, gall cownter - cylchdroi gefell rhyng -beintio - proffiliau edau sgriw gael amrywiadau dirifedi, gan ddarparu mwy o hyblygrwydd dylunio ar gyfer cymwysiadau allwthiadau aml -blastig.
O'r Persbectif Egwyddor Meshing, waeth beth yw'r groes - Siâp edau adrannol, gallant rwyllo heb ymyrraeth.
Yn wahanol i CO - cylchdroi scriwiau gefell -, cownter - Nid yw dyluniadau cylchdroi wedi'u cyfyngu gan gyfyngiadau pellter canol. Mae hyn yn golygu, ar gyfer pellter canol sefydlog, y gellir dewis hediad Hedfan -, hediad dwbl -, neu driphlyg - edafedd hedfan.
Ar ben hynny, gall dyfnder y sianel fod yn gymharol fawr, yn nodweddiadol yn amrywio o 15% i 21% o ddiamedr allanol y sgriw, gan arwain at gapasiti cyfleu uwch yn gyfatebol. Mewn cownter - gan gylchdroi sgriwiau gefell -, mae'r cyfarwyddiadau edau gyferbyn, gyda hediadau sgriw y ddwy sgriw wedi'u hymgorffori ac yn gyfochrog â'i gilydd yn y parth rhwyllog, fel y dangosir yn Ffigur 1-54.
Mae'r strwythur geometrig yn creu sawl cliriad beirniadol sy'n effeithio'n sylweddol ar brosesu allwthiadau aml -blastig:
Clirio rheiddiol (δ₃)
Mae'r cliriad hwn yn bodoli rhwng criben un edefyn sgriw a gwraidd y sianel sgriw arall, yn debyg i'r bwlch rhwng rholiau calender, ac felly fe'i gelwir hefyd yn fwlch calendering.
Mae'r cliriad hwn yn chwarae rhan hanfodol wrth bennu gallu cynhyrchu pwysau ac effeithlonrwydd cymysgu'r system.
Cliriad ochrol (δ₂)
O fewn yr awyren a ffurfiwyd gan y ddwy echel sgriw, mae hyn yn cynrychioli'r cliriad rhwng ochrau hedfan y ddwy sgriw.
Mae'r cliriad hwn yn hanfodol ar gyfer atal ymyrraeth fecanyddol wrth gynnal cyfnewid deunydd effeithiol rhwng y sgriwiau.
Clirio Tetrahedrol (δ₁)
Pan nad yw'r ystlysau hedfan yn berpendicwlar i waelod y sianel, mae clirio oddeutu tetrahedrol yn ffurfio rhwng ochrau hedfan y ddwy sgriw.
Ar gyfer edafedd hirsgwar, dim ond clirio ochrol sy'n bodoli heb gliriad tetrahedrol pan fydd y ddwy sgriw yn rhwyllio gyda'i gilydd.
Cyfeirnod Technegol
Hafaliadau allweddol
R² + ρ² - 2 rρcos (π/2 + θ)=a²
Cais Theorem Cosine ar gyfer Cyfrifo Pwynt Rhwyllog (Hafaliad 1-25)
ρ=√ (a² - r²cos²θ) - rsinθ
Cyfrifiad radiws pegynol ar gyfer 0 yn llai na neu'n hafal i θ llai na neu'n hafal i π/2 (Hafaliad 1-26)
A=2 rcos (π/4)
Pellter canol ar gyfer ongl crib sero (Hafaliad 1-27)
A=2 rcos (π /4 - /2)
Pellter canol gyda non - ongl crib sero (Hafaliad 1-28)
A=2 rcos (π /(2n) - /2)
Hafaliad Pellter Canolfan Gyffredinol (Hafaliad 1-29)
Geirfa'r Telerau
Clirio rheiddiol (δ₃)
Clirio rhwng criben un edefyn sgriw a gwraidd y sianel sgriw arall.
Cliriad ochrol (δ₂)
Clirio rhwng ochrau hedfan y ddwy sgriw o fewn yr awyren a ffurfiwyd gan eu bwyeill.
Clirio Tetrahedrol (δ₁)
Ffurfiwyd oddeutu cliriad tetrahedrol rhwng ochrau hedfan pan nad ydynt yn berpendicwlar i waelod y sianel.
Crest Ongl ()
Ongl ganolog sy'n cyfateb i arc crib edau (S₁S₂).
Gwreiddiau
Ongl ganolog sy'n cyfateb i'r arc gwraidd edau (s₃s₄), lle mae=yn co - yn systemau cylchdroi.
Hunan - sychu
Nodwedd lle mae sgriwiau cylchdroi yn glanhau arwynebau ei gilydd, gan atal adeiladu deunydd.
Dyluniad Modiwlaidd
Adeiladu - Dull bloc o ddylunio sgriw gan ganiatáu addasu trwy elfennau cyfnewidiol.
Sianeli llif anghymesur
Dyluniadau sgriwiau lle mae gan sgriwiau wahanol geometregau, gan wella cymysgu trwy batrymau llif cymhleth.
Devolililization
Mae'r broses o dynnu cydrannau cyfnewidiol o'r polymer yn toddi yn ystod allwthio.
Perthynas geometrig uwch yn CO - Systemau cylchdroi
"Mae geometreg CO - yn cylchdroi Twin - Mae allwthwyr sgriw yn pennu eu heffeithlonrwydd cymysgu yn sylfaenol, gyda'r parth rhyng -intermeshing yn creu ffigur - wyth patrwm llif siâp sy'n gwella bod y Geomeer Hunan}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} Er mwyn lleihau dosbarthiad amser preswylio hyd at 40% o'i gymharu â systemau sgriw sengl -, gan ei gwneud yn arbennig o addas ar gyfer prosesu gwres - polymerau sensitif a chyflawni ansawdd toddi homogenaidd mewn cyfuniadau polymer cydran aml - "
Kohlgrüber, K., "CO - Cylchdroi Twin - Allwthwyr sgriw: hanfodion, technoleg, a chymwysiadau," Carl Hanser Verlag, Munich, 2020, tt . 87-88. https:
Pan fydd y ddwy sgriw yn cylchdroi yn glocwedd ar yr un cyflymder, mae'r berthynas cynnig gymharol yn datgelu pan fydd prif echelau'r ddwy sgriw yn pwyntio tuag at groesffordd y ddwy gasgen silindrog, daw'r berthynas rhwng radiws sgriw R a phellter canol A:
A=2 rcos (π/4)
Hafaliad 1-27
Ar ben hynny, pan nad yw'r ongl crib edau yn hafal i sero, mae pellter y ganolfan yn trawsnewid i:
A=2 rcos (π /4 - /2)
Hafaliad 1-28
Gellir cyffredinoli hyn i:
A=2 rcos (π /(2n) - /2)
Hafaliad 1-29
Dadansoddiad Perthynas Geometrig
Mae'r berthynas hon yn dangos, yn hunan - sychu co - yn cylchdroi gefell - allwthwyr sgriw, mae'r pellter canol yn gysylltiedig â nifer yr hediadau ac ongl y crest. Mae mwy o hediadau yn arwain at bellteroedd canol mwy, tra bod onglau crib mwy hefyd yn cynyddu pellter y ganolfan, gan arwain at sianeli bas a llai o gyfleu cyfaint.
| Nifer yr hediadau (n) | Crest Ongl () | Pellter canol cymharol | Dyfnder sianel |
|---|---|---|---|
| 2 | 15 gradd | 1.0x | Dyfnach |
| 3 | 15 gradd | 1.2x | Nghanolig |
| 2 | 30 gradd | 1.3x | Fas |
| 3 | 30 gradd | 1.5x | Bas iawn |
Cysyniadau Dylunio Modiwlaidd mewn Systemau Sgriw gefell -
Modern Co - Cylchdroi gefell - Mae allwthwyr sgriw yn defnyddio adeiladau adeilad modiwlaidd yn aml - Dyluniadau bloc, gan alluogi addasu ar gyfer gofynion allwthiadau aml -blastig penodol. Mae nodiant cyfluniad nodweddiadol fel "36/36" yn dynodi elfen edau gyda thraw 36mm (rhif cyntaf) a hyd 36mm (ail rif), gyda'r dde - edafedd llaw oni nodir yn wahanol. Yn yr un modd, mae "45 gradd /5/48 chwith" yn dynodi pum bloc tylino chwith -, pob un wedi'i wrthbwyso gan 45 gradd, gyda chyfanswm hyd o 48mm.
Elfen edau "36/36"
Traw 36mm × 36mm hyd, dde - edau law
Bloc tylino "45 gradd /5/48 chwith"
5 elfen, gwrthbwyso 45 gradd, cyfanswm hyd 48mm, chwith - wedi'i law
Cynulliad Modiwlaidd
Cyfuniad o elfennau edau a blociau tylino
Goblygiadau ar gyfer prosesu allwthiadau aml -blastigau
Mae gan yr ystyriaethau geometrig a drafodwyd uchod oblygiadau dwys ar gyfer gweithrediadau allwthiadau aml -blastig. Mae dyfnder y sianel mewn systemau cylchdroi Modern Co - fel arfer yn cyrraedd 9% o'r diamedr allanol, gyda thechnolegau datblygedig yn cyflawni dyfnderoedd hyd at oddeutu 17% o ddiamedr allanol y sgriw. Mae'r dyfnder sianel uwch hwn yn darparu sawl mantais:
Capasiti cyfleu gwell
Mae sianeli dyfnach yn caniatáu ar gyfer cyfraddau trwybwn uwch, sy'n hanfodol ar gyfer cynhyrchu cyfaint - uchel mewn cyfleusterau allwthiadau aml -blastig.
Gwell Perfformiad Cymysgu
Mae'r parth intermeshing yn creu gweithredu cymysgu dwys trwy'r patrwm llif "Ffigur - wyth", gan sicrhau ansawdd toddi homogenaidd.
Ffenestr Prosesu Hyblyg
Mae'r hyblygrwydd geometrig yn caniatáu i broseswyr wneud y gorau o gyfluniadau sgriw ar gyfer deunyddiau a chymwysiadau penodol.
Arloesi Sianel Llif Anghymesur
Mae datblygiadau diweddar mewn efelychiad rhifiadol wedi galluogi datblygu sianeli llif anghymesur yn CO - gan gylchdroi Twin - Systemau sgriw. Mae'r dyluniadau hyn yn cynnwys sgriwiau A a B yn cylchdroi ar yr un cyflymder ond gyda gwahanol geometregau, gan beri i ddeunydd drosglwyddo trwy amrywiol fannau symud wrth gyfleu ymlaen.
Mae'r cyfluniad anghymesur hwn yn gwella galluoedd cymysgu a mentro yn sylweddol o'i gymharu â dyluniadau cymesur traddodiadol.
Wrth weithredu ar gyflymder gwahanol, gellir cyflawni dyluniadau sianel llif anghymesur hefyd. Mewn un cyfluniad, mae Sgriw B yn cylchdroi ar ddwywaith cyflymder Sgriw A, gan greu patrymau llif cymhleth sydd o fudd i gymwysiadau allwthiadau aml -blastig penodol sydd angen cymysgu dosbarthol a gwasgarol dwys.
Patrymau llif cymesur yn erbyn anghymesur
Dyluniad Cymesur
Llwybrau llif unffurf gyda dwyster cymysgu cyfyngedig
Dyluniad anghymesur
Patrymau llif cymhleth yn gwella effeithlonrwydd cymysgu
Manteision prosesu mewn systemau cydran aml -
Mae hyblygrwydd geometrig gefell - allwthwyr sgriw yn eu gwneud yn arbennig o addas ar gyfer allwthiadau aml -blastig sy'n cynnwys:
Cymysgu Polymer
Mae'r gweithredu cymysgu dwys yn sicrhau dosbarthiad unffurf cydrannau polymer lluosog, sy'n hanfodol ar gyfer cyflawni priodweddau mecanyddol cyson.
Gweithrediadau Cyfansawdd
Y gallu i ymgorffori ychwanegion, llenwyr ac atgyfnerthiadau amrywiol yn unffurf trwy'r matrics polymer.
Allwthio adweithiol
Mae amser preswylio rheoledig a dwyster cymysgu yn galluogi adweithiau cemegol wrth eu prosesu.
Devolililization
Tynnu anweddolion yn effeithlon trwy geometreg sgriw optimized a pharthau awyru.
Effeithiau clirio ar berfformiad prosesu
Mae'r cliriadau amrywiol mewn systemau sgriw Twin - yn effeithio'n sylweddol ar berfformiad prosesu mewn allwthiadau aml -blastig:
Effaith clirio rheiddiol
Mae'r cliriad hwn yn pennu'r effaith galender rhwng sgriwiau, yn dylanwadu ar gynhyrchu pwysau a chymysgu gwasgarol. Mae cliriadau llai yn cynyddu cyfraddau cneifio ond gallant achosi cynhyrchu gwres yn ormodol, tra bod cliriadau mwy yn lleihau effeithlonrwydd cymysgu ond yn gwella cyfleu sefydlogrwydd.
Buddion clirio bach:
- Cyfraddau cneifio uwch
- Gwell cymysgu gwasgaru
- Cynhyrchu pwysau gwell
Buddion clirio mawr:
- Llai o gynhyrchu gwres
- Gwell cyfleu sefydlogrwydd
- Gwisgo llai mecanyddol
Ystyriaethau clirio ochrol
Mae clirio ochrol priodol yn atal gwisgo mecanyddol wrth gynnal cyfnewid deunydd yn effeithiol. Rhaid optimeiddio'r cliriad hwn ar sail tymheredd prosesu, gludedd materol, a chyflymder sgriw i gyflawni'r perfformiad gorau posibl.
Effeithiau clirio tetrahedrol
Mewn proffiliau edau hirsgwar nad ydynt yn -, mae cliriadau tetrahedrol yn creu llwybrau llif ychwanegol a all wella cymysgu dosbarthol ond a all hefyd gynyddu llif gollyngiadau, gan effeithio ar effeithlonrwydd cyfleu cyffredinol.
Rheoli Tymheredd yn Twin - Prosesu Sgriw
Mae rheoli tymheredd effeithiol yn hanfodol ar gyfer gweithrediadau allwthiadau aml -blastig llwyddiannus. Mae'r dyluniad geometrig yn dylanwadu'n uniongyrchol ar gynhyrchu ac afradu gwres:
Afradu gludiog
Mae cyfraddau cneifio yn y cliriadau yn cynhyrchu gwres y mae'n rhaid eu rheoli trwy oeri casgen yn iawn a dylunio sgriw.
Effeithlonrwydd trosglwyddo gwres
Mae'r arwynebedd mawr - i - Cymhareb Cyfrol yn Twin - Systemau sgriw yn gwella trosglwyddiad gwres o'i gymharu â dyluniadau sgriw sengl -.
Unffurfiaeth tymheredd
Mae'r gweithredu cymysgu dwys yn hyrwyddo homogenedd tymheredd trwy gydol y toddi, yn hanfodol ar gyfer ansawdd cynnyrch cyson.
Graddfa - i fyny ystyriaethau
Wrth raddio gefell - allwthwyr sgriw ar gyfer cymwysiadau allwthiadau aml -blastig diwydiannol, rhaid cymhwyso egwyddorion tebygrwydd geometrig yn ofalus:
Graddio geometrig
Mae cynnal cymarebau dimensiwn yn sicrhau patrymau llif tebyg ar draws gwahanol feintiau peiriannau. Rhaid i gliriadau beirniadol raddfa'n gyfrannol i gynnal nodweddion prosesu.
Tebygrwydd deinamig
Addasu paramedrau gweithredu i gynnal cyfraddau cneifio tebyg ac amseroedd preswylio. Rhaid graddio cyflymder a thrwybwn yn briodol i gadw dwyster cymysgu.
Graddio thermol
Gwneud iawn am wahanol arwyneb - i gymarebau cyfaint - i gynnal amodau prosesu thermol. Yn aml mae angen systemau oeri gwell ar beiriannau mwy.
Twin - Esblygiad Technoleg Allwthio Sgriw
1980s
Cyflwyno Modular CO - Cylchdroi gefell - Dyluniadau sgriw gyda gwell galluoedd cymysgu ar gyfer prosesu polymer.
1990s
Datblygu Hunan - Technoleg sychu a gwell systemau rheoli prosesau.
2000s
Integreiddio modelu cyfrifiadol ar gyfer optimeiddio dylunio sgriwiau ac efelychiadau CFD o batrymau llif.
2010s
Dyluniadau sgriw anghymesur a diwydiant 4.0 Integreiddio â monitro amser - go iawn.
2020au a thu hwnt
AI - Optimeiddio dylunio wedi'i yrru, arloesiadau prosesu cynaliadwy, a galluoedd prosesu deunyddiau uwch.