Mae sgriw allwthiwr plastig yn rheoli llif deunydd trwy dri mecanwaith gwahanol: cludo pelenni solet ymlaen trwy gylchdroi, eu cywasgu wrth i ddyfnder y sianel leihau, a chynhyrchu pwysau sy'n gorfodi polymer tawdd trwy'r marw. Mae geometreg y sgriw-yn enwedig ei hyd-i-cymhareb diamedr, cymhareb cywasgu, a chynllun hedfan-yn pennu cyfraddau trwybwn, tymheredd toddi, a chysondeb cynnyrch yn uniongyrchol ar draws cymwysiadau allwthio.
Sut mae Cylchdro Sgriw yn Gyrru Cludiant Deunydd
Mae'r sgriw allwthiwr plastig yn gweithredu fel dyfais cludo fanwl yn hytrach na mecanwaith gwthio syml. Wrth i'r sgriw gylchdroi y tu mewn i'r gasgen wedi'i gynhesu, mae'n creu llif llusgo trwy ffrithiant rhwng wal y gasgen a'r deunydd. Mae'r grym llusgo hwn yn cyfrif am 60-80% o gyfanswm trafnidiaeth ddeunydd yn y rhan fwyaf o systemau.
Mae'r hediadau helical yn lapio o amgylch y sgriw ar ongl benodol, fel arfer rhwng 17 ac 20 gradd o berpendicwlar. Mae'r ongl helics hon yn rhannu'r mudiant cylchdro yn ddwy gydran: un sy'n symud deunydd ymlaen ac un arall sy'n creu gweithred gymysgu ar draws lled y sianel. Mae sgriwiau traw sgwâr, lle mae'r pellter rhwng hediadau yn hafal i ddiamedr y sgriw, yn cynrychioli'r ffurfweddiad mwyaf cyffredin ar gyfer allwthio pwrpas cyffredinol.
Mae cyflymder deunydd yn amrywio'n ddramatig ar draws yr adran draws-sianel. Mae pelenni neu doddi ger wal y gasgen yn teithio gyflymaf, tra bod y rhai sy'n cyffwrdd â gwraidd y sgriw yn symud yn arafaf. Mae'r graddiant cyflymder hwn yn cynhyrchu grymoedd cneifio sy'n cyfrannu'n sylweddol at wresogi-yn aml yn fwy nag y mae'r gwresogyddion casgen allanol yn ei ddarparu.
Mae'r cliriad hedfan rhwng blaen y sgriw allwthiwr plastig a wal y gasgen yn aros yn hynod o dynn, fel arfer 0.1-0.2% o ddiamedr y gasgen. Ar allwthiwr 100mm, mae hynny'n cyfateb i ddim ond 0.1-0.2mm o fwlch. Mae'r cliriad lleiaf hwn yn atal ôl-lifiad ond yn caniatáu digon o le ar gyfer ehangu thermol y ddwy gydran yn ystod gweithrediad.
Tri Parth Swyddogaethol Siâp Ymddygiad Deunydd
Mae pob sgriw allwthiwr plastig safonol yn rhannu'n dri pharth sy'n trawsnewid pelenni solet yn raddol yn doddi dan bwysau. Mae'r parth porthiant yn meddiannu'r 15- 30% cyntaf o hyd y sgriw ac yn cynnal dyfnder cyson, dwfn sianel - fel arfer 10-15% o ddiamedr y sgriw. Yma, rhaid i belenni gadw at wal y gasgen wrth lithro ar wyneb y sgriw i symud ymlaen yn effeithlon.
Mae'r parth cywasgu yn dilyn, gan ymestyn ar draws 30-50% o'r cyfanswm hyd. Mae dyfnder y sianel yn gostwng yn raddol o ddyfnder porthiant i ddyfnder mesuryddion terfynol, gan greu'r gymhareb cywasgu. Mae cymhareb 3:1 yn golygu bod sianeli porthiant deirgwaith yn ddyfnach na sianeli mesurydd. Mae'r gostyngiad cynyddol hwn mewn cyfaint yn gorfodi aer allan o rhwng pelenni, yn cywasgu'r deunydd, ac yn cychwyn toddi trwy fwy o ffrithiant a phwysau.
Mae'r rhan fwyaf o doddi mewn gwirionedd yn digwydd yn y parth cywasgu, nid yn unffurf trwy gydol y màs deunydd. Mae ffilm denau o bolymer yn erbyn wal y gasgen boeth yn toddi yn gyntaf, yna'n cael ei grafu i ffwrdd gan yr ehediad sy'n symud ymlaen a'i gymysgu'n ôl i'r gwely solet. Mae'r cylch hwn yn ailadrodd filoedd o weithiau wrth i ddeunydd symud ymlaen, gan drawsnewid y màs cyfan yn raddol o solid i hylif.
Mae'r parth mesuryddion yn cynnwys yr 20-30% terfynol ac yn cynnal dyfnder bas, cyson. Ei swydd yw cynhyrchu pwysau a sefydlogi llif. Mae'r geometreg unffurf yn creu cyfraddau cneifio cyson ac yn cynhyrchu toddi homogenaidd ar dymheredd a gwasgedd cyson. Mae'r parth hwn yn ei hanfod yn gweithredu fel pwmp toddi manwl gywir sy'n danfon deunydd i'r marw ar gyfraddau rhagweladwy.
Cymhareb Cywasgu Balansau Gofynion Lluosog
Mae dewis y gymhareb gywasgu gywir ar gyfer eich sgriw allwthiwr plastig yn golygu cydbwyso'r gallu bwydo yn erbyn perfformiad toddi. Mae angen cymarebau rhwng 3:1 a 4:1 ar ddeunyddiau dwysedd isel fel regrind polyethylen oherwydd bod eu dwysedd swmp yn golygu bod angen sianeli porthiant dwfn arnoch i ddal digon o ddeunydd. Mae plastigau peirianneg dwysedd uchel fel neilon yn gweithio'n effeithlon gyda chymarebau 2:1 i 2.5:1.
Mae'r gymhareb cywasgu yn effeithio ar fwy na thrin deunydd yn unig. Mae cymhareb 4:1 yn cynhyrchu tua dwywaith y gwresogi cneifio o gymhareb 2: 1 ar yr un cyflymder sgriw, gan dybio dyfnder porthiant cyson. Mae hyn yn bwysig iawn ar gyfer deunyddiau sy'n sensitif i wres sy'n diraddio os yw'r tymheredd yn uwch na ffenestri prosesu cul.
Mae ymchwil yn dangos bod allwthio LLDPE yn perfformio'n optimaidd gyda chymarebau cywasgu 2.8:1 ar gyflymder hyd at 110 RPM. Uwchben y gymhareb hon, mae darnau solet polymer yn ymddangos yn yr allwthiwr. Islaw 2.4:1, nid oes digon o bwysau yn datblygu mewn adrannau porthiant, gan newynu parthau i lawr yr afon a lleihau trwybwn.
Mae nodau prosesu gwahanol yn gofyn am ddulliau gwahanol. Gallai allwthio dalennau dargedu tymereddau toddi 50 gradd F yn is na chymwysiadau lluniadu ffibr, hyd yn oed gan ddefnyddio resin union yr un fath. Rhaid i'r gymhareb gywasgu gyfrif am y gwahaniaethau hyn ochr yn ochr â geometreg gronynnau, dwysedd swmp, a chyfernodau ffrithiant rhwng arwynebau deunydd a metel.
Hyd{0}}i-Cymhareb Diamedr yn Dylanwadu ar Amser Preswylio
Mae'r gymhareb L/D yn diffinio'n sylfaenol pa mor hir y mae deunydd yn aros yn yr allwthiwr a pha mor drylwyr y caiff ei brosesu. Mae cymarebau safonol yn clwstwr o gwmpas 24:1 ar gyfer cymwysiadau cyffredinol, ond mae allwthio ffilm yn aml yn defnyddio sgriwiau 30:1 i sicrhau toddi cyflawn a chymysgu uwch. Mae systemau awyru sy'n gofyn am ddadnwyo yn ymestyn y tu hwnt i 32:1 i gynnwys adrannau prosesu ychwanegol.
Mae sgriwiau allwthiwr plastig hirach yn darparu mwy o arwynebedd ar gyfer trosglwyddo gwres a mwy o deithiau hedfan ar gyfer gwaith mecanyddol. Mae hyn yn cynyddu cynhwysedd toddi ac yn caniatáu gweithredu ar gyfraddau trwybwn uwch-ond ar gost tymheredd toddi uchel. Mae pob diamedr ychwanegol o hyd yn ychwanegu amser preswylio a hanes thermol i'r polymer.
Mae sgriwiau byrrach yn ymateb yn gyflymach i newidiadau proses ac yn defnyddio llai o ynni fesul allbwn uned. Maent yn gweithio'n dda ar gyfer deunyddiau sy'n sensitif yn thermol fel PVDC a polyamid, lle mae lleihau amlygiad gwres yn atal diraddio. Yr her yw cyflawni cymysgu a homogeneiddio digonol o fewn yr amserlen gywasgedig.
Mae'r gymhareb L/D yn rhyngweithio â diamedr sgriw wrth bennu gofynion trorym. Gall sgriw diamedr 60mm ar hyd 30:1 sy'n rhedeg ar gyflymder uchel fod yn fwy na therfynau cryfder y siafft, gan olygu bod angen dadansoddiad straen i atal methiant. Mae sgriwiau diamedr mwy yn cynhyrchu trorym anghymesur o uwch oherwydd y berthynas sgwâr rhwng diamedr ac allbwn.
Mae Screw Speed yn Creu-masnach Perfformiad Deinamig
Mae cyflymder gweithredu yn pennu trwybwn yn uniongyrchol-mae dyblu RPM fwy neu lai yn dyblu allbwn-ond mae cyfyngiadau lluosog yn cyfyngu ar gyflymder ymarferol uchaf. Mae sensitifrwydd cneifio materol yn gosod y ffin sylfaenol. Mae cyflymderau tua 50-150 RPM yn gweddu i'r mwyafrif o gymwysiadau, er bod polymerau penodol yn galw am addasiad.
Mae cyflymderau uwch yn chwyddo gwresogi cneifio yn esbonyddol. Mae'r egni sy'n cael ei wasgaru trwy raddfeydd ffrithiant gludiog gyda'r sgwâr o gyfradd cneifio, sy'n golygu bod 120 RPM yn cynhyrchu pedair gwaith yn fwy o wres ffrithiannol na 60 RPM. Gall yr hunan wresogi hwn fod yn fwy na 40 gradd yn y parth cywasgu, gan ddominyddu'r gyllideb thermol a resinau sy'n sensitif i dymheredd o bosibl.
Mae cyflymder sgriw hefyd yn effeithio ar ansawdd cymysgu trwy ddosbarthu amser preswylio. Mae cylchdroi cyflymach yn lleihau'r amser preswylio cyfartalog ond yn cynyddu'r lledaeniad rhwng y llwybrau deunydd cyflymaf ac arafaf. Mae rhai polymer yn treulio ychydig iawn o amser yn y gasgen tra bod dognau eraill yn aros yn llawer hirach, gan greu amrywiadau tymheredd ac eiddo yn y toddi terfynol.
Mae astudiaethau'n dangos bod optimeiddio dyfnder sianel yn aml yn fwy effeithiol na chynyddu cyflymder ar gyfer hybu allbwn. Gall sianeli mesuryddion dyfnach ar yr un cyflymder gynyddu trwybwn 18-36% tra'n gostwng tymereddau gollwng ar yr un pryd- ennill-ennill sy'n ad-dalu buddsoddiad mewn dyluniadau sgriwiau newydd o fewn wythnosau.
Rheoleg Materol sy'n pennu'r Geometreg Orau
Mae ymddygiad an-Newtonaidd toddi polymer yn cymhlethu dyluniad sgriw allwthiwr plastig yn sylweddol. Mae'r rhan fwyaf o blastigion yn arddangos teneuo cneifio, lle mae gludedd yn lleihau o dan gyfraddau cneifio cynyddol. Mae hyn yn golygu bod newidiadau dyfnder sianel yn effeithio nid yn unig ar gyfaint ond hefyd ymwrthedd llif mewn ffyrdd nad ydynt yn graddio'n llinol.
Mae hylifau cyfraith pŵer yn gofyn am gywiriadau i gyfrifiadau llif Newtonaidd syml. Mae angen addasu'r gludedd effeithiol ar gyfer rhagfynegiadau llif pwysau yn seiliedig ar fynegai cyfraith pŵer y deunydd. Ar gyfer toddi polymer nodweddiadol gyda mynegeion rhwng 0.3 a 0.6, mae llif pwysau gwirioneddol yn rhedeg 20-40% yn uwch nag y mae rhagfynegiadau Newtonian yn ei awgrymu.
Mae sensitifrwydd tymheredd yn ychwanegu haen arall o gymhlethdod. Gall newid tymheredd 10 gradd newid gludedd toddi 50% neu fwy mewn rhai polymerau. Rhaid i'r sgriw gynnal amodau thermol sefydlog ar draws pob parth prosesu i ddarparu ansawdd allbwn cyson ac osgoi materion i lawr yr afon fel amrywiadau chwyddo marw neu ddiffygion arwyneb.
Mae llenwyr sgraffiniol fel ffibr gwydr neu gyfansoddion mwynau yn newid blaenoriaethau dylunio yn gyfan gwbl. Mae'r deunyddiau hyn yn cyflymu cyfraddau traul yn ôl gorchmynion maint, yn enwedig mewn rhanbarthau cneifio uchel. Mae angen arwynebau caledu ar sgriwiau sy'n prosesu cyfansoddion trwy haenau nitriding neu arbenigol, gan dderbyn rhywfaint o gyfaddawd perfformiad i gyflawni bywyd gwasanaeth derbyniol.
Mae Cynlluniau Sgriw Arbenigol yn mynd i'r afael â Heriau Penodol
Mae sgriwiau rhwystr yn cynrychioli un o'r datblygiadau arloesol mwyaf arwyddocaol mewn technoleg allwthio. Mae hedfan ychwanegol yn y parth cywasgu yn creu sianeli ar wahân ar gyfer solidau a thoddi. Wrth i bolymer doddi, mae'n llifo trwy dandoriad cul i'r sianel doddi tra bod pelenni heb eu toddi yn aros yn y sianel solidau.
Mae'r gwahaniad hwn yn gwella effeithlonrwydd toddi yn ddramatig oherwydd bod pelenni solet yn cynnal ffrithiant uwch heb doddi gormodol yn eu iro. Mae'r sianel toddi yn cynyddu'n raddol mewn cyfaint wrth i fwy o ddeunydd doddi, tra bod y sianel solidau yn crebachu yn gyfatebol. Mae ymchwil yn dangos y gall dyluniadau rhwystr gynyddu allbwn 15-25% dros sgriwiau allwthiwr plastig confensiynol ar yr un cyflymder a thymheredd.
Mae adrannau cymysgu yn gwella homogenedd ar gyfer cymwysiadau sy'n gofyn am unffurfiaeth eithriadol. Mae cymysgwyr arddull Maddock yn ymgorffori rhwystrau ffliwt sy'n hollti ac yn ailgyfuno ffrydiau toddi sawl gwaith, gan ddileu geliau a gwasgaru ychwanegion. Fodd bynnag, mae cymysgu ymosodol yn cynhyrchu gwres cneifio sylweddol-weithiau gan achosi diraddio mewn polymerau sensitif os na chaiff ei reoli'n ofalus.
Mae sgriwiau wedi'u hawyru'n datrys heriau lleithder a thynnu anweddol trwy ddyluniad dau-gyfnod. Mae deunydd yn toddi ac yn cludo ymlaen yn y cam cyntaf, yna'n dod ar draws parth datgywasgiad lle mae gan y gasgen borthladd awyru. Mae pwysau llai yn caniatáu i nwyon ac anwedd dŵr ddianc cyn i ail gam cywasgu/mesurydd ailsefydlu pwysau ar gyfer llif marw.
Sgriw-Mae Clirio Casgen yn Cynnal Sefydlogrwydd Proses
Mae'r bwlch rhwng tomenni hedfan a wal gasgen yn pennu llif gollyngiadau sy'n gwrthwynebu trafnidiaeth ymlaen. Mae clirio gormodol yn caniatáu i ddeunydd lifo'n ôl yn y bwlch hwn, gan leihau allbwn effeithiol a chreu amseroedd preswylio anghyson. Mae offer newydd fel arfer yn cynnal cliriadau o 0.05-0.1mm ar sgriwiau 50mm, gan raddio'n gymesur â diamedr.
Mae traul yn cynyddu'r dimensiwn hanfodol hwn dros amser. Wrth i glirio dyfu o 0.1mm i 0.3mm, gall llif gollyngiadau ddyblu, gan dorri allbwn net 10-20% ar gyflymder cyson. Mae'r gasgen yn profi traul cyflym mewn parthau trawsnewid a mesuryddion lle mae'r pwysau'n cyrraedd uchafbwynt, gan greu patrymau clirio anffurf ar hyd hyd y sgriw.
Mae rheoli tymheredd mewn rhanbarthau gwddf porthiant yn atal toddi cynamserol sy'n achosi pontio. Mae dŵr oeri yn cylchredeg trwy'r llety porthiant i gynnal tymheredd 20-30 gradd islaw pwyntiau meddalu polymer. Gall amrywiadau tymhorol mewn tymheredd dŵr oeri effeithio ar sefydlogrwydd prosesau oni bai eu bod yn cael eu rheoli'n annibynnol yn hytrach na dibynnu ar gyflenwad dŵr cyfleuster.
Rhaid i oddefiannau gweithgynhyrchu ar gyfer casgenni fod yn hynod o dynn. Ni ddylai cyfanswm allan-o-aliniad ar ôl peiriannu fod yn fwy na hanner y sgriw targed-clirio casgen. Ar gyfer cliriad 0.1mm, ni all rhediad turio'r gasgen fod yn fwy na 0.05mm dros y darn cyfan. Er mwyn cyflawni hyn mae angen peiriannu manwl gywir ar offer arbenigol.
Datrys Problemau Rheoli Llif Cyffredin
Mae plastigoli annigonol yn amlygu fel gronynnau solet, rhediadau, neu belenni heb eu toddi mewn allwthiad. Cyflymder sgriw isel yw'r achos mwyaf cyffredin-yn syml, nid yw deunydd yn derbyn digon o egni mecanyddol i doddi'n llwyr. Mae cynyddu cyflymder o 10-20% yn aml yn datrys y broblem heb addasu tymheredd.
Cyfyngiad signalau pwysau cefn gormodol i lawr yr afon. Pecynnau sgrin rhwystredig yw'r tramgwyddwr arferol, gan greu ymwrthedd sy'n ategu'r system gyfan. Gall pwysau gynyddu o 150-300 bar arferol i dros 500 bar, gan orlwytho'r modur gyrru a chydrannau a allai fod yn niweidiol. Mae newidiadau pecyn sgrin yn adfer gweithrediad arferol.
Mae allbwn ymchwydd yn creu amrywiadau rhythmig yn y gyfradd allwthio sy'n weladwy fel amrywiadau diamedr mewn proffiliau neu fandiau trwch mewn dalen. Cyfleu solidau amhriodol sy'n achosi'r ymchwydd mwyaf. Os bydd tymheredd parth porthiant yn codi uwchlaw'r ystodau gorau posibl, mae pelenni'n meddalu ac yn colli ffrithiant yn erbyn y gasgen, gan lithro o bryd i'w gilydd yn hytrach na symud ymlaen yn esmwyth.
Mae gwisgo ar y sgriw allwthiwr plastig yn datblygu'n raddol ond yn cyflymu mewn cymwysiadau sgraffiniol. Pan fydd trwybwn yn gostwng 15-20% ar gyflymder cyson neu pan fydd defnydd penodol o ynni yn codi'n amlwg, daw arolygiad traul yn fater brys. Mae mesur uchder hedfan ar bwyntiau lluosog ar hyd y darn yn mesur difrifoldeb y difrod ac yn rhagweld bywyd gwasanaeth sy'n weddill.
Cwestiynau Cyffredin
Beth sy'n pennu'r gymhareb cywasgu ddelfrydol ar gyfer plastig penodol?
Mae dewis cymhareb cywasgu yn dibynnu'n bennaf ar ddwysedd swmp deunydd, nodweddion llif toddi, a thymheredd prosesu targed. Mae angen cymarebau uwch (3:1 i 4:1) ar ddeunyddiau dwysedd swmp isel fel regrind neu fflwff i ddal digon o ddeunydd mewn sianeli porthiant. Mae resinau peirianneg trwchus yn gweithio'n dda gyda chymarebau 2:1 i 2.5:1. Rhaid i'r gymhareb hefyd gynhyrchu digon o wres cneifio i doddi llwyr heb achosi diraddiad thermol-cydbwysedd sy'n amrywio yn ôl teulu a gradd polymer.
Sut mae cyflymder sgriw yn effeithio ar ansawdd y cynnyrch y tu hwnt i trwybwn?
Mae cyflymder yn dylanwadu ar dri ffactor ansawdd: homogenedd tymheredd toddi, unffurfiaeth cymysgu, a diraddiad moleciwlaidd. Mae cyflymderau uwch yn lleihau amrywiad amser preswylio ond yn cynyddu gwresogi cneifio a thymheredd brig. Gall hyn wella cysondeb lliw mewn cynhyrchion pigmentedig ond mae perygl i bolymerau sy'n sensitif i wres ddiraddiol. Mae'r cyflymderau gorau posibl yn cydbwyso nodau trwybwn yn erbyn terfynau thermol sy'n benodol i bob deunydd a chymhwysiad.
Pam fod gan rai sgriwiau allwthiwr plastig hediadau rhwystr yn y rhan ganol?
Mae hediadau rhwystr yn gwahanu solidau toddi o bolymer hylif, gan wella effeithlonrwydd toddi 15-25%. Mae'r dyluniad yn atal toddi gormodol rhag iro pelenni solet, gan gynnal ffrithiant uwch sy'n cyflymu cynhyrchu gwres. Wrth i ddeunydd doddi'n raddol, mae'n llifo i sianel doddi sy'n ehangu tra bod y sianel solidau crebachu yn prosesu'r pelenni sy'n weddill. Mae hyn yn caniatáu cyfraddau allbwn uwch ar dymheredd is o gymharu â sgriwiau confensiynol.
Beth sy'n achosi traul sgriw cynamserol mewn gweithrediadau allwthio?
Llenwyr sgraffiniol fel ffibr gwydr neu gyfansoddion mwynau sy'n achosi'r traul mwyaf cyflym, yn enwedig mewn parthau cywasgu a mesuryddion lle mae'r pwysau'n cyrraedd uchafbwynt. Mae caledu sgriwiau annigonol, prosesu deunyddiau halogedig, neu redeg ar gyflymder gormodol gyda-bolymerau gludedd uchel hefyd yn cyflymu difrod. Mae rheolaeth tymheredd gwael sy'n arwain at doddi anwastad yn creu crynodiadau straen lleoledig sy'n gwisgo arwynebau yn anwastad. Gall cyfraddau gwisgo gynyddu 5-10 gwaith wrth brosesu cyfansoddion wedi'u llenwi yn erbyn resinau taclus.