راهنمای طراحی بشکه پیچ لاستیکی: هندسه، مواد مقاوم در برابر سایش و کاربردها

A بشکه پیچ لاستیکی مجموعه پیچ و بشکه جفتی است که یک ترکیب لاستیکی را از طریق یک اکسترودر لاستیکی تغذیه سرد یا تغذیه گرم به سمت قالب منتقل می کند، برش می دهد و پمپ می کند. برخلاف پیچ اکستروژن ترموپلاستیک، الف پیچ اکسترودر لاستیکی معمولاً با کانال‌های پروازی کم‌عمق‌تر، نسبت تراکم پایین‌تر و اغلب نسبت طول به قطر کوتاه‌تر ساخته می‌شود، زیرا ترکیب لاستیکی خام قبلاً مخلوط شده است و به منطقه ذوب طولانی نیاز ندارد. به جای آن نیاز به برش کنترل شده و انتقال ثابت دارد. این واقعیت واحد طراحی تقریباً هر بخش از سخت افزار را تغییر شکل می دهد، از کنترل دمای بشکه گرفته تا پوشش مقاوم در برابر سایش انتخاب شده برای سوراخ.

در این راهنما به نحوه تعامل هندسه پیچ، مواد پوشش بشکه، تنظیمات بشکه پین ​​و کنترل دما برای تعیین ثبات خروجی و عمر مفید سیستم‌های بشکه پیچ لاستیکی می‌پردازیم. ما همچنین در مورد جایی که این اجزا در تولید تایر، آب بندی خودرو، شلنگ و کابل استفاده می شود و آنچه که خریدار باید قبل از مشخص کردن کالای جدید بررسی کند، بررسی می کنیم. پیچ اکسترودر لاستیکی یا درخواست یک بشکه جایگزین از سازنده بشکه پیچ.

پیچ در داخل بشکه با فاصله کوچک و کنترل شده قرار می گیرد و می چرخد ​​تا ترکیب لاستیکی را از گلوگاه تغذیه، از طریق یک منطقه انتقال یا اختلاط، و در نهایت از طریق یک منطقه اندازه گیری قبل از اینکه ترکیب به سر قالب برسد، حرکت دهد. خود بشکه فراتر از یک لوله ساده است. معمولاً یک پوشش گرمایشی و سرمایشی، یک یا چند پورت ترموکوپل برای نظارت بر دمای منطقه و در بسیاری از خطوط اکستروژن لاستیکی خوراک سرد، مجموعه‌ای از پین‌های مخلوط شعاعی که از دیواره بشکه به کانال جریان نفوذ می‌کنند، ادغام می‌کند. این چیدمان بشکه پین ​​جریان لاستیک را قطع و هدایت می‌کند، و اختلاط توزیعی کربن سیاه، پرکننده‌های معدنی و مواد شفابخش را بدون بالا بردن دمای مذاب بهبود می‌بخشد، که در پردازش لاستیک بسیار اهمیت دارد، زیرا گرمای اضافی می‌تواند باعث ولکانیزاسیون زودرس داخل بشکه شود.

قطر بشکه مورد استفاده در صنعت اکستروژن لاستیک معمولاً از 60 میلی متر تا 650 میلی متر متغیر است و طول کار در خطوط صنعتی بزرگ بسته به خروجی هدف و پروفیل تولید شده تا چندین متر می رسد. بشکه های با قطر کمتر برای عایق کاری کابل و سیم معمولی هستند، در حالی که بشکه های اکسترودر لاستیکی تغذیه سرد با قطر بزرگتر در تولید قطعات تایر و تسمه نقاله رایج تر هستند. بخش‌های زیر هر یک از این انتخاب‌های طراحی را با جزئیات بیشتری باز می‌کنند، که با هندسه پیچ شروع می‌شود.

درک نسبت L/D و نسبت تراکم در طراحی پیچ اکسترودر لاستیکی

نسبت طول به قطر که معمولاً به صورت L/D نوشته می‌شود، طول پیچ عملکردی نسبت به قطر خارجی آن را توصیف می‌کند. در اکستروژن ترموپلاستیک، نسبت L/D در حدود 20:1 تا 30:1 رایج است، زیرا یک پیچ بلند زمان ماندگاری کافی را به گلوله های جامد می دهد تا قبل از رسیدن به قالب ذوب، مخلوط و تحت فشار قرار گیرند. پردازش لاستیک متفاوت عمل می کند. از آنجایی که ترکیب به اکسترودر می رسد که قبلاً در آسیاب یا مخلوط کن داخلی مخلوط شده است پیچ اکسترودر لاستیکی به بخش ذوب طولانی نیاز ندارد. نمونه های منتشر شده در ادبیات مهندسی اکستروژن لاستیک این را به وضوح نشان می دهد: یک اکسترودر مارپیچ مستند از طول 240 میلی متر بر روی یک پیچ با قطر 60 میلی متر استفاده می کند که L/D برابر 4 و نسبت تراکم حدود 1.23 می دهد، در حالی که یک پیچ معمولی نسبی با مارپیچ معمولی 12 با قطر مشابه D استفاده می شود. 1.6. هر دو پیکربندی در اکستروژن لاستیک نرمال در نظر گرفته می شوند و انتخاب صحیح به ویسکوزیته ترکیب، نرخ خروجی هدف و پیچیدگی پروفیل بستگی دارد.

نسبت تراکم رابطه بین حجم کانال در نزدیکی دهانه تغذیه و حجم کانال نزدیک به انتهای اندازه گیری پیچ را توصیف می کند. در طراحی پیچ ترموپلاستیک، نسبت تراکم تقریباً 2:1 تا 4:1 معمول است، زیرا فشرده سازی بیشتر به بیرون راندن هوای محبوس شده و ذوب کامل دانه های جامد کمک می کند. ترکیبات لاستیکی معمولاً همان حجم هوای محبوس شده را با مواد اولیه گلوله حمل نمی کنند، بنابراین بشکه پیچ لاستیکی سیستم‌ها معمولاً با نسبت تراکم نسبتاً پایین‌تری، اغلب زیر 2:1 مهندسی می‌شوند. این باعث می شود تولید برش و ایجاد گرما در یک محدوده کنترل شده حفظ شود، که برای جلوگیری از سوختن مهم است، نقطه ای که لاستیک ولکان نشده در داخل بشکه شروع به خشک شدن زودرس می کند.

نمودار بالا محدوده های نسبت L/D نماینده را در سه دسته پیچ مقایسه می کند، و خواندن آن در کنار بحث نسبت تراکم بالای آن ارزش دارد. پیچ‌های تغذیه سرد لاستیکی در انتهای کوتاه‌تر ترازو قرار می‌گیرند، زیرا ترکیبی که وارد بشکه می‌شود از قبل همگن شده است و عمدتاً نیاز به انتقال و تهویه نهایی برشی قبل از قالب دارد. پیچ‌های تغذیه گرم لاستیکی کمی طولانی‌تر از طرح‌های تغذیه سرد کار می‌کنند، زیرا نوار یا دال ورودی از طول انتقال کمی بیشتر برای تثبیت جریان قبل از اندازه‌گیری بهره می‌برد. اکسترودرهای تک پیچ ترموپلاستیک در انتهای محدوده قرار دارند زیرا گلوله های جامد به یک بخش ذوب واقعی نیاز دارند که فقط یک پیچ بلندتر می تواند به طور قابل اعتماد آن را فراهم کند. این تفاوت مربوط به برتری یک طرح بر دیگری نیست، بلکه صرفاً نشان می دهد که مواد اولیه لاستیکی و ترموپلاستیک در حالت های فیزیکی بسیار متفاوت به اکسترودر می رسند. برای یک تولید کننده بشکه پیچ، تطبیق نسبت L/D با شرایط تغذیه واقعی ترکیب، یکی از اولین تصمیمات مهندسی است که هنگام تعیین پیچ اکسترودر لاستیکی جدید اتخاذ می شود.

نمایه عمق کانال را از منطقه تغذیه به منطقه اندازه گیری پیچ کنید

یک پیچ اکستروژن تک مرحله ای به طور کلی به سه ناحیه عملکردی تقسیم می شود. منطقه تغذیه دارای یک کانال ثابت و نسبتا عمیق است که نوار لاستیکی یا دانه بندی ورودی را از قیف می پذیرد. منطقه انتقال یا تراکم به تدریج عمق کانال را کاهش می دهد که باعث ایجاد فشار داخلی می شود و هوای به دام افتاده و ناسازگاری ها را از مسیر جریان خارج می کند. سپس ناحیه اندازه‌گیری یک عمق ثابت و کم‌عمق نگه می‌دارد، بنابراین ترکیب قبل از رسیدن به قالب، پیچ را با سرعت ثابت و یکنواخت ترک می‌کند. این ساختار سه ناحیه ای یک مفهوم اساسی در مهندسی اکستروژن است و با سازگاری در هر دو نوع ترموپلاستیک و پیچ اکسترودر لاستیکی هندسه ها

به طور خاص در اکستروژن لاستیک، هدف از مرحله فشرده سازی تا حدودی با پردازش ترموپلاستیک متفاوت است. از آنجایی که ترکیب نیازی به ذوب شدن ندارد، عمق باریک شدن عمدتاً برای تثبیت فشار، از بین بردن فضاهای خالی و آماده‌سازی یک جریان ثابت برای قالب به جای تکمیل تغییر فاز عمل می‌کند. بسیاری از طرح‌های بشکه پین، پین‌های اختلاط خود را در ناحیه انتقال یا درست بعد از آن قرار می‌دهند، بنابراین ترکیب یک گذر اضافی از اختلاط توزیعی را درست در نقطه‌ای که هندسه کانال در حال تغییر شکل جریان است، دریافت می‌کند.

نمودار خطی بالا عمق کانال را از دهانه تغذیه تا انتهای اندازه گیری یک پیچ معرف ردیابی می کند و شکل یک داستان مهندسی مهم را بیان می کند. بخش مسطح و عمیق در سمت چپ، منطقه تغذیه را نشان می دهد که کار خود را برای پذیرش ترکیب بدون محدود کردن جریان انجام می دهد. شیب رو به پایین از طریق منطقه انتقال جایی است که فشار کاری اکسترودر تا حد زیادی ایجاد می شود و همچنین منطقه ای است که بیشتر در معرض گرمای مربوط به برش است، به همین دلیل ظرفیت خنک کننده در این بخش از بشکه بسیار مهم است. بخش مسطح و کم عمق سمت راست ناحیه اندازه گیری را نشان می دهد که وظیفه آن صاف کردن تغییرات جریان باقی مانده است تا قالب به جای پالس، جریان ثابتی از ترکیب را دریافت کند. از آنجایی که ترکیبات لاستیکی قبل از رسیدن به بشکه از قبل مخلوط می شوند، این پروفیل عمقی متفاوت از پروفیل پیچ ترموپلاستیک تنظیم می شود، اغلب با انتقال کلی کمتر و طول ناحیه کوتاه تر. خواندن این مشخصات به درستی به توضیح اینکه چرا دو پیچ با قطر بیرونی یکسان می توانند پس از نصب در محل کار بسیار متفاوت عمل کنند کمک می کند. بشکه پیچ لاستیکی مونتاژ

مواد پوشش بشکه: فولاد نیترید شده در مقابل مقاومت در برابر سایش آلیاژ دو فلزی

دو رویکرد ساخت بشکه بر ماشین آلات اکستروژن لاستیک و پلاستیک غالب است. اولی یک بشکه فولادی نیترید شده است، که در آن سطح سوراخ فولاد آلیاژی پایه، معمولاً با گرید کروم-مولیبدن-آلومینیوم، از طریق فرآیند نیتریدینگ سخت می شود. دومی یک بشکه دو فلزی است که در آن یک لایه آلیاژی مقاوم در برابر سایش، معمولاً یک ماده مبتنی بر نیکل، آهن یا غنی شده با کاربید تنگستن، از طریق ریخته‌گری گریز از مرکز یا تکنیک‌های پوشش اسپری حرارتی مانند HVOF بر روی یک پایه فولادی سخت ذوب می‌شود. هر دو رویکرد در سراسر صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند، و روش صحیح به شدت به آنچه از طریق بشکه پردازش می‌شود بستگی دارد.

ترکیبات لاستیکی مملو از کربن سیاه، سیلیس، کربنات کلسیم یا سایر پرکننده‌های معدنی ساینده هستند و تماس مداوم با حفره پیچ و سوراخ بشکه به تدریج هر دو سطح را فرسوده می‌کند. برخی از سیستم‌های درمانی و کمک‌های پردازشی نیز می‌توانند درجه‌ای از حمله خورنده را به فولاد محافظت نشده وارد کنند. منابع مهندسی صنعت، پوشش‌های دو فلزی را به‌عنوان افزایش معنی‌دار مقاومت در برابر سایش در مقایسه با مته‌های نیترید شده استاندارد، با بهبود طول عمر گزارش‌شده که معمولاً در محدوده دو تا پنج برابر طولانی‌تر ذکر می‌شود، توصیف می‌کنند، و پوشش‌های تخصصی غنی‌شده با کاربید تنگستن، گاهی اوقات گزارش می‌دهند که مقاومت سایشی قابل ملاحظه‌ای را در برابر فرآیندهای پرکننده ارائه می‌دهند، که هنوز هم تحت شرایط سخت‌تر است. این ارقام بر اساس درجه آلیاژ، بارگذاری پرکننده و پارامترهای عملیاتی متفاوت است، بنابراین باید به‌عنوان محدوده‌های صنعتی عمومی خوانده شوند تا تضمین‌های ثابت برای هر کاربرد خاص.

این نمودار میله‌ای افقی سه دسته خطی را در برابر یک خط پایه مشترک ردیف می‌کند، بنابراین تفاوت نسبی به راحتی در یک نگاه قابل درک است. بشکه استاندارد نیترید شده در نقطه شروع ترازو قرار دارد و یک گزینه کاملاً شناخته شده و پرکاربرد برای پردازش لاستیک و پلاستیک همه منظوره است. بشکه آلیاژی دو فلزی به میزان قابل توجهی در امتداد مقیاس گسترش می یابد، که منعکس کننده محافظت اضافی یک لایه مقاوم در برابر سایش ذوب شده در برابر ذرات پرکننده ساینده است که از طریق سوراخ با سرعت فرآیند حرکت می کنند. پوشش تقویت‌شده تنگستن کاربید تا دورتر گسترش می‌یابد، که با نقش آن به‌عنوان یک گزینه ممتاز که برای پرشده‌ترین یا تهاجمی‌ترین ترکیبات محفوظ است، مطابقت دارد، جایی که زمان توقف برای جایگزینی بشکه هزینه تولید واقعی را به همراه دارد. شایان ذکر است که نرخ سایش واقعی به نوع پرکننده، درصد بارگذاری پرکننده، سرعت پیچ و میزان ثابت نگه داشتن فاصله و کنترل دما توسط تیم عملیاتی بستگی دارد، بنابراین میله‌ها باید به‌عنوان راهنمایی جهت خوانده شوند تا پیش‌بینی دقیق برای هر ترکیب. انتخاب بین این انواع آستر یکی از تصمیمات مهمی است که خریدار هنگام کار با سازنده بشکه پیچ در سفارش بشکه پیچ لاستیکی جدید یا جایگزین می گیرد.

پین بشکه در مقابل بشکه حفره صاف: مقایسه عملکرد

بشکه پین ​​طرحی خاص برای اکستروژن لاستیک است که در آن پین های شعاعی از دیواره بشکه عبور می کنند و به داخل کانال بین پروازهای پیچ بیرون می زنند. همانطور که پیچ می چرخد، ترکیب به طور مکرر شکافته می شود و به اطراف این پین ها هدایت می شود، که به طور قابل ملاحظه ای اختلاط توزیعی کربن سیاه، پرکننده ها و بسته های درمانی را بدون افزایش مادی دمای مذاب بهبود می بخشد. بشکه های پین به طور گسترده در اکسترودرهای خوراک سرد برای تولید اجزای تایر، عایق کابل و شکل های پروفیل یا مهر و موم استفاده می شود که در آن پراکندگی پرکننده ثابت تأثیر مستقیمی بر کیفیت محصول نهایی دارد.

در مقابل، یک بشکه سوراخ صاف بدون پین است و برای رسیدن به انتقال و برش کاملاً به هندسه پروازی پیچ متکی است. این هندسه حفره ساده‌تر می‌تواند راحت‌تر بین تعویض‌های ترکیبی تمیز شود و مایل به ایجاد یک الگوی جریان قابل پیش‌بینی‌تر و متمایل به آرام است، که برخی از کارهای اکستروژن با مشخصات کوچک یا سطح بسیار صاف ترجیح می‌دهند. هیچ‌کدام از پیکربندی‌ها به طور کلی بهتر نیستند، انتخاب درست بستگی به این دارد که فرمول ترکیب تا زمانی که به اکسترودر برسد به چه مقدار اختلاط توزیعی نیاز دارد.

نمودار رادار بالا پیکربندی‌های پین بشکه و حفره صاف را در کنار هم در پنج مشخصه قرار می‌دهد که در اکستروژن لاستیک روزانه اهمیت دارند. شکل آبی، پیکربندی بشکه پین ​​را نشان می‌دهد که در اختلاط توزیعی به دورترین نقطه می‌رسد، که منعکس‌کننده هدف اصلی پین‌ها، شکافتن و توزیع مجدد جریان ترکیب است تا پرکننده‌ها و مواد درمانی به طور یکنواخت‌تر قبل از قالب پراکنده شوند. شکل قرمز پیکربندی حفره صاف را نشان می‌دهد که کمی بیشتر بر روی کنترل برشی و قوام خروجی گسترش می‌یابد، زیرا یک سوراخ ساده بدون ویژگی‌های وقفه‌ای تمایل به ایجاد یک الگوی جریان یکنواخت‌تر و قابل پیش‌بینی‌تر برای پروفیل‌های ساده‌تر دارد. مقاومت در برابر سایش و پایداری حرارتی در این مقایسه گویا بین این دو بسیار نزدیک است، زیرا هر دو نتیجه بیشتر به مواد پوشش بشکه و طراحی سیستم خنک‌کننده بستگی دارند تا اینکه پین‌ها وجود داشته باشند. این رتبه‌بندی‌ها به‌عنوان یک مقایسه کیفی و نماینده برای کمک به چارچوب‌بندی مبادله به جای مقادیر اندازه‌گیری ثابت ارائه می‌شوند، زیرا عملکرد واقعی همیشه به فرمول ترکیب، سرعت پیچ و کنترل دما نیز بستگی دارد. برای ترکیباتی که از قبل یک بسته پرکننده خوب پراکنده از اتاق اختلاط بیرون می‌آیند، ممکن است یک بشکه حفره صاف کاملاً کافی باشد، در حالی که ترکیباتی که نیاز به عبور اضافی از پراکندگی دارند اغلب از پیکربندی بشکه پین ​​بهره می‌برند.

صنایع و کاربردهای متکی بر سیستم‌های بشکه‌ای پیچ لاستیکی

ماشین آلات اکستروژن لاستیک و بشکه پیچ لاستیکی در هسته خود، طیف گسترده ای از بخش های تولیدی را پشتیبانی می کند. تحقیقات بازار صنعت به طور مداوم تولید تایر را به عنوان بزرگترین منطقه کاربردی واحد شناسایی می کند، زیرا تولید آج، دیواره کناری و نوار راس همه به اکستروژن مداوم و با حجم بالا وابسته است. آب بندی خودرو و آب بندی خودرو یکی دیگر از مصرف کنندگان عمده ظرفیت اکستروژن است که درزگیر درب ها، واشر پنجره ها و به طور فزاینده ای مهر و موم محفظه باتری و واشر درگاه شارژ خودروهای الکتریکی را می پوشاند. تولید شیلنگ و لوله، عایق کابل و سیم، تسمه نقاله، و دسته وسیعی از کالاهای لاستیکی صنعتی عمومی، تقاضای باقیمانده را تکمیل می کند.

چندین تحلیل بازار منتشر شده به پذیرش خودروهای الکتریکی به عنوان یک محرک رو به رشد تقاضا در بخش آب بندی خودرو اشاره می کند، زیرا محفظه های باتری و سیستم های شارژ در مقایسه با یک پلت فرم احتراق داخلی معمولی به اجزای آب بندی اضافی نیاز دارند. عایق کابل و سیم نیز در گزارش‌های صنعتی به عنوان یکی از زیربخش‌های با رشد سریع‌تر شناسایی شده است که توسط توسعه زیرساخت‌های مخابراتی و فعالیت‌های نصب انرژی‌های تجدیدپذیر پشتیبانی می‌شود. برای یک کارخانه اکسترودر پیچی که تجهیزات را در این بخش ها تامین می کند، این گسترش بازارهای نهایی یکی از دلایلی است که تقاضا برای ماشین آلات اکستروژن لاستیک به طور کلی انعطاف پذیر باقی مانده است، حتی زمانی که صنایع فردی در چرخه های خود حرکت می کنند.

ملاحظات بشکه اکسترودر لاستیکی خوراک سرد در مقابل خوراک داغ

تجهیزات اکستروژن لاستیک به طور کلی به پیکربندی های خوراک سرد و تغذیه گرم گروه بندی می شوند و این تمایز بر چگونگی بشکه پیچ لاستیکی خودش مهندسی شده یک اکسترودر لاستیکی تغذیه سرد یک نوار یا دال از ترکیب گرم نشده و قبلا آسیاب شده را مستقیماً از یک خط بچ آف یا آسیاب می گیرد و برای تولید برش و انتقال مورد نیاز برای ایجاد یک جریان پایدار به پیچ متکی است. گزارش‌های صنعت، اکستروژن خوراک سرد را به‌عنوان بزرگ‌ترین بخش از نوع محصول در بازار گسترده‌تر اکسترودر لاستیکی شناسایی کرده است، که نشان‌دهنده میزان استفاده گسترده از این پیکربندی برای شیلنگ‌ها، تسمه‌ها، اجزای تایر و کار با مشخصات عمومی است.

در مقابل، یک اکسترودر لاستیکی تغذیه داغ، ترکیبی را می گیرد که قبلاً گرم و نرم شده است، معمولاً از یک آسیاب گرم کننده درست جلوتر از اکسترودر تغذیه می شود. از آنجایی که ترکیب از قبل نرم شده است، یک پیچ اکسترودر لاستیکی تغذیه داغ اغلب می تواند با هندسه متفاوتی نسبت به پیچ تغذیه سرد کار کند و خط کلی به آسیاب گرم کننده اضافی به عنوان تجهیزات پشتیبانی نیاز دارد. حتی با وجود تجهیزات اضافه شده، اکستروژن خوراک گرم در تاسیسات تولید سنتی رایج باقی می ماند، به ویژه در جایی که تولید لاستیک صنعتی با حجم زیاد و پیوسته برای سالیان متمادی بر روی خطوط تغذیه گرم تاسیس شده است و تغییر کامل به فناوری خوراک سرد در کوتاه مدت عملی نیست.

از نقطه نظر طراحی بشکه، هر دو پیکربندی عناصر اصلی مشابهی دارند که در جاهای دیگر این راهنما توضیح داده شده است، یک منطقه تغذیه، یک منطقه انتقال، یک منطقه اندازه گیری، کنترل دما از طریق یک ژاکت خنک کننده، و در بسیاری از موارد یک آرایش بشکه پین ​​برای اختلاط بهتر. تفاوت‌های عملی معمولاً در هندسه گلوگاه تغذیه، در میزان تهاجمی منطقه تغذیه برای گرفتن و انتقال مواد ورودی، و در نحوه متعادل شدن سیستم گرمایش و خنک‌کننده بشکه در برابر دمای شروع گرم‌تر فرآیند تغذیه داغ، ظاهر می‌شود. هنگامی که یک مرکز در حال برنامه‌ریزی یک خط جدید یا جایگزینی بشکه است، تأیید اینکه بقیه فرآیند تولید بر روی کدام نوع خوراک انجام می‌شود یکی از سؤالات اولیه است که باید حل شود، زیرا چندین تصمیم هندسی تحت پوشش در بخش مشخصات این راهنما را شکل می‌دهد.

• خطوط اکسترودر لاستیکی خوراک سرد معمولاً ردپای تجهیزات کوچک‌تری و وابستگی کمتری به آسیاب گرم‌آپ اختصاصی ارائه می‌دهند.
• خطوط اکسترودر لاستیکی تغذیه داغ می توانند خروجی بسیار بالا و مداوم را در تأسیساتی که قبلاً در اطراف این گردش کار ساخته شده اند پشتیبانی کنند.
• پیچ and barrel geometry, feed throat design, and cooling jacket balance should each be matched to the chosen feed type rather than treated as interchangeable across configurations.

آناتومی یک بشکه پیچ اکسترودر لاستیکی: نمودار فنی

تصویر زیر یک نمای آکسونومتری ساده شده از یک نمونه معمولی است بشکه پیچ لاستیکی مونتاژ، نشان می دهد که چگونه بخش های عملکردی اصلی در طول دستگاه به یکدیگر مربوط می شوند. این به عنوان یک مرجع شماتیک به جای یک نقشه مهندسی ابعادی در نظر گرفته شده است و هفت عنصر توصیف شده در پاراگراف های بعدی را برجسته می کند.

با شروع از سمت چپ، قیف خوراک، ترکیب لاستیکی را در گلوی بشکه می‌ریزد، جایی که منطقه تغذیه، که در اینجا به رنگ آبی روشن نشان داده شده است، آن را به یک کانال پروازی عمیق و با عمق ثابت دریافت می‌کند. با حرکت به سمت مرکز، منطقه انتقال جایی است که عمق کانال کاهش می‌یابد و در پیکربندی بشکه پین، پین‌های اختلاط شعاعی که به صورت دایره‌های قرمز کوچک نشان داده شده‌اند، جریان را قطع می‌کنند تا محتوای پرکننده و درمانی در سراسر ترکیب توزیع شود. ناحیه اندازه گیری که با رنگ قرمز روشن در سمت راست نشان داده شده است، عمق کم و ثابتی دارد تا ترکیب با سرعت ثابت و قابل کنترلی به سمت آداپتور قالب خارج شود. در اطراف بیرونی بدنه بشکه، طرح برجسته نمایانگر ژاکت خنک کننده است که مایع خنک کننده را به گردش در می آورد تا گرمای برشی اصطکاکی را در یک پنجره عملیاتی ایمن حفظ کند. پورت های ترموکوپل کوچک در امتداد بالای بشکه قرار گرفته اند تا به اپراتورها در زمان واقعی بازخورد دمایی را در هر منطقه ارائه دهند، که برای جلوگیری از سوختن ضروری است. در انتهای تخلیه، یک آداپتور قالب مخروطی خروجی بشکه را به بسته صفحه نمایش، صفحه شکن و سر قالب متصل می کند که پروفیل لاستیکی نهایی را شکل می دهد. این هفت عنصر با هم هسته کاری یک خط اکستروژن لاستیکی را تشکیل می‌دهند و درک چگونگی ارتباط آنها با یکدیگر پیش‌زمینه مفیدی قبل از حرکت به سمت کنترل دما و شیوه‌های نگهداری است.

کنترل دمای بشکه و جلوگیری از سوختگی

کنترل دما مسلماً مهمترین متغیر ایمنی در اکستروژن لاستیک است و یکی از واضح ترین نقاط تضاد با پردازش ترموپلاستیک است. دمای بشکه در اکستروژن لاستیک معمولاً در محدوده 80 تا 120 درجه سانتیگراد است که بسیار کمتر از دمای مذاب معمول در اکستروژن ترموپلاستیک است. عبور از محدوده ایمن برای یک ترکیب معین، خطر سوختن را به همراه دارد، نقطه ای که در آن لاستیک شروع به ولکانی شدن زودرس در داخل بشکه می کند. ترکیب سوخته به طور کلی نمی تواند دوباره پردازش شود و نشان دهنده اتلاف واقعی مواد و زمان تولید است، به همین دلیل است که خنک سازی بشکه و نظارت منطقه به منطقه در طراحی خط اکستروژن لاستیک بسیار مورد توجه قرار می گیرد.

بیشتر گرمای تولید شده در داخل بشکه پیچ لاستیکی از برش اصطکاکی در فاصله بین پرواز پیچ و سوراخ بشکه به جای بخاری های بشکه بیرونی می آید که تفاوت دیگری با پردازش ترموپلاستیک است. این بدان معناست که ژاکت خنک کننده باید با دقت در برابر سرعت پیچ و سرعت خروجی مورد انتظار تنظیم و تنظیم شود، زیرا اجرای سریعتر پیچ از آنچه سیستم خنک کننده می تواند مدیریت کند، یکی از شایع ترین علل ایجاد گرما و خطر سوختگی است.

از آنجا که پنجره دمای قابل قبول در اکستروژن لاستیک نسبتاً باریک است، حفظ فاصله محکم و ثابت بین پیچ و سوراخ بشکه برای تولید گرمای برشی قابل پیش بینی مهم است. با فرسودگی سوراخ و افزایش فاصله، ترکیب بیشتری می تواند به جای انتقال به جلو، از نوک پرواز عبور کند، که هم ثبات خروجی و هم تولید گرمای موضعی را به روش هایی تغییر می دهد که جبران آن از طریق کنترل کننده دما به تنهایی دشوار است. این یکی دیگر از دلایلی است که انتخاب پوشش مقاوم در برابر سایش، که قبلاً در این راهنما توضیح داده شد، مستقیماً به کنترل دمای ایمن و پایدار متصل می شود.

روش‌های تعمیر و نگهداری که عمر سرویس بشکه پیچ لاستیکی را افزایش می‌دهد

یک روال تعمیر و نگهداری ساختاریافته می تواند به طور معنی داری طول عمر پیچ اکسترودر لاستیکی و لوله منطبق با آن را افزایش دهد و می تواند قبل از اینکه بر کیفیت محصول تأثیر بگذارد، سایش در حال رشد را تشخیص دهد. روش های زیر معمولاً در صنعت اکستروژن لاستیک توصیه می شود.

• فاصله پیچ تا بشکه را بر اساس یک برنامه منظم با استفاده از سنج حفره اندازه گیری کنید و روند را در طول زمان دنبال کنید نه اینکه به یک قرائت مجزا نگاه کنید.
• برای جلوگیری از سخت شدن مواد محبوس شده در محل و ایجاد امتیاز روی سطوح، تجمع ترکیب باقیمانده از پروازهای پیچ و سوراخ بشکه را بین دوره های تولید تمیز کنید.
• در پیکربندی‌های بشکه پین، پین‌ها را به صورت دوره‌ای از نظر شلی، فرسایش یا خمش بررسی کنید، زیرا یک پین آسیب‌دیده می‌تواند جریان ناهموار ایجاد کند و سایش موضعی را تسریع کند.
• کالیبراسیون ترموکوپل را به طور معمول بررسی کنید، زیرا یک حسگر رانش می تواند خطر سوختگی در حال توسعه را بپوشاند یا باعث خنک شدن غیر ضروری شود که به ثبات خروجی لطمه می زند.
• گشتاور موتور محرک و روند بار را زیر نظر بگیرید، زیرا افزایش تدریجی یا نوسانات غیرعادی در گشتاور می تواند نشانگر اولیه تغییرات مقاومت در برابر سایش یا ترکیب باشد.
• از کارکردن بشکه به صورت خشک یا با تغذیه ناکافی خودداری کنید، زیرا این امر می تواند باعث تماس فلز به فلز بین سطوح پیچ و سوراخ شود.
• هنگام جابه‌جایی بین فرمول‌های ترکیبی، به‌ویژه زمانی که از یک ترکیب شدید پر شده یا خورنده به ترکیبی حساس‌تر می‌روید، از یک روش پاکسازی مداوم پیروی کنید.
• سوابق تعمیر و نگهداری را به شماره سریال هر پیچ و بشکه اختصاص دهید، که برنامه‌ریزی زمان‌بندی تعویض و مقایسه نرخ سایش در برنامه‌های ترکیبی مختلف را آسان‌تر می‌کند.

نگهداری مداوم سوابق مخصوصاً برای تأسیساتی که چندین خط اکستروژن را در کنار هم اجرا می‌کنند ارزشمند است، زیرا به تیم تعمیر و نگهداری اجازه می‌دهد تا تشخیص دهد که آیا یک فرمول ترکیبی خاص، طراحی پیچ یا نوع پوشش بشکه سریع‌تر یا کندتر از حد انتظار در ناوگان وسیع‌تر تجهیزات فرسوده می‌شود.

انتخاب مشخصات بشکه پیچ لاستیکی مناسب

تعیین یک جدید یا جایگزین بشکه پیچ لاستیکی شامل کار از طریق چندین تصمیم به هم پیوسته به جای انتخاب پارامترها به صورت مجزا است. دنباله زیر رویکرد عملی بسیاری از پردازنده ها را در هنگام کار با تولید کننده بشکه پیچ نشان می دهد.

1. قطر بشکه مورد نظر را بر اساس نرخ خروجی مورد نیاز تعریف کنید، در نظر داشته باشید که خروجی به شدت با قطر مقیاس می شود، بنابراین یک افزایش متوسط ​​قطر می تواند به طور معنی داری باعث افزایش توان عملیاتی شود.
2. تأیید کنید که آیا پیکربندی اکسترودر لاستیکی تغذیه سرد یا تغذیه گرم با فرآیند آماده‌سازی ترکیب بالادستی که قبلاً در محل وجود دارد مطابقت دارد یا خیر.
3. بین بشکه پین ​​و بشکه حفره صاف بر اساس مقدار اختلاط توزیعی اضافی که فرمول ترکیب تا زمانی که به اکسترودر برسد نیاز دارد، تصمیم بگیرید.
4. یک پوشش نیترید یا دو فلزی را بر اساس سایندگی پرکننده، چرخه کاری مورد انتظار و تعداد ساعات کارکرد خط معمولاً بین پنجره های تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده انتخاب کنید.
5. تأیید کنید که نسبت L/D و نسبت تراکم برای ویسکوزیته ترکیب و پیچیدگی پروفایل هدف مناسب است، با مراجعه به اصول هندسه که قبلاً در این راهنما توضیح داده شد.
6. ظرفیت ژاکت خنک کننده را حول سرعت پیچ و هدف خروجی مورد نظر برنامه ریزی کنید، به جای تعیین اندازه خنک کننده به عنوان یک فکر بعدی پس از نهایی شدن بقیه مشخصات.
7. سازگاری با تجهیزات پایین دست موجود، از جمله بسته صفحه، صفحه شکن، پمپ دنده در صورت استفاده، و رابط نصب سر قالب را بررسی کنید.

هنگامی که نقشه های اصلی برای یک ماشین موجود وجود ندارد یا ناقص است، یک سازنده باتجربه بشکه پیچ اغلب می تواند هندسه کار را از روی سخت افزار نصب شده یا الگوهای سایش بر روی اجزای موجود مهندسی معکوس کند، که این یک سرویس رایج در سراسر صنعت برای تاسیساتی است که خطوط اکستروژن قدیمی یا ترکیبی را اجرا می کنند.

روندهای صنعت شکل دادن به ماشین آلات اکستروژن لاستیک

چندین روند گسترده تر بر چگونگی تکامل ماشین آلات اکستروژن لاستیک و به ویژه طراحی بشکه پیچ لاستیکی تأثیر می گذارد. تولید وسایل نقلیه الکتریکی در حال گسترش دامنه الزامات آب بندی خودرو است، زیرا محفظه های باتری، واشر درگاه شارژ و سیستم های مدیریت حرارتی همگی به اجزای آب بندی اختصاصی نیاز دارند که بخشی از یک پلت فرم احتراق داخلی سنتی نیستند و انتظار می رود این امر از تقاضای مستمر برای اکستروژن لاستیک دقیق در بخش خودرو پشتیبانی کند.

اتوماسیون یکی دیگر از موضوعات ثابت در گزارش‌های اخیر صنعت است، با سیستم‌های اکستروژن مبتنی بر سروو، مکانیسم‌های تغذیه خودکار، و نظارت بر فرآیند درون خطی که به طور فزاینده‌ای در خطوط جدید رایج است. این سیستم ها به طور کلی با بهبود پایداری پردازش و کاهش ضایعات مواد در مقایسه با تجهیزات قدیمی تر و تنظیم دستی تر اعتبار دارند. اکسترودرهای ترکیبی دو مارپیچ همچنین زمینه را برای جابجایی ترکیبات لاستیکی پیچیده و پر شده به دست آورده اند که از قابلیت اختلاط اضافی که یک پیکربندی دو مارپیچ فراهم می کند بهره می برند.

ملاحظات پایداری نیز مشخصات تجهیزات را شکل می دهد، با توجه به علاقه رو به رشد به خطوط اکستروژن که قادر به پردازش محتوای لاستیک بازیافتی یا بازیافتی در کنار ترکیب بکر هستند، تا حدی در پاسخ به مقررات زیست محیطی در چندین منطقه. آسیا-اقیانوسیه همچنان در تحقیقات بازار به عنوان منطقه پیشرو برای تولید و مصرف ماشین آلات اکستروژن لاستیک شناخته می شود که توسط فعالیت های تولید تایر و خودرو در مقیاس بزرگ پشتیبانی می شود، با چندین تحلیل بازار منتشر شده که تقاضای کلی جهانی برای تجهیزات اکستروژن لاستیک را پیش بینی می کند که با سرعت متوسط ​​و ثابتی در دهه آینده رشد کند.

درباره شرکت ماشین آلات پیچ مایکروویو ژوشان، با مسئولیت محدود

Zhoushan Microwave Screw Machinery Co.، LTD یک تولید کننده حرفه ای بشکه پیچ چینی و کارخانه اکسترودر پیچ است که در طراحی، مهندسی و تولید پیچ ها و بشکه های مورد استفاده در کاربردهای پردازش پلاستیک و لاستیک فعالیت دارد. این شرکت که در سال 1990 تأسیس شد، بیش از سه دهه را صرف تولید و تحقیق ماشین آلات پلاستیک و لاستیک کرده است، در حالی که فناوری ماشین آلات پیچ و روش‌های پردازش معرفی شده از شرکای خارج از کشور در طول سال‌ها را نیز در خود جای داده است.

این شرکت از یک مرکز تولیدی به مساحت بیش از 10000 متر مربع، تحت حمایت تیمی متشکل از 60 کارمند که در زمینه های مهندسی، ماشینکاری و کیفیت کار می کنند، فعالیت می کند. این مقیاس به ماشین‌آلات مایکروویو ژوشان اجازه می‌دهد تا مجموعه‌ای از پروژه‌های پیچ و بشکه سفارشی، از جمله مجموعه‌های بشکه پیچ لاستیکی مهندسی شده پیرامون ترکیب خاص مشتری، هدف خروجی، و پیکربندی خط موجود را انجام دهد، خواه شامل بشکه نیترید شده، پوشش دو فلزی یا آرایش بشکه پین ​​برای ترکیبات توزیعی اضافی باشد.

برای پردازنده‌ها و OEM‌هایی که سازنده بشکه‌های پیچ را برای پروژه جدید پیچ ​​اکسترودر لاستیکی، بشکه جایگزین یا یک قطعه مهندسی معکوس برای خط موجود ارزیابی می‌کنند، ترکیبی از تجربه تولید طولانی‌مدت و ظرفیت کارگاه اختصاصی شرکت Zhoushan Microwave Screw Machinery برای پشتیبانی از پروژه‌های مختلف از قطعات سفارشی تک سفارشی بزرگتر در نظر گرفته شده است.

سوالات متداول در مورد سیستم های بشکه پیچ لاستیکی

Q1: تفاوت اصلی بین بشکه پیچ لاستیکی و بشکه پیچ اکستروژن پلاستیکی چیست؟

یک پیچ اکسترودر لاستیکی معمولاً از نسبت L/D کوتاه تر، نسبت تراکم پایین تر و کانال های پروازی کم عمق تر از پیچ ترموپلاستیک استفاده می کند، زیرا ترکیب لاستیکی قبل از ورود به بشکه مخلوط شده است و عمدتاً به جای یک منطقه ذوب طولانی نیاز به انتقال و برش کنترل شده دارد.

Q2: بشکه پین ​​چیست و چرا در اکستروژن لاستیک استفاده می شود؟

یک بشکه پین ​​دارای پین های شعاعی است که از دیواره بشکه به داخل کانال جریان بیرون می زند، که باعث قطع و توزیع مجدد ترکیب لاستیکی برای بهبود اختلاط توزیعی پرکننده ها و مواد درمانی بدون افزایش قابل توجه دمای مذاب می شود، و معمولاً در اکسترودرهای تغذیه سرد برای اجزای تایر، عایق کابل و پروفیل های آب بندی استفاده می شود.

Q3: هر چند وقت یکبار باید بشکه پیچ اکسترودر لاستیکی بازرسی شود؟

فرکانس بازرسی به سایندگی ترکیب، بارگیری پرکننده و ساعات کارکرد بستگی دارد، اما بسیاری از تأسیسات، بررسی‌های تخلیه سوراخ‌ها را به صورت دوره‌ای روتین برنامه‌ریزی می‌کنند و نتایج را در طول زمان دنبال می‌کنند تا بتوان روند سایش تدریجی را قبل از اینکه بر کیفیت محصول تأثیر بگذارد، مشاهده کرد.

Q4: چه چیزی باعث سایش زودرس در بشکه پیچ لاستیکی می شود؟

پرکننده‌های ساینده مانند کربن سیاه، سیلیس و پرکننده‌های معدنی یکی از دلایل اصلی فرسودگی سوراخ‌ها و پرواز هستند، و برخی از سیستم‌های درمانی می‌توانند یک جزء خورنده نیز اضافه کنند، به همین دلیل است که انتخاب مواد پوشش، که قبلاً در این راهنما مورد بحث قرار گرفت، تأثیر مستقیمی بر عمر مفید دارد.

Q5: آیا می توان یک بشکه پیچ لاستیکی را برای هر دو فرآیند تغذیه سرد و تغذیه گرم سفارشی کرد؟

بله، هندسه پیچ و بشکه را می توان در اطراف پیکربندی تغذیه سرد یا تغذیه گرم مهندسی کرد، و یک سازنده باتجربه بشکه پیچ همچنین می تواند قطعات جایگزین را برای خطوط موجود مهندسی معکوس کند، زمانی که نقشه های طرح اصلی در دسترس نیست.

Q6: آیا بشکه دو فلزی همیشه نسبت به بشکه نیترید شده انتخاب مناسبی است؟

نه لزوما. یک بشکه نیترید استاندارد یک گزینه عملی برای ترکیبات همه منظوره با بارگذاری پرکننده کمتر باقی می ماند، در حالی که پوشش دو فلزی معمولاً برای ترکیبات پر شده یا ساینده تر در نظر گرفته می شود که انتظار می رود مقاومت در برابر سایش افزایش یافته پیچیدگی تولید را در طول زمان جبران کند.