Заказчик присылает чертеж с пометкой30:1, сжатие 3:1и просит нас скопировать его. В девяти случаях из десяти мы делаем именно это. В десятый раз мы спрашиваем, чем они кормят машину — и ответ объясняет проблему, с которой они живут уже два года.
Соотношение L/D и степень сжатия — это две цифры, которые все цитируют и почти никто не задает вопросы. Они действительно полезны. Они также являются неполными в том отношении, что каждый день приводит к затратам на выпуск продукции. Вместо того, чтобы дать им определение и остановиться, я приведу три ситуации, которые неоднократно встречаются на наших скамьях, и то, что каждая из них говорит о том, что цифры контролируют, а что не контролируют.
Случай 1. Винт, который был «правильным», но все равно колебался.
Выходная мощность снижена, давление скачет, характеристики не изменились
Спецификация винта была в порядке. Когда его проектировали, все было в порядке. Что изменилось, так это в восходящем направлении: завод начал смешивать собственную кромку обратно в сырье. На бумаге с винтом все было в порядке — на чертеже все еще было указано соотношение 30:1 и 3:1, как и раньше.
Но степень сжатия не является абстрактной оценкой качества. Это заявление осколько воздуха должно выйти из подачи. Плотные первичные гранулы несут относительно мало; Нерегулярные чешуйки пленки содержат гораздо больше материала и не упаковываются одинаково в подающем канале. От винта требовалось выполнить работу, для которой он никогда не был рассчитан.
Что на самом деле дает вам L/D
Возьмите сначала определение, вкратце, потому что от него зависят случаи. L/D - это винтэффективная длина лопасти, деленная на ее внешний диаметр— винт диаметром 90 мм и длиной витка 2700 мм — 30:1. Будучи соотношением, оно распространяется на размеры машины: 30:1 при 60 мм и 30:1 при 150 мм дают пропорционально одинаковую рабочую длину.
Обычное соотношение L/D для шнековой экструзии обычно находится в диапазоне от 20:1 до 30:1., истремление к производительности и смешиванию привело к тому, что современные конструкции обычно достигают соотношения 30:1 или более.. Что дает длина, так это время пребывания — больше оборотов шнека, с помощью которого можно транспортировать, плавить, смешивать и создавать давление.
Причуда счета, которую стоит знать, прежде чем сравнивать котировки
Винты с квадратным шагом позволяют легко считывать L/D путем подсчета оборотов, но есть правило, которое люди применяют непоследовательно.Часть под загрузочным отверстием не должна включаться в L/D — хотя многие ее учитывают, поскольку из-за этого винт кажется длиннее.. Если два поставщика указывают разные L/D для одной и той же детали, это первое, что следует проверить.
Longer — это не бесплатное обновление.Чем больше длина, тем больше время пребыванияибольше истории сдвига. В случае жесткого ПВХ именно время при температуре приводит к деградации. Более длинный винт также стоит дороже и требует большего крутящего момента. Длина помогает, когда длина является ограничением, и не иначе.
Случай 2 — Когда заработала линия по переработке отходов
Проблемы с кормлением, появившиеся из ниоткуда
Это близнец случая 1, и он настолько распространен, что заслуживает названия. Шнек, сконструированный на основе плотных сыпучих гранул, в которые впоследствии подается значительная часть хлопьев пленки или перемолотого материала, имеет сразу две проблемы: канал подачи не заполняется равномерно, и приходится выгонять обратно гораздо больше вовлеченного воздуха, чем рассчитан профиль сжатия.
Симптомы — скачки напряжения, нестабильная производительность, увеличение времени продувки — похожи на неисправности машины, поэтому диагностика часто сначала заходит в дорогостоящий тупик. Ничего не сломано. Винт просто выполняет другую работу, отличную от той, для которой он был нарисован.
| Форма подачи | Объемная плотность | Что требуется от винта |
|---|---|---|
| Плотные сыпучие гранулы | Высокий | Меньше сжатия; кормление редко является ограничением |
| Порошок/сухая смесь | Низкий | Больше сжатия; большая площадь подачи имеет значение |
| Отслаивание пленки или перешлифовка | Очень низкий, нерегулярный. | Больше сжатия, и само кормление становится пределом |
| Сильнонаполненный состав | Варьируется | Устанавливается в зависимости от поведения плавления и термостойкости. |
| Сухая смесь жесткого ПВХ | Низкий | Требуется сжатие, но качество ухудшается, если оно происходит слишком быстро. |
Именно этот последний ряд объясняет, почему жесткий ПВХ оказывается наконические двухшнековые стволывместо того, чтобы решать проблему с помощью числа сжатия: конус сжимается постепенно по всей длине, а не за один шаг. Мы проектируем их по-разному в зависимости от того, является ли соединение низким, средним или высоким содержанием CaCO₃ — покрытымшнековые бочки для экструзии ПВХ.
Что измеряет степень сжатия
Формально,степень сжатия - это отношение объема первого витка к объему последнего, обычно от двух до четырех, а на винте постоянного шага ее часто принимают как отношение глубин первого и последнего каналов..
С точки зрения цеха: по мере плавления материала он теряет воздух между гранулами и занимает меньше места, поэтому канал должен быть неглубоким, чтобы расплав оставался уплотненным и выталкивал этот воздух обратно в бункер. Слишком слабое сжатие приводит к нерасплавлению и увлечению воздуха. Слишком большая мощность преобразует ток двигателя в тепло сдвига, которое затем необходимо удалить.
Решаю это из винта, который у тебя перед тобой.
- Глубина канала подачи = (наружный диаметр − диаметр корня в зоне подачи) ÷ 2
- Глубина дозирующего канала = (наружный диаметр − диаметр корня в зоне дозирования) ÷ 2
- Степень сжатия ≈ глубина подачи ÷ глубина дозирования
Эта цифра глубины приблизительно соответствует истинному объемному соотношению. Там, где шаг меняется вдоль винта, они расходятся, что является первым намеком на то, что первое число выполняет меньше работы, чем думают люди.
Случай 3 — То же передаточное число, другой винт
Два винта 3:1, которые вели себя совершенно одинаково
Степень сжатия говорит вамсколько?канал мелеет. Это ничего не говорит окак быстро. Постепенно добивайтесь соотношения 3:1 на протяжении длительного перехода, осторожно сжимая материал. Достигните одинакового соотношения 3:1 в нескольких полетах, и вы сосредоточите такое же уменьшение объема на короткой дистанции — с соответствующим тепловым сдвигом.
Оба винта честно описаны как «3:1». Только один подходит для термочувствительного материала. Переменная, которая их разделяла — разделение общей длины между подачей, переходом и дозированием — не фигурирует ни в заголовке, а только на чертеже.
Слепые зоны в обоих числах
Мы предпочли бы сказать это прямо, чем позволить покупателю чрезмерно доверять цифрам. Как говорится в одном давнем справочнике по экструзии:степень сжатия полезна, но это неопределенное числоэто само по себе не может описать, как будет вести себя винт.
Ни L/D, ни степень сжатия не говорят вам:
- Разделение зоны— Случай 3 в одной строке
- Профиль шага— постоянная или меняющаяся, и где она меняется
- Смесительные секции- аЭлемент Мэддока, Ананаса или Сакстонаповышает качество расплава дальше, чем небольшое изменение сжатия
- Распродажа— зазор между винтом и стволом определяет производительность и увеличивается по мере износа комплекта
- Обработка поверхности— ничто в геометрии не говорит о том, выдержит ли деталь ваш наполнитель
Это последний момент, когда деньги теряются незаметно. Геометрия определяет производительность в первый день.материал и обработка поверхностиуправлять тем, как долго длится день. Хорошо спроектированный винт из неправильного сплава все равно рано изнашивается в заполненном компаунде — и тогда зазор открывается, и геометрия, за которую вы заплатили, перестает иметь значение.
Что вы можете изменить на своей машине, а что нет
Стоит внести ясность, потому что это определяет, что вообще стоит обсуждать.
L/D фиксированный.Вокруг него построены длина ствола, рамка и привод. Для вашего существующего экструдера больше нет шнека; это другая машина.
Остальное почти все открыто.Разделение зон, глубина каналов и, следовательно, степень сжатия, шаг, секции смешивания, обработка поверхности — все указывается для каждого задания, поскольку шнековые цилиндры в любом случае почти на 100% индивидуализированы. В нашем магазине в Чжоушане, который работает отДиаметр от 12 мм до 500 мм, рабочая длина до10 000 мм, с корпусом подачи, вкладышем подачи и водяной рубашкой собственного производства рядом с шнеком.
Тот момент, когда смена дизайна бесплатна
- Замена – это когда геометрия, которая никогда не подходила для исходного материала, может быть исправлена без дополнительных затрат на инструмент.
- Точное копирование изношенного винта также копирует все, что с ним было не так.
- Если на производительность, неплавление, скачки напряжения или ухудшение качества были постоянные жалобы, укажите это в запросе вместо заказа дубликата.
Для работ по замене не требуется никаких чертежей — для начала достаточно фотографий, а также деталей о диаметре, длине и фланце, а наши инженеры могут измерить существующий цилиндр винта на месте независимо от марки машины. Каждая деталь поставляется с сертификатом на материал и отчетом о проверке, рассчитанным на шероховатость поверхности Ra 0,4 мкм и прямолинейность 0,015 мм.
Вопросы, которые нам задают
Каково соотношение длины и диаметра шнека экструдера?
L/D — это эффективная длина витка винта, деленная на его внешний диаметр. Винт диаметром 90 мм и длиной витка 2700 мм имеет соотношение 30:1. Обычные значения одношнекового экструзии составляют от 20:1 до 30:1, а в современных конструкциях соотношение часто увеличивается до 30:1 и более. При сравнении поставщиков стоит обратить внимание на одну деталь: часть под загрузочным отверстием не следует учитывать, хотя многие включают ее, потому что из-за этого винт кажется длиннее.
Какова степень сжатия шнека экструдера?
Это отношение объема первого витка в зоне подачи к объему последнего витка в зоне дозирования, обычно от двух до четырех. На винте с постоянным шагом его часто понимают проще, как отношение глубины канала подачи к глубине дозирующего канала. Он измеряет, насколько материал уплотняется при плавлении и по мере того, как захваченный воздух вытесняется обратно в бункер.
Почему два винта с одинаковой степенью сжатия работают по-разному?
Потому что степень сжатия говорит о том, насколько мелеет канал, а не о том, насколько быстро. То же соотношение, достигнутое постепенно в течение длинной переходной зоны, намного мягче, чем то же соотношение, сжатое за несколько пролетов, при котором концентрируется сдвиговое тепло. Разделение зон между подачей, сжатием и дозированием — это то, что разделяет их, и оно не фигурирует ни в одном заголовке.
Требуется ли дополнительная заточка другой конструкции шнека?
Часто да. Требование к сжатию зависит от объемной плотности сырья, а не от названия полимера. Шнек, спроектированный на основе плотных первичных гранул, а затем подаваемый на 20–30 процентов хлопьев пленки, должен удалять гораздо больше увлеченного воздуха, чем он был рассчитан. Проблемы с подачей, скачки напряжения и потеря производительности, возникающие после запуска программы переработки, часто являются следствием несоответствия конструкции шнека, а не неисправности машины.
Могу ли я изменить соотношение L/D на имеющемся у меня экструдере?
Нет. Длина ствола, рама и привод построены вокруг него, поэтому L/D фиксируется станком. Что может измениться при замене шнека, так это разделение зон, глубина каналов и, следовательно, степень сжатия, шаг, секция смешивания и обработка поверхности. Именно здесь обычно возможны реальные улучшения.
Что я должен сказать производителю винтов, кроме L/D и степени сжатия?
Марка и модель машины, диаметр шнека, полимер с типом и процентным содержанием наполнителя, физическая форма сырья, такая как гранулы, порошок, хлопья или размолотый материал, и его пропорция, целевая производительность и конкретная проблема, которую вы хотите решить. Форма подачи и содержание наполнителя меняют дизайн больше, чем соотношение заголовков.
Всегда ли более высокое соотношение L/D лучше?
Нет. Большая длина дает больше времени пребывания, что помогает, когда плавление или смешивание является ограничивающим фактором, и улучшает однородность расплава. Но это также означает большую историю сдвига и более длительное время воздействия температуры, что приводит к разрушению термочувствительных материалов, таких как жесткий ПВХ, а также к увеличению стоимости и увеличению крутящего момента. Длина помогает только тогда, когда длины не хватает в процессе.
Источники и ссылки
- ПластикСегодня —Основы экструзии: укрощение винта(Соглашение о подсчете L/D, определение и диапазон степени сжатия)
- Доктор Д. Фло —Основы винтовой экструзии: основы и применение 3D-печати(общий диапазон L/D, зоны винтов, зазор)
- Полимеры (МДПИ) —Проектирование, моделирование и проверка компактного энергоэффективного смесительного шнека(тенденция к более высокому L/D)
