Ultimative Anleitung für Extruderschnecken

Die Funktion der Extruderschnecke besteht darin, das Gummimaterial mit der Drehung der Schnecke allmählich in eine lineare Bewegung umzuwandeln, es in Richtung Kopf zu drücken und mit dem Körper zusammenzuarbeiten, um das Gummimaterial zu komprimieren, Wärme zu erzeugen, zu erweichen, zu rühren und zu mischen .

1 Grundkenntnisse

Die Schraube besteht aus Gewinden und Zylindern. Die Schraube hat entlang der Mittellinie ein Langloch, durch das Kühlwasser fließen kann. Das Ende der Schraube ist im Drucklager eingebaut, um die Reaktionskraft zu vermeiden, die beim Zusammendrücken des Gummis zum Herausdrücken der Schraube entsteht.

Der Durchmesser der Schraube ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der Stahlhülse des Körpers, d. h. zwischen dem Durchmesser der Schraube und der Innenfläche der Stahlhülse sollte ein Spalt vorhanden sein, und der Spalt wird im Allgemeinen kontrolliert 0,002-0,004-facher Durchmesser der Schraube. Wenn der Spalt zu klein ist, „fegt die Schraube über die Bohrung“, verursacht Verschleiß und kann sogar dazu führen, dass die Schraube festsitzt. Wenn der Spalt zu groß ist, fließt der Gummi zurück und beeinträchtigt das Extrusionsvolumen sowie die Produktionseffizienz und die Produktqualität.

2 Gewindeeigenschaften der Schraube

Die Gewindetiefe steht in direktem Zusammenhang mit der Produktionskapazität der Ausrüstung. Je größer die Gewindetiefe, desto mehr Gummi kann unter einem bestimmten Druck extrudiert werden. Allerdings ist die Plastifizierung des Gummis schwierig und die Schraubenfestigkeit ist schlecht. Die Gewindetiefe der Schraube wird im Allgemeinen auf das 0,18- bis 0,25-fache des Schraubendurchmessers eingestellt. Die Vortriebsfläche des Gewindes sollte senkrecht zur Schraubenachse stehen und die gegenüberliegende Fläche der Vortriebsfläche sollte eine gewisse Neigung aufweisen. Der axiale Abstand zwischen benachbarten Gewindegängen wird Steigung genannt. Die Schnecke des Gummiextruders ist im Allgemeinen eine Doppelgewindeschnecke mit gleichem Abstand und ungleicher Tiefe. Die Lautstärke zwischen den Tonhöhen wird wie folgt berechnet:

tgФ=L/πD

F=h(πD tgФ-e)Wobei: Ф——die Neigung der gegenüberliegenden Oberfläche der Schraubendruckoberfläche

L-Tonhöhe

D – Schraubendurchmesser

e – Gewindescheitelbreite

F – Lautstärke zwischen den Tonhöhen

Die Gewindescheitelbreite beträgt im Allgemeinen das 0,07- bis 0,1-fache des Schneckendurchmessers, wobei die Schnecke eines kleinen Gummiextruders einen größeren Wert annehmen kann, während die Schnecke eines großen Gummiextruders einen kleineren Wert annehmen kann. Die Gewindescheitelbreite darf nicht zu klein sein. Ist sie zu klein, ist die Kraft am Kamm zu gering; ist es zu groß, wird das Fadenvolumen reduziert. Beeinträchtigt die Leistung und führt durch Reibungswärme zum Verbrennen des Gummis. Der Abstand des Gewindes ist im Allgemeinen gleich oder geringfügig größer als der Schraubendurchmesser.

Es gibt drei Formen von Schraubenköpfen: flach, halbrund und konisch. Üblicherweise werden konische Schrauben verwendet.

3 Schneckenlängen-Durchmesser-Verhältnis

Das Schneckenlängen-Durchmesser-Verhältnis ist das Verhältnis der Schneckenlänge L zum Schneckendurchmesser D. Je größer das Schneckenlängen-Durchmesser-Verhältnis ist, d. h. je länger der Schneckenarbeitsteil ist, desto besser ist die Plastifizierung des Gummis und desto gleichmäßiger Je stärker der Mischvorgang ist, desto größer ist der Druck auf den Gummi und desto besser ist die Produktqualität. Je länger die Schnecke ist, desto leichter kann das Gummi verbrennen, desto schwieriger ist die Schneckenverarbeitung und desto höher ist die Extrusionsleistung. Die für Warmfutter-Gummiextruder verwendete Schnecke hat im Allgemeinen ein Längen-Durchmesser-Verhältnis von 4 bis 6, und die für Kaltfutter-Gummiextruder verwendete Schnecke hat im Allgemeinen ein Längen-Durchmesser-Verhältnis von 8 bis 12 Mal.

Verhältnis Länge zu Durchmesser L/D

Kunststoffextruder verwenden eine große Vielfalt an Kunststoffen zum Extrudieren, und eine Schnecke kann nicht alle Kunststoffe formen. Die Schnecke sollte entsprechend den Eigenschaften der Rohstoffe ausgelegt sein und die Gemeinsamkeiten verschiedener Rohstoffe sollten so weit wie möglich berücksichtigt werden, damit eine Schnecke mehrere Kunststoffe gleichzeitig extrudieren kann, was in der industriellen Produktion wirtschaftlich sinnvoll ist. Das umgekehrte Gewinde am hinteren Ende der Schraube verhindert ein Auslaufen.

Schraubenlängen-Durchmesser-Verhältnis L/D, Schraubendurchmesser D bezieht sich auf den Außendurchmesser des Schraubengewindes. Die effektive Länge L der Schraube bezieht sich auf die Länge des Arbeitsteils der Schraube, wie in Abbildung 3-14 dargestellt. Die effektive Länge unterscheidet sich von der Gesamtlänge der Schraube. Das Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis ist das Verhältnis der effektiven Länge der Schraube zum Durchmesser. Die frühen Extruderschnecken hatten ein relativ kleines Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis von nur 12-16. Mit der Entwicklung der Kunststoffformverarbeitungsindustrie hat sich das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Extruderschnecke allmählich erhöht. Derzeit werden am häufigsten 15, 20 und 25 verwendet, und das Maximum kann 43 erreichen.

Das Erhöhen des Seitenverhältnisses hat folgende Vorteile:

①. Die Schnecke steht unter vollem Druck und die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Produkts können verbessert werden.

②. Das Material ist gut plastifiziert und das Erscheinungsbild des Produkts ist gut.

③. Das Extrusionsvolumen wird um 20–40 % erhöht. Gleichzeitig weist die Kennlinie der Schnecke mit großem Seitenverhältnis eine geringe Steigung auf, ist relativ flach und das Extrusionsvolumen ist stabil.

④. Es eignet sich für das Pulverformen, beispielsweise für die Extrusion von Polyvinylchlorid-Pulverrohren.

Allerdings erschwert die Vergrößerung des Seitenverhältnisses die Herstellung der Schnecke und den Zusammenbau von Schnecke und Zylinder. Daher kann das Seitenverhältnis nicht unbegrenzt erhöht werden.

4 Schraubenverdichtungsverhältnis

Das für verschiedene Kunststoffe erforderliche Kompressionsverhältnis ist nicht festgelegt, sondern kann variieren. Unterschiedliche Rohstoffe erfordern unterschiedliche Kompressionsverhältnisse. Wenn es sich beispielsweise beim Extrudieren von weichem Polyvinylchlorid-Kunststoff um ein körniges Material handelt, beträgt das Schneckenkompressionsverhältnis häufig 2,5 bis 3, und wenn es sich um eine Pulvermischung handelt, kann das Kompressionsverhältnis 4 bis 5 betragen. Auswahl des Schneckenkompressionsverhältnisses.

Das Verhältnis des Volumens der ersten Gangstufe am Einlaufende der Schnecke zum Volumen der letzten Gangstufe am Auslaufende wird Schneckenkompressionsverhältnis genannt. Die Formel zur Berechnung des Kompressionsverhältnisses lautet wie folgt:

(S1-e)(D-h1)h1

I = —————————

(S2-e)(D-h2)h2

Wobei: S1 – Die erste Steigung des Schraubenzuführungsendes mm

S2 – Die letzte Steigung des Schneckenaustrittsendes mm

h1 – Die Tiefe der Schraubennut am Schraubenzuführungsende mm

h2 – Die Tiefe der Schneckennut am Schneckenaustrittsende mm

D – Der Durchmesser der Schraube mm

e – Die Breite der Fadenspitze mm

Das Schneckenkompressionsverhältnis kann mit den folgenden Methoden ermittelt werden:

1. Die Steigung ändert sich und die Tiefe der Schraubennut bleibt unverändert;

2. Die Tiefe der Schraubennut nimmt zu und die Steigung bleibt unverändert;

3. Sowohl die Steigung als auch die Tiefe der Schraubennut ändern sich.

Die meisten Draht- und Kabelfabriken verwenden Schrauben mit gleichem Abstand und unterschiedlicher Tiefe. Die Formel zur Berechnung des Kompressionsverhältnisses lautet wie folgt:

I = h1/h2

Die Größe des Kompressionsverhältnisses hat großen Einfluss auf die Qualität des Produkts. Je größer das Kompressionsverhältnis, desto höher die Dichte des Gummis und desto glatter die Oberfläche. Wenn das Kompressionsverhältnis zu groß ist, ist die Reaktion des Gummis auf die Schraube groß und die Schraube kann leicht brechen. Das Kompressionsverhältnis der Gummiextruderschnecke wird im Allgemeinen auf kontrolliert

1,3:1 bis 1,6:1.

Eine weitere Schneckenart ist die Trennschnecke. Dieser Schraubentyp fügt dem mittleren Teil der Schraube ein zusätzliches Gewinde hinzu. Die Schnecke ist in drei Abschnitte unterteilt: Zuführabschnitt, Schmelzabschnitt und Dosierabschnitt. Der mittlere Abschnitt mit Zusatzgewinden ist der Schmelzabschnitt, der Zuführabschnitt bezieht sich auf den Teil vom Einspeisepunkt der Schnecke bis zum Anfangspunkt des Zusatzgewindes und der Dosierabschnitt bezieht sich auf den Teil vom Schraubenkopf bis zum Endpunkt des zusätzlichen Threads.

Das Kompressionsverhältnis kann mit den folgenden Methoden ermittelt werden:

(1) Tonhöhenvariation (gleiche Tiefe und ungleiche Tonhöhe). Der Vorteil dieser Struktur besteht darin, dass sie die Festigkeit der Schraube bei großem Kompressionsverhältnis nicht beeinträchtigt. Der Nachteil besteht darin, dass die Schraube schwer zu verarbeiten ist. Wenn der Spiralwinkel am Ende der Schnecke zu klein ist, kann der Materialfluss nicht gleichmäßig sein und es kommt leicht zur Bildung von Nestern.

(2) Variation der Schraubennuttiefe (gleiche Steigung und ungleiche Tiefe). Seine Vorteile liegen in der einfachen Verarbeitung und Herstellung, der großen Kontaktfläche zwischen Material und Zylinder und der guten Wärmeübertragungswirkung. Der Nachteil besteht darin, dass die Festigkeit stark geschwächt wird und bei der Verwendung langer Schrauben und großen Kompressionsverhältnissen besondere Vorsicht geboten ist.

(3) Sowohl die Steigung als auch die Tiefe der Schraubennut variieren (ungleiche Steigung und ungleiche Tiefe). Bei richtiger Auslegung kann diese Schraube die größten Vorteile und die geringsten Nachteile erzielen. In der tatsächlichen Produktion werden am häufigsten Schrauben mit gleichem Abstand und ungleicher Tiefe verwendet, hauptsächlich aus Gründen der Vereinfachung der Verarbeitung und Herstellung.

5 Schraubenmaterial

Die Schraube muss hitzebeständig, verschleißfest und abriebfest sein. Daher muss bei der Bearbeitung der Schraube eine Wärmebehandlung durchgeführt und die Oberfläche verchromt oder nitriert werden. Zu den häufig verwendeten Materialien gehören 45#-Stahl oder Chrom-Molybdän-Aluminium-Legierungsstahl.

Segmentierung

Die Bewegung des Materials in der Extruderschnecke wird in drei Abschnitten untersucht, daher erfolgt die Auslegung der Schnecke häufig abschnittsweise. Da es sich bei jedem Abschnitt um einen durchgehenden Kanal handelt, ist es in der tatsächlichen Produktion nicht erforderlich, die Schnecke in drei Abschnitte zu unterteilen, sofern die Anforderungen erfüllt werden können. Tatsächlich haben einige Schrauben nur zwei Abschnitte und andere sind nicht segmentiert. Beim Extrudieren von Nylon, einem Material mit guter Kristallinität, gibt es beispielsweise nur Zuführabschnitte und Homogenisierungsabschnitte. Für allgemeine Schnecken, die weiche Polyvinylchlorid-Kunststoffe extrudieren, können alle Kompressionsabschnitte verwendet werden, ohne sie in Zufuhrabschnitte und Homogenisierungsabschnitte zu unterteilen.

Die Segmentierung der Schnecke erfolgt aus Erfahrung und wird maßgeblich durch die Materialeigenschaften bestimmt. Die Länge des Einzugsabschnitts kann 0 bis 75 % der Gesamtlänge der Schnecke betragen. Im Allgemeinen ist sie beim Extrudieren kristalliner Polymere am längsten, gefolgt von harten amorphen Polymeren und am kürzesten bei weichen amorphen Polymeren. Die Länge des Kompressionsabschnitts macht normalerweise 50 % der Gesamtlänge der Schraube aus, Ausnahmen bilden natürlich die oben genannten Nylon- und weichen Polyvinylchlorid-Kunststoffe. Bei der Extrusion von Polyethylen kann die Länge der Homogenisierungsstrecke 20–25 % der Gesamtlänge betragen. Bei einigen wärmeempfindlichen Materialien (z. B. Polyvinylchlorid) sollte das Material jedoch nicht zu lange in diesem Abschnitt bleiben und der Homogenisierungsabschnitt kann weggelassen werden. Einige Hochgeschwindigkeitsextruder haben eine Homogenisierungsabschnittslänge von 50 %.

Wer sind wir?

Wir sind Barrelize. Wir beliefern u.a Extrusionsschrauben seit 1990 an die Kunststoffindustrie. Derzeit beliefern wir die Industrie jährlich mit insgesamt 70.000 Einheiten