Làm thế nào để thiết kế cấu trúc của thùng vít hình nón ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu quả của việc ép đùn?

Trong lĩnh vực xử lý đùn nhựa, thiết kế cấu trúc của thùng ốc vít hình nón Là một thành phần cốt lõi xác định trực tiếp sự ổn định của quá trình đùn, chất lượng tan chảy và hiệu quả sản xuất. Với nhu cầu thị trường ngày càng tăng đối với các sản phẩm nhựa hiệu suất cao, tối ưu hóa việc thiết kế thùng ốc vít hình nón đã trở thành chìa khóa để cải thiện khả năng cạnh tranh của các doanh nghiệp.
1. Tỷ lệ nén và độ sâu chủ đề: Lõi của tính đồng nhất tan chảy
Tỷ lệ nén của vít hình nón (tỷ lệ của độ sâu rãnh vít giữa phần thức ăn vít và phần đo sáng) là tham số cốt lõi ảnh hưởng đến chất lượng tan chảy. Tỷ lệ nén cao hơn có thể tăng cường hiệu ứng cắt và trộn của vật liệu trong rãnh vít, thúc đẩy sự dẻo hóa đồng đều của chuỗi polymer và làm giảm sự tạo ra các hạt không bị hỏng. Tuy nhiên, tỷ lệ nén quá cao sẽ gây ra áp suất tăng đột ngột trong nòng súng, tăng mức tiêu thụ năng lượng và tăng tốc độ hao mòn vít. Ví dụ, khi xử lý nhựa kỹ thuật có độ nhớt cao (như PC, PA), thiết kế tỷ lệ nén lũy tiến (như 3: 1 đến 2,5: 1) không chỉ có thể tránh sự suy giảm do nhiệt độ tan chảy quá cao, mà còn cải thiện mật độ tan chảy.
Ngoài ra, thiết kế dần dần của độ sâu chủ đề ảnh hưởng trực tiếp đến phân phối tốc độ cắt. Khu vực rãnh nông (phần đo sáng) giúp cải thiện độ trôi chảy qua cắt cao, trong khi khu vực rãnh sâu (phần cho ăn) đảm bảo tính ổn định của việc truyền máu. Nếu thiết kế gradient là không hợp lý, nó có thể gây ra trào ngược tan chảy hoặc quá nhiệt cục bộ, làm giảm độ chính xác về kích thước của sản phẩm đùn.
2. Tỷ lệ khung hình và trường nhiệt độ: Điểm cân bằng giữa hiệu quả và mức tiêu thụ năng lượng
Tỷ lệ khung hình (L/D) của vít hình nón là chìa khóa để xác định thời gian cư trú vật chất và hiệu quả dẻo hóa. Các ốc vít dài hơn (L/D> 25) có thể kéo dài thời gian làm nóng vật liệu và phù hợp để xử lý vật liệu với độ ổn định nhiệt kém (như PVC), nhưng sẽ tăng đáng kể chi phí thiết bị và tiêu thụ năng lượng. Ngược lại, các ốc vít ngắn (L/D <20) có thể làm giảm mức tiêu thụ năng lượng, nhưng có thể gây ra khiếm khuyết bề mặt của các sản phẩm do dẻo không hoàn chỉnh.
Kiểm soát phối hợp của trường nhiệt độ cũng rất quan trọng. Thiết kế sưởi ấm được khoanh vùng của thùng hình nón cần phù hợp với các đặc tính hình học của vít. Ví dụ, nhiệt độ thấp hơn được sử dụng trong phần cho ăn để ngăn vật liệu nóng chảy và dính sớm, trong khi nhiệt độ tăng dần trong phần nén và phần đo sáng để đảm bảo đủ dẻo. Việc sử dụng công nghệ kiểm soát nhiệt độ động (như thuật toán PID) có thể làm giảm biến động nhiệt độ tan chảy và kiểm soát chênh lệch nhiệt độ trong phạm vi ± 1,5 ° C, do đó tránh bị cong vênh sản phẩm hoặc nứt do ứng suất nhiệt.
3. Khả năng thích ứng vật chất: kéo dài tuổi thọ và giảm chi phí bảo trì
Quá trình xử lý bề mặt của thùng ốc vít hình nón (như phun nitriding và thuốc hợp kim lưỡng kim) trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn. Ví dụ, khi chế biến nhựa gia cố có chứa sợi thủy tinh, việc sử dụng lớp phủ vonfram cacbua (WC) có thể kéo dài tuổi thọ của ốc vít hơn 30%, trong khi giảm thay đổi cao độ do hao mòn và duy trì áp suất đùn ổn định. Ngoài ra, việc lựa chọn vật liệu của lớp lót thùng (như thép boron hoặc hợp kim dựa trên niken ở nhiệt độ cao) cần phải phù hợp với tính ăn mòn của vật liệu được xử lý để tránh ô nhiễm tan chảy do phản ứng hóa học.
Thiết kế cấu trúc của thùng ốc vít hình nón cần tìm sự cân bằng trong tối ưu hóa đa mục tiêu: nó phải đáp ứng các tiêu chuẩn cao về chất lượng tan chảy và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng và chi phí. Với việc phổ biến các công nghệ mô phỏng (như CFD và phân tích phần tử hữu hạn), dự đoán chính xác về hiệu suất vít thông qua mô hình kỹ thuật số đã trở thành một xu hướng công nghiệp.