Пластмассадан жасалган эгиз бурама экструзия илиминде кесүү күчү кандай роль ойнойт?

Жылуу күчү пластмассадан жасалган кош бурама экструдердин иштешинде негизги ролду ойнойт. Бул материалдын катмарларынын бири-бирине каршы жылып, материалдык касиеттерине олуттуу таасир тийгизүүчү күчтү билдирет. Мисалы, жогорку кесүү күчтөрү аралашууну жана жылуулук бөлүштүрүүнү жакшыртат. АЭки пластикалык буратуу баррель, эрүү зонасынын дизайны материалдын эффективдүү агымын камсыздайт, ошол эле учурда температуранын кескин көтөрүлүшүн азайтат, анткени 40 бар басым температураны 20°Cге көтөрүшү мүмкүн. Мындан тышкары, аКонустук Twin Screw Extruder Screw Barrelандан ары кесүү күчүн жана өткөрүү жөндөмдүүлүгүн тең салмактуулук менен бул процесстерди оптималдаштыруу, ал эмиTwin Screw Barrelдизайн экструзия процессинде жалпы натыйжалуулукка өбөлгө түзөт.

Пластикалык Twin Screw Extruder негиздери

Экструдердин негизги компоненттери

A пластмассадан жасалган кош бурама экструдерматериалдарды натыйжалуу иштетүү үчүн чогуу иштеген бир нече маанилүү компоненттерден турат. Аларга төмөнкүлөр кирет:

• Хоппер: Чийки зат системага киргизилүүчү кирүү пункту.
• баррель: Материалдар эриген жана аралашкан негизги камера.
• Бурама конвейер: Экструдер аркылуу материалдарды ташуу үчүн жооптуу.
• Жылытуу системасы: Пластик кошулмаларды эритүү үчүн керектүү жылуулукту берет.
• Температураны көзөмөлдөө: ырааттуу иштетүү шарттарын камсыз кылат.
• Экструзия башчысы: Экструдерден чыкканда материалды керектүү формага келтирет.

Ар бир компонент экструдердин үзгүлтүксүз иштешин жана жогорку сапаттагы өндүрүштү камсыз кылууда маанилүү ролду ойнойт. Мисалы, өзгөрүлмө бурама ылдамдыгы экструзия процессин так көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берет, ал эми алмаштырылуучу калыптар ар кандай формаларды жана өлчөмдөрдү өндүрүүгө мүмкүндүк берет.

Бурамалардын жана бочканын кыруу күчүн түзүүдөгү ролу

Бурамалар жана баррель пластмассадан жасалган кош бурмалуу экструдерде кесүү күчүн түзүүнүн борбордук бөлүгү болуп саналат. Бурамалар баррлдин ичинде айланып, материалды эрип, аралаштырган сүрүлүүнү жана басымды жаратат. Бурама ылдамдыгы, калыптын диаметри жана материалдык жүрүм-турум сыяктуу факторлор кесүү күчүнө олуттуу таасир этет. Мисалы:

Бул өз ара аракеттешүү материалды натыйжалуу иштетүүнү жана бирдей аралаштырууну камсыз кылат.

Экструдердеги материалдык агым динамикасы

Пластикалык кош бурама экструдердеги материалдын агымынын динамикасы аралашуунун сапатын жана акыркы продуктуну аныктайт. CFD сыяктуу өркүндөтүлгөн эсептөө методдору бул динамикаларды түшүнүүнү күчөттү. Суюктуктун көлөмү (VOF) жана деңгээлди орнотуу ыкмалары сыяктуу ыкмалар аралаштыруу учурунда суюктук интерфейстерин көзөмөлдөп, процессти так көзөмөлдөөнү камсыз кылат. Эгиз бурама экструдерлер жогорку аралаштыруу мүмкүнчүлүктөрүнөн улам фармацевтика сыяктуу тармактарда кеңири колдонулат. Стандарттык шарттарда (30 кг/саат, 200 айн/мин) С формасындагы бир камерадагы басым болжол менен 2,2 МПага жетет, бул аралыктагы зонада басымдын төмөндөшү 0,3 МПа жана тескери бурама элементинде 0,5 МПа. Бул көрсөткүчтөр ар түрдүү материалдарды иштетүүдө экструдердин натыйжалуулугун баса белгилейт.

Эгиз винттүү экструзияда кесүү күчү механизми

Экструзия процессинде кесүү күчүн түзүү

Кош бурама экструзия процессинде кесүү күчү айлануучу бурамалар менен стационардык бочканын өз ара аракетинен келип чыгат. Бурамалар айланганда сүрүлүүнү жана басымды жаратып, материалдын деформацияланышына жана агып кетишине алып келет. Бул деформация материалды эрүү, аралаштыруу жана гомогенизациялоодо чечүүчү ролду ойногон жылма күчтөрдү жаратат. Бурамалардын биригүүчү дизайны материалдын процесстин ырааттуу кыркылышын камсыздайт.

Суюктуктун көлөмү (VOF) ыкмасын колдонуу менен жүргүзүлгөн сандык анализ бул процесске катышкан гидродинамикалык механизмдерди ачып берди. Ал аралаштыруу учурунда аралашпаган эритмелердин микроструктурасына кесүү күчтөрү, илешкектүүлүк катышы жана турбуленттүүлүк кандай таасир этээрин баса белгилейт. Бул табылгалар реологиялык жүрүм-турумду жана экструзия процессинин жалпы өндүрүмдүүлүгүн аныктоодо кесүү күчтөрүнүн маанилүүлүгүн баса белгилейт.

Эксперименталдык изилдөөлөр дагы бул механизмди колдойт. Мисалы, полипропилен-чопо нанокомпозиттер боюнча изилдөө эгиз бурамалар экструдерлердин бир бурамалы экструдерлерге салыштырмалуу жогорку дисперсияга жетишээрин көрсөттү. Бул материалдардын эксфолиациясын күчөтүүчү жана алардын механикалык жана жылуулук касиеттерин жакшыртуучу кош бурмалуу системаларда пайда болгон жогорку кесүү күчтөрүнө байланыштуу.

Жыйылуу күчүнө таасир этүүчү факторлор

Пластмассадан жасалган кош бурама экструдердеги кесүү күчүнүн пайда болушуна жана чоңдугуна бир нече факторлор таасир этет. Аларга бурама ылдамдыгы, бурама геометриясы жана материалдын илешкектүүлүгү кирет.

1. Screw Speed: Бурама ылдамдыгын жогорулатуу кесүү ылдамдыгын жогорулатып, кесүү күчтөрдүн жогору болушуна алып келет. Бирок, ашыкча ылдамдык материалдын бузулушуна же ысып кетишине алып келиши мүмкүн.
2. Бурама геометриясы: Бурамалардын конструкциясы, анын ичинде алардын кадамы, учуу тереңдиги жана бири-бирине өтүү бурчтары кыркуу аракетине түздөн-түз таасир этет. Мисалы, тереңирээк учкан бурамалар азыраак кесүү күчтөрүн жаратат, ал эми тыгызыраак аралашкан бурчтар кесүүнүн интенсивдүүлүгүн жогорулатат.
3. Материалдын илешкектүүлүгү: Жогорку илешкектүү материалдар туура аралаштыруу жана эрүү жетүү үчүн көбүрөөк кесүү күчтөрүн талап кылат. Тескерисинче, илешкектүүлүгү төмөн материалдар өтө оңой агып кетиши мүмкүн, бул кыркуунун эффективдүүлүгүн төмөндөтөт.

Статистикалык изилдөөлөр бул факторлорду кылдат талдап чыгышкан. Мисалы, изилдөөлөр көрсөткөндөй, топтолгон штамм бурама ылдамдыгы менен сызыктуу түрдө көбөйөт, бирок азыктандыруу ылдамдыгы менен азаят. Оптималдуу иштетүү шарттары, мисалы, 95 айн/мин буроо ылдамдыгында 3,6 кг/саат азыктандыруу ылдамдыгы, була сынышын азайтып, температураны максималдаштыруу. Бул табылгалар эффективдүү экструзияга жетишүү үчүн бул факторлорду тең салмактоо зарылдыгын көрсөтүп турат.

Жылуу күчүн башкаруу ыкмалары

Кесүү күчүн көзөмөлдөө экструзия процессин оптималдаштыруу жана ырааттуу продукциянын сапатын камсыз кылуу үчүн маанилүү. Кош бурмалуу экструдерде кесүү күчүн жөнгө салуу үчүн бир нече ыкмаларды колдонсо болот:

• Бурама ылдамдыгын тууралоо: Операторлор кесүү ылдамдыгын өзгөртүү жана керектүү материалдык касиеттерге жетүү үчүн бурама ылдамдыгын көбөйтө же азайта алат.
• Бурама дизайнын өзгөчөлөштүрүү: Бурама геометриясын ыңгайлаштыруу, мисалы, бийиктикти же учуу тереңдигин өзгөртүү, кыркуу аракетин так көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берет.
• Кыркууну жукартуу моделдерин колдонуу: Бул моделдер процессти жакшыраак башкарууга мүмкүнчүлүк берип, ар кандай жылышуу шарттарында материалдык жүрүм-турумун болжолдоого жардам берет. Бирок, бул моделдерге гана таянуу басым жана илешкектүүлүк сыяктуу негизги параметрлердин бааланбай калышына алып келиши мүмкүн.
• Мониторингдин алдыңкы системаларын ишке киргизүү: Температура, басым жана момент сыяктуу параметрлердин реалдуу убакыт режиминде мониторинги экструзия процессине баалуу түшүнүктөрдү берет. Бул маалыматтар тууралоолорду жасоо жана оптималдуу кесүү күчүнүн деңгээлин сактоо үчүн колдонулушу мүмкүн.

Изилдөөлөр көрсөткөндөй, бураманын жылуулук өткөрүмүндөгү ролу кесүү күчүн көзөмөлдөө үчүн абдан маанилүү. Экструдердин ичинде рециркуляциялык схема пайда болот, ал жылуулукту бирдей бөлүштүрүүгө жардам берет жана локализацияланган ысып кетүүнүн алдын алат. Бул полимердин бир калыпта эришин камсыздайт, экструзия процессинин жалпы эффективдүүлүгүн жогорулатат.

Материалдык касиеттерге жылма күчтүн таасири

Аралаштырууга жана бир тектүүлүккө таасирлери

Жылуу күчү пластмассадан жасалган кош бурама экструдер менен иштетилген материалдарда бирдей аралашууга жана бир тектүүлүккө жетишүүдө чечүүчү ролду ойнойт. Бурама менен бочканын өз ара аракети сүрүлүүнү пайда кылат, бул полимерлердин жана кошумчалардын аралашуусун жеңилдетет. Бул процесс акыркы продукт түзүлүшү боюнча ырааттуу касиеттерин көрсөтөт деп кепилдик берет.

Эмпирикалык изилдөөлөр кесүү күчүнүн таасиринин бир нече аспектилерин баса белгилейт:

Кошумчалай кетсек, полипропилен-сисал эритмелерин аралаштыруу учурунда ротордун ылдамдыгын жогорулатуу жипчелердин көбүрөөк бузулушуна алып келет, була узундугу кичирээк болот. Табигый булаларда байкалган бул кубулуш, кесүү байламталанган жипчелерди бөлүп, алардын диаметрин азайткандыктан пайда болот. Бул табылгалар аралаштыруу натыйжалуулугун жана материалдык бүтүндүгүн тең салмактуулук үчүн кесүү күчүн оптималдаштыруу маанилүүлүгүн баса белгилейт.

Жылуулук касиеттерине жана жылуулуктун бөлүштүрүлүшүнө таасири

Жылуу күчү экструзия учурунда жылуулук касиетине жана жылуулуктун бөлүштүрүлүшүнө олуттуу таасир этет. Бурамалардан пайда болгон сүрүлүү пластикалык кошулмаларды эритүү үчүн зарыл болгон жылуулуктун болжол менен 80% түзөт. Бул жылуулук бөлүштүрүү бирдиктүү эрүүнү камсыз кылат жана материалдын сапатын начарлатышы мүмкүн болгон локализацияланган ысып кетүүнүн алдын алат.

Экструдердин аралашма зоналарынын конструкциясы жылуулук өткөрүүнү андан ары жакшыртат. Алдыга жана артка ташуучу элементтер жылуулук өткөргүчтүктү жакшыртуучу басым динамикасын түзөт. Жашоо убактысын бөлүштүрүү (RTD) да маанилүү ролду ойнойт. Туруктуу жылытуу күчтөрүнө дуушар болгон материалдар бир калыпта жылытууга дуушар болушат, натыйжада жылуулук туруктуулугу жакшырат.

Мисалы, сандык симуляциялар аралашуу учурунда аралашпаган эритмелердин микроструктурасына кесүү күчтөрү таасир этээрин көрсөтөт. Бул күчтөр илешкектүүлүк катышына жана турбуленттүүлүккө таасир этип, жылуулуктун материал боюнча бирдей бөлүштүрүлүшүн камсыз кылат. Мындай табылгалар экструзия учурунда жылуулук тең салмактуулукту сактоодо кесүү күчүнүн маанилүүлүгүн көрсөтүп турат.

Механикалык касиеттердин жана материалдык күчтүн өзгөрүшү

Жылуу күчү экструдирленген материалдардын механикалык касиеттерине жана бекемдигине түздөн-түз таасир этет. Жылуу интенсивдүүлүгүндөгү өзгөрүүлөр молекулярдык түзүлүштү өзгөртүп, чыңалууга, ийкемдүүлүккө жана туруктуулуктун өзгөрүшүнө алып келиши мүмкүн.

Сандык изилдөө бул таасирлерди көрсөтөт:

1. Өзгөрүлмө бурчтуу муун үлгүлөрүнүн эң жогорку жылуу күчү нормалдуу чыңалуу менен сызыктуу эмес өсөт, ал эми калдык жылуу күчү муундардын морфологиясы менен азыраак корреляцияны көрсөтөт.
2. Төмөнкү нормалдуу стрессте үлгүлөр жылыштын кеңейишине ээ, ал жогорку стресс деңгээлинде азаят. Бул жүрүм-турум нормалдуу жана тангенциалдык жылышуулардын ортосундагы терс корреляцияны көрсөтөт.
3. Кыйынчылыктын мүнөздөмөлөрү биргелешкен бурчтар менен айырмаланат. Жогорку бурчтуу зоналар вертикалдык жана жылма жаракаларды көрсөтөт, ал эми төмөнкү бурчтуу зоналар кесүү багыты боюнча кыйылышын көрсөтөт.

Бул табылгалар каалаган механикалык касиеттерге жетүү үчүн кесүү күчүн көзөмөлдөө зарылдыгын баса белгилейт. Мисалы, ашыкча кесүү материалдын күчүн азайтып, була сынуусуна алып келиши мүмкүн. Тескерисинче, жетишсиз кыркуу продуктунун сапатын начарлатып, толук эмес аралаштырууга алып келиши мүмкүн.

Case Studies: Ар түрдүү кыркуу шарттарында материалдык жүрүм-турум

Кейс изилдөөлөр кесүү күчү материалдык жүрүм-турумга кандай таасир этээри жөнүндө баалуу түшүнүктөрдү берет. Полипропилен-чопо нанокомпозиттер боюнча изилдөөлөр көрсөтүп тураткош винттүү экструдерлербир бурама системаларга салыштырмалуу жогорку дисперсияга жетишүү. Жогорку кесүү күчтөрү эксфолиацияны күчөтүп, механикалык жана жылуулук касиеттерин жакшыртат.

Табигый жипчелер боюнча дагы бир изилдөө, бириктирүү учурунда колдонулган кесүү байламталанган жипчелерди бөлүп, алардын диаметрин кичирейтет. Бул процесс материалдын бир тектүүлүгүн жогорулатат, бирок анын структуралык бүтүндүгүн бузушу мүмкүн.

Өнөр жайлык колдонмолордо кесүү күчүн оптималдаштыруу жогорку сапаттагы продукцияны өндүрүү үчүн маанилүү экенин далилдеди. Мисалы, пластмассадан жасалган кош бурама экструдердеги буроонун ылдамдыгын жана геометриясын тууралоо бирдиктүү аралашууну жана ырааттуу материал касиеттерин камсыз кылат. Бул окуялык изилдөөлөр кесүү күчүн конкреттүү колдонмолорго ылайыкташтыруунун маанилүүлүгүн баса белгилейт.

Пластикалык Twin Screw Extruder үчүн оптималдаштыруу стратегиялары

Бурама Дизайн жана Конфигурация Түзөтүүлөр

Бурама дизайнын оптималдаштыруупластмассадан жасалган кош бурама экструдердин иштешин жакшыртуу үчүн абдан маанилүү. Бурама геометриясынын бийиктиги, учуу тереңдиги жана аралык бурч сыяктуу тууралоолор кесүү күчүн түзүүгө жана материалдын агымына түздөн-түз таасир этет. Мисалы, тереңирээк учкан бурамалар кесүү интенсивдүүлүгүн азайтат, ал эми тыгызыраак аралашкан бурчтар аралашуунун натыйжалуулугун жогорулатат.

Операторлор көбүнчө бурама конфигурацияларын белгилүү бир материалдык касиеттерге дал келүү үчүн ыңгайлаштырат. Жогорку илешкектүү пластиктер жылмакай агымды жеңилдетүү үчүн чоңураак учуу тереңдиги менен иштелип чыккан бурамалардан пайда алышат. Тескерисинче, илешкектүүлүгү төмөн материалдар адекваттуу кыркууну камсыз кылуу үчүн тыгызыраак аралык бурчтарды талап кылат. Бул тууралоолор материалдын бир тектүүлүгүн жакшыртат жана экструзия учурунда энергияны керектөөнү азайтат.

Температураны жана жылытуу күчүн тең салмактоо

Айылуу күчү менен температуранын ортосундагы тең салмактуулукту сактоо ырааттуу экструзия сапатына жетишүү үчүн абдан маанилүү. Ашыкча кесүү күчү ашыкча ысып кетүүгө, ал эми жетишсиз кесүү толук эмес аралашууга алып келиши мүмкүн. Экструдер ичиндеги басымды башкаруу бул өзгөрмөлөрдү башкарууда негизги ролду ойнойт.

Мисалы, формула басым менен температуранын ортосундагы байланышты көрсөтөт: ∆T (°C) = ∆P (бар) ÷ 2. 40 барлык басымда 500 кг/саат иштетүү эрүү температурасын болжол менен 20°C жогорулашы мүмкүн. Тиштүү насосту интеграциялоо разряддын басымын азайтып, температуранын көтөрүлүшүн жана разряд бурамаларындагы эскирүүнү азайтат. Жабык цикл басымын көзөмөлдөө экструзия туруктуулугун андан ары күчөтүп, жылуулуктун бирдей бөлүштүрүлүшүн жана материалдын оптималдуу касиеттерин камсыз кылат.

Белгилүү пластикалык колдонмолор үчүн тигүү күчү

Белгилүү колдонмолорго кесүү күчүн тигүү пластикалык материалдардын иштешин жакшыртат. Мисалы, PLA композиттерине пластификаторлорду кошуу ийкемдүүлүктү, соккуга туруктуулукту жана механикалык касиеттерди жакшыртат. Электрондук микроскоптун (SEM) сканерленген сүрөттөрү пластмассаланган PLA морттук жүрүм-турумун көрсөткөн пластиктенбеген композиттерге салыштырмалуу көбүрөөк ийкемдүүлүккө ээ экенин көрсөтүп турат.

Ийилүүчү тесттер пластмассаланган композиттердин ийилчээктик модулунун төмөнкү маанилерине ээ экенин көрсөтүп, ийкемдүүлүктүн жогорулашын көрсөтөт. Кошумчалай кетсек, пластификаторлорду кошуу айнек өтүү температурасын (Tg) азайтып, кайра иштетүүнү жеңилдетет. Бул түзөтүүлөр ар кандай пластикалык колдонмолордун уникалдуу талаптарын канааттандыруу үчүн кесүү күчүн ыңгайлаштыруунун маанилүүлүгүн баса белгилейт.

реалдуу убакыт мониторинг жана өлчөө ыкмалары

реалдуу убакыт мониторинг системаларыоператорлорго кесүү күчүн эффективдүү оптималдаштырууга мүмкүнчүлүк берип, экструзия процесси боюнча баалуу түшүнүктөрдү берет. Сенсорлор температура, басым жана момент сыяктуу негизги параметрлерди өлчөп, экструзия шарттарын так көзөмөлдөөнү сунуштайт.

Жабык цикл системалары сыяктуу өнүккөн мониторинг ыкмалары басымдын ырааттуу орнотууларын сактап, продукциянын сапатына шек келтирүүчү термелүүлөрдүн алдын алат. Бул системалар ошондой эле материалдык агымдагы аномалияларды аныктап, операторлорго дароо оңдоолорду киргизүүгө мүмкүндүк берет. Реалдуу убакыттагы маалыматтарды колдонуу менен өндүрүүчүлөр пластмассадан жасалган кош бурама экструдер эң жогорку эффективдүү иштеп, жогорку сапаттагы өндүрүштү камсыздайт.

Жылуу күчү аралашуу, жылуулук туруктуулугу жана механикалык күч сыяктуу материалдын касиеттерин калыптандыруучу пластикалык эгиз бурама экструзиясынын негизи болуп кала берет. Бул күчтү оптималдаштыруу продукциянын сапатын жана процесстин натыйжалуулугун жогорулатат.

Кыйылуу күчүн башкаруудагы инновацияларды улантуу пластикти иштетүүдө жаңы мүмкүнчүлүктөрдү ачат. Изилдөөчүлөр жана инженерлер экструзия натыйжаларын андан ары тактоо үчүн алдыңкы ыкмаларды изилдөөлөрү керек.

Көп берилүүчү суроолор

Эгиз бурама экструзияда кесүү күчүнүн негизги функциясы кандай?

Жылуу күчү материалды эрүү, аралаштыруу жана гомогенизациялоону жеңилдетет. Ал экструзия учурунда жылуулук жана механикалык касиеттерге таасирин тийгизип, продукциянын туруктуу сапатын камсыздайт.

Операторлор эки бурама экструдерде кесүү күчүн кантип көзөмөлдөй алышат?

Операторлор бурмалоо ылдамдыгын жөндөп, бурамалар геометриясын ыңгайлаштырат жана кесүү күчүн эффективдүү жөнгө салуу үчүн басым жана момент сыяктуу реалдуу убакыт параметрлерин көзөмөлдөйт.

Жылуу күчү менен температураны тең салмактоо эмне үчүн маанилүү?

Жылуу күчү менен температураны тең салмактооматериалдын бузулушуна жол бербейт, бирдей аралашууну камсыз кылат жана жогорку сапаттагы өндүрүш үчүн оптималдуу экструзия шарттарын сактайт.