การออกแบบประสิทธิภาพการประมวลผลผลกระทบของสกรูสกรูทรงกรวยเป็นอย่างไร

ในขอบเขตของการอัดรีดพลาสติกและการฉีดขึ้นรูป ถังกรวยสกรู เป็นรากฐานที่สำคัญของประสิทธิภาพ การออกแบบนั้นมีผลโดยตรงต่อการไหลของวัสดุการใช้พลังงานและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ในขณะที่มีหลายปัจจัยที่นำไปสู่ประสิทธิภาพการประมวลผลเรขาคณิตการรักษาพื้นผิวและความสมบูรณ์ของโครงสร้างของสกรูกระบอกทรงกรวยมีบทบาทสำคัญ
1. เรขาคณิต: รากฐานของการเปลี่ยนแปลงการไหลของวัสดุ
การออกแบบเรียวของสกรูกรวยบาร์เรลสร้างโซนการบีบอัดแบบค่อยเป็นค่อยไปซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการประมวลผลวัสดุที่ไวต่อความร้อนเช่นพีวีซีหรือพลาสติกวิศวกรรม ซึ่งแตกต่างจากสกรูแบบขนานเรขาคณิตกรวยจะเพิ่มพื้นที่สัมผัสพื้นผิวระหว่างสกรูและกระบอกสูบขณะที่วัสดุเคลื่อนที่ไปทางปลายคายประจุ การบีบอัดแบบค่อยเป็นค่อยไปนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่า:
การหลอมละลายแบบสม่ำเสมอ: ความเครียดแรงเฉือนลดลงช่วยลดการย่อยสลายด้วยความร้อน
การรักษาเสถียรภาพของแรงดัน: การไล่ระดับสีความดันที่สอดคล้องกันป้องกันการกักเก็บอากาศและช่องว่าง
การผสมที่ได้รับการปรับปรุง: ความลึกของช่องสัญญาณตัวแปรช่วยเพิ่มการผสมแบบกระจายซึ่งสำคัญสำหรับโพลีเมอร์ที่เติมเต็ม (เช่นไนลอนเสริมเส้นใยแก้ว)
2. อัตราส่วนการบีบอัด: ความเร็วและคุณภาพที่สมดุล
อัตราส่วนการบีบอัด - คำนวณเป็นอัตราส่วนของปริมาตรช่องฟีดโซนของสกรูต่อโซนการวัด - เป็นพารามิเตอร์การออกแบบที่สำคัญ อัตราส่วนการบีบอัดที่สูงขึ้น (เช่น 3: 1) เหมาะสมกับวัสดุความหนืดสูงเช่นยางในขณะที่อัตราส่วนที่ต่ำกว่า (1.5: 1–2.5: 1) ทำงานสำหรับเรซินความหนืดต่ำ อัตราส่วนการสอบเทียบที่ไม่ดีนำไปสู่:
การบีบอัดมากเกินไป: การใช้พลังงานมากเกินไปและความร้อนสูงเกินไป
ต่ำกว่าการบีบอัด: การหลอมละลายที่ไม่สมบูรณ์และความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์ที่ไม่สอดคล้องกัน
เครื่องมือการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ขั้นสูง (FEA) ตอนนี้ช่วยให้วิศวกรสามารถจำลองพลวัตการบีบอัดเพื่อให้มั่นใจว่าอัตราส่วนที่ดีที่สุดสำหรับโพลีเมอร์เฉพาะ
3. วิศวกรรมพื้นผิว: ลดการสึกหรอและการสูญเสียพลังงาน
พื้นผิวของสกรูบาร์เรลจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงาน การชุบโครเมี่ยมของไนเตรด, การชุบโครเมี่ยมหรือทังสเตนคาร์ไบด์ช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานได้มากถึง 40%ตามที่ตรวจสอบโดย ASTM G99 การทดสอบการสึกหรอ ประโยชน์รวมถึง:
ความต้องการแรงบิดที่ลดลง: โหลดมอเตอร์ลดต้นทุนพลังงานลง 8-12%
Extended Service อายุการใช้งาน: การเคลือบลดการเสียดสีจากสารประกอบที่เติมเต็ม (เช่นคาร์บอนแบล็กหรือเซรามิกส์)
การล้างเร็วขึ้น: พื้นผิวที่เรียบเนียนจะลดการยึดเกาะของวัสดุในระหว่างการเปลี่ยนแปลงสีหรือเรซิน
กรณีศึกษาปี 2023 จากผู้ผลิตขวดสัตว์เลี้ยงจีนเปิดเผยว่าการเปลี่ยนไปใช้สกรูสกรูพลาสมาไนเตรดบาร์เรลลดลง 20% และค่าบำรุงรักษาต่อปี 35,000 ดอลลาร์
4. การออกแบบที่แบ่งเป็นส่วน: ความยืดหยุ่นสำหรับการประมวลผลหลายวัสดุ
บาร์เรลสกรูรูปกรวยสมัยใหม่มักจะมีส่วนที่เป็นโมดูลาร์ที่เหมาะกับขั้นตอนการประมวลผลเฉพาะ (การให้อาหารการหลอมละลายการระบาย) โมดูลนี้เปิดใช้งาน:
การกำหนดค่าใหม่อย่างรวดเร็ว: การปรับให้เข้ากับวัสดุที่หลากหลายโดยไม่ต้องเปลี่ยนสกรูทั้งหมด
การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ: โซนความร้อน/ความเย็นอิสระป้องกันฮอตสปอต
การ devolatilization ที่มีประสิทธิภาพ: ส่วนการระบายอากาศโดยเฉพาะลบสารระเหยออกจากเรซินที่มีการดูดความชื้นเช่น ABS
5. การเลือกวัสดุ: ความทนทานภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรง
โลหะผสมประสิทธิภาพสูงเช่น 4140 เหล็กหรือ bimetallic liners ทนต่ออุณหภูมิสูงถึง 400 ° C และแรงดันเกิน 30 MPa สำหรับวัสดุที่มีการกัดกร่อน (เช่นฟลูออโรโพลีเมอร์), Hastelloy หรือการเคลือบสเตลไลท์นั้นขาดไม่ได้ วัสดุเร่งความเร็วที่เลือกได้ไม่ดีเพิ่มอัตราเศษซาก 5-10%.