Vidanın bölümleri nelerdir?

Malzeme vida boyunca ileri doğru hareket ettiğinde sıcaklık, basınç, viskozite vb. değişikliklere uğrar. Bu değişiklik vidanın tüm uzunluğu boyunca farklıdır. Malzemenin değişen özelliklerine göre vida, besleme (besleme) bölümü, sıkıştırma bölümü ve sıkıştırma bölümüne ayrılabilir. bölüm ve homojenleştirme bölümü.
①. Plastikler ve plastiğin üç hali
Plastiklerin iki kategorisi vardır: termoset ve termoplastik. Termoset plastik kalıplanıp katılaştıktan sonra kalıplama için ısıtılamaz ve eritilemez. Termoplastik plastiklerden oluşturulan ürünler yeniden ısıtılıp eritilerek başka ürünler oluşturulabilir.
Sıcaklık değiştikçe termoplastik plastikler üç durum değişikliği üretir: camsı durum, yüksek elastik durum ve viskoz akış durumu. Sıcaklık tekrar tekrar değiştikçe, üç durum da tekrar tekrar değişir.
A. Polimerin farklı özellikleri üç durumda erir:
Camsı durum - plastik sert bir katı gibi görünür; termal kinetik enerji küçüktür, moleküller arası kuvvet büyüktür ve deformasyon esas olarak bağ açısı deformasyonundan kaynaklanır; Genel bir elastik deformasyon olan dış kuvvet kaldırıldıktan sonra deformasyon anında düzelir.
Son derece elastik durum - plastik, kauçuğa benzer bir madde gibi görünür; Deformasyona, zincir segmenti oryantasyonunun neden olduğu makromoleküllerin konformasyonel esnemesi katkıda bulunur ve deformasyon değeri büyüktür; deformasyon, dış kuvvet kaldırıldıktan sonra eski haline dönebilir ancak zamana bağlıdır, bu oldukça elastik bir deformasyondur.
Viskoz akış durumu - plastik oldukça viskoz bir eriyik olarak görünür; termal enerji, zincir moleküllerinin göreceli kayma hareketini daha da yoğunlaştırır; deformasyon geri döndürülemez ve plastik deformasyona aittir
B. Plastik işleme ve plastiğin üç durumu:
Plastikler camsı haldeyken işlenebilir. Yüksek elastik durumda, tel çekme, ekstrüzyon, şişirme ve ısıyla şekillendirme gibi gerilebilir ve işlenebilir. Viskoz akış durumunda kaplama, rotasyonel kalıplama ve enjeksiyonlu kalıplama ile işlenebilir.
Sıcaklık viskoz akış durumundan yüksek olduğunda plastik termal olarak ayrışır ve sıcaklık camsı durumdan düşük olduğunda plastik kırılgan hale gelir. Plastik sıcaklığı viskoz akış durumundan yüksek veya camsı durumdan düşük olduğunda, termoplastik plastik ciddi şekilde bozulma ve tahrip olma eğilimi gösterir, bu nedenle plastik ürünleri işlerken veya kullanırken bu iki sıcaklık alanından kaçınılmalıdır.
②. Üç aşamalı vida
Ekstruderde plastiğin üç fiziksel durumu vardır: camsı durum, oldukça elastik durum ve viskoz akış durumu. Her eyaletin vida yapısı için farklı gereksinimleri vardır.
C. Farklı durumların gereksinimlerine uyum sağlamak için ekstruderin vidası genellikle üç bölüme ayrılır:
Besleme bölümü L1 (katı taşıma bölümü de denir)
Eritme bölümü L2 (sıkıştırma bölümü olarak adlandırılır)
Homojenizasyon bölümü L3 (ölçüm bölümü olarak adlandırılır)
Bu genellikle üç aşamalı vida olarak bilinir. Bu üç aşamada plastiğin ekstrüzyon işlemi farklıdır.
Besleme bölümünün görevi hazneden beslenen malzemeyi sıkıştırma bölümüne göndermektir. Plastik, hareket sırasında genellikle katı halde kalır ve ısı nedeniyle kısmen erir. Besleme bölümünün uzunluğu plastiğin türüne göre değişir ve hazneden çok uzak olmayan bir yerde başlayıp vidalı kapağın toplam uzunluğunun %75'inde bitebilir.
Genel olarak konuşursak, ekstrüde kristalin polimerler en uzun olanlardır, bunu sert amorf polimerler takip eder ve yumuşak amorf polimerler en kısadır. Besleme bölümünün mutlaka sıkıştırma üretmemesi nedeniyle vida oluğunun hacmi değişmeden kalabilir. Helis açısının boyutunun bu bölümün besleme kapasitesi üzerinde daha büyük bir etkisi vardır ve bu da aslında ekstrüderin üretkenliğini etkiler. Genellikle toz halindeki malzemelerin spiral açısı yaklaşık 30 derecedir ve bu en yüksek verimliliğe sahiptir. Kare malzemelerin spiral açısı yaklaşık 15 derece, küresel malzemelerin spiral açısı ise 17 derece civarında olmalıdır.
Besleme bölümündeki vidanın ana parametreleri:
Helis açısı ψ genellikle 17 derece ~20 derecedir.
Vida oluk derinliği H1, homojenizasyon bölümünde vida oluk derinliği belirlendikten sonra vidanın geometrik sıkıştırma oranı ε temel alınarak hesaplanır.
Besleme bölümünün uzunluğu L1 ampirik formülle belirlenir:
Amorf polimer için L1=(10%-20%)L
Kristal polimer için L1=(60%-65%)L
Sıkıştırma bölümünün (geçiş bölümü) işlevi, malzemeyi sıkıştırmak, malzemeyi katı halden erimiş hale dönüştürmek ve malzemedeki havayı ortadan kaldırmaktır; malzemenin içindeki gazın besleme bölümüne geri itilmesi, malzemenin sıkıştırılması ve malzemenin eridiğinde hacminin azaltılmasına uyum sağlamak amacıyla. Küçük boyutundan dolayı vidanın bu bölümü plastiğin daha fazla kesilmesine ve sıkıştırılmasına neden olacaktır. Bu nedenle vida kanalının hacmi genellikle kademeli olarak azaltılır ve azalmanın derecesi plastiğin sıkıştırma oranına (ürünün özgül ağırlığı/plastiğin görünen özgül ağırlığı) göre belirlenir. Sıkıştırma oranı sadece plastiğin sıkıştırma oranıyla değil aynı zamanda plastiğin şekliyle de ilgilidir. Tozun özgül ağırlığı küçük ve sürüklenen hava miktarı çok fazla olduğundan daha büyük bir sıkıştırma oranı gerektirir (4~5'e kadar), peletler ise yalnızca 2,5~3'tür.
Sıkıştırma bölümünün uzunluğu esas olarak plastiğin erime noktası ve diğer özellikleriyle ilgilidir. 150 derecenin üzerinde erimeye başlayan polivinil klorür gibi geniş erime sıcaklığı aralığına sahip plastikler, toplam vida uzunluğunun %100'üne ulaşan en uzun sıkıştırma kesitine (gradyan tipi) ve dar erime sıcaklığı aralığına sahip polietilene (düşük) sahiptir. yoğunluklu polietilen 105~120 derece, yüksek yoğunluklu polietilen (125~135 derece), vb., çok dar erime sıcaklığı aralığına sahip çoğu polimer için sıkıştırma bölümü vidanın toplam uzunluğunun %45~50'sidir; poliamid, sıkıştırma bölümünün uzunluğu yalnızca bir adımdır.
Eritme bölümü vidasının ana parametreleri:
Sıkıştırma oranı ε: genel olarak vida besleme bölümündeki ilk oyuğun hacminin homojenizasyon bölümündeki son oyuğun hacmine oranı olan geometrik sıkıştırma oranını ifade eder.
ε=(Ds-H1)H1/(Ds-H3)≈H1/H3
Formülde H1 - besleme bölümündeki ilk vida yuvasının derinliği
H3--Homojenleştirme bölümündeki son oluğun derinliği
Erime bölümü uzunluğu L2 ampirik formülle belirlenir:
Amorf polimer için L2=55%~65%L
Kristal polimerler için L2=(1-4)Ds
Homojenizasyon bölümünün (ölçüm bölümü) işlevi, kalıpta oluşturmak için erimiş malzemeyi sabit hacimde (kantitatif miktarda) ve sabit basınçta makine kafasına beslemektir. Homojenleştirme bölümünün kanal hacmi, besleme bölümününki kadar sabittir. Malzemelerin vida başının ölü köşesinde kalmasını ve ayrışmaya neden olmasını önlemek için vida başı genellikle koni veya yarım daire şeklinde tasarlanır; bazı vidaların homojenleştirme bölümü, torpido başlığı adı verilen tamamen pürüzsüz bir yüzeye sahip bir çubuktur, ancak oyulmuş olanlar da vardır. Desenler halinde yiv açılmış veya frezelenmiştir. Torpido başlığı, malzemeyi karıştırma ve kontrol etme, akış sırasında titreşim olayını ortadan kaldırma ve malzemenin basıncını artırma, malzeme katmanının kalınlığını azaltma, ısıtma durumunu iyileştirme ve vidanın plastikleştirme verimliliğini daha da artırma işlevine sahiptir. . Bu bölüm vidanın toplam uzunluğunun %20 ila 25'i kadar olabilir.
Homojenizasyon bölümündeki vidanın önemli parametreleri:
Vida oluğu derinliği H3, H3=(0.02-0.06)Ds deneysel formülüyle belirlenir.
L3 uzunluğu aşağıdaki formül L3=(20%-25%)L ile belirlenir
D. Eriyik taşıma teorisine göre, vidalı homojenleştirme bölümünde dört tür eriyik akışı vardır. Vida oluğundaki erimiş malzemenin akışı bu dört akışın birleşimidir:
İleri akış - plastik eriyiğin namlu ile vida arasındaki oluk yönü boyunca makine kafasına doğru akışı.
Karşı akış - makine kafasının, gözenekli plakanın, filtre plakasının vb. direncinin neden olduğu basınç gradyanının neden olduğu akış yönü ileri akışın tersidir.
Çapraz akış - ekstrüzyon işlemi sırasında eriyiğin karıştırılmasını ve ısı değişimini etkileyen, iplik çeperine dik yön boyunca eriyiğin akışı.
Sızıntı akışı - vidanın eksenel yönü boyunca basınç gradyanı nedeniyle vida ile namlu arasındaki boşlukta oluşan geri akış.
2. Sıradan vidanın yapısı
Geleneksel tam dişli üç bölümlü vidalar, diş kaldırma ve oluk derinliğindeki değişikliklere göre üç forma ayrılabilir:
(1) Eşit aralıklı derinlik vidası
Oluk derinliğinden eşit uzaklıkta derinlik değiştiren vidanın hızı iki forma ayrılabilir:
① Eşit mesafeli gradyan vidası: Besleme bölümünden homojenleştirme bölümündeki son vida oluğuna kadar derinliği giderek sığlaşan bir vida. Daha uzun erime bölümü boyunca oluk derinliği giderek sığlaşır.
② İzometrik mutasyon vidası: yani besleme bölümündeki ve homojenizasyon bölümündeki vida oluk derinliği değişmeden kalır, ancak eritme bölümündeki oluk derinliği aniden sığlaşır
(2) Sabit derinlikli, değişken adımlı vida
Sabit derinlikli değişken hatveli vida, vida oluğunun derinliğinin değişmeden kalması ve vida adımının besleme bölümündeki ilk vida oluğundan homojenizasyon bölümünün sonuna kadar giderek daralması anlamına gelir.
Sabit derinlikli değişken adımlı vidanın özelliği, vida oluğunun sabit derinliği nedeniyle, vidanın besleme portundaki kesit alanının daha büyük olması ve yeterli güce sahip olmasıdır, bu da dönüş hızını arttırmaya elverişlidir, böylece verimliliği artırır. Bununla birlikte, vidanın işlenmesi zordur, eriyik geri akışının akışı büyüktür ve homojenleştirme etkisi zayıftır, bu nedenle nadiren kullanılır.
(3) Değişken derinlik ve değişken adımlı vida
Değişken derinlik ve değişken hatveli vida, oluk derinliği ve iplik kaldırma açısı, besleme bölümünün başlangıcından homojenizasyonun sonuna kadar kademeli olarak değişen, yani iplik kaldırmanın daha genişten giderek daraldığı ve vida oluğunun kademeli olarak değiştiği bir vidayı ifade eder. derinlik giderek derinden sığlaşır. Bu vida önceki iki vidanın özelliklerine sahiptir ancak işlenmesi zordur ve nadiren kullanılır.
3. Vida malzemesi
Vida, ekstruderin önemli bir bileşenidir. Vida malzemesi yüksek sıcaklık direnci, aşınma direnci, korozyon direnci, yüksek mukavemet vb. özelliklere sahip olmalıdır. Ayrıca iyi kesme performansına, ısıl işlemden sonra küçük artık gerilime ve küçük termal deformasyona sahip olmalıdır.
Ekstruder vidasının malzemesi için aşağıdaki özel gereksinimler vardır:
①Yüksek mekanik özellikler. Yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı çalışma koşullarına uyum sağlayacak ve vidanın ömrünü uzatacak yeterli dayanıma sahip olmalıdır.
② İyi mekanik işleme performansı. Daha iyi kesme performansına ve ısıl işlem performansına sahip olmalıdır.
③İyi korozyon direnci ve aşınma önleyici özellikler.
④ Malzemelerin elde edilmesi kolaydır.