Ý nghĩa của máy đùn: Các loại, nguyên tắc làm việc và hướng dẫn mua đầy đủ

Có lần, một kỹ sư bảo trì tại một nhà máy sản xuất ống cỡ trung bình dừng lại trước dây chuyền ép đùn của anh ấy và hỏi chúng tôi một câu hỏi nghe có vẻ đơn giản hơn. Anh ta chỉ vào thùng dài, được làm nóng, gắn giữa hộp số và đầu khuôn và nói: "Người vận hành gọi đây là máy đùn, nhưng khi anh ta hỏi tôi rằng chiếc máy này thực sự làm gì, tôi cần một câu trả lời hay hơn là 'nó tạo ra ống'". Câu trả lời hữu ích nhất là máy đùn là một máy tạo hình liên tục. Nó lấy các hạt nhựa rời, làm tan chảy chúng bên trong thùng được gia nhiệt với sự trợ giúp của vít quay, sau đó ép vật liệu nóng chảy qua khuôn để tạo ra sản phẩm có tiết diện cố định.

Trong vài thập kỷ qua, máy đùn trục vít đã trở thành thiết bị sản xuất được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành chế biến nhựa. Ống nước, khung cửa sổ, cáp cách điện, túi mua hàng, màng đóng gói, tấm xốp và thậm chí cả các viên cấp liệu cho máy ép phun đều đi qua máy đùn tại một số thời điểm trong đời. Mục đích của bài viết này là giải thích ý nghĩa của máy đùn theo cách thực tế: đầu tiên là định nghĩa, sau đó là trình tự làm việc, sau đó là các loại máy chính, thuật ngữ trục vít và thùng tiêu chuẩn mà bạn sẽ gặp trong bảng dữ liệu và cuối cùng là các điểm lựa chọn và bảo trì quyết định xem dây chuyền ép đùn có chạy trơn tru hay tốn quá nhiều thời gian ở xưởng sửa chữa.

Máy đùn là một máy tạo hình liên tục: nó làm tan chảy các hạt nhựa trong thùng được gia nhiệt bằng trục vít quay và ép nóng chảy qua khuôn để tạo ra một chi tiết dài có tiết diện không đổi.

Máy đùn có nghĩa là gì? Một định nghĩa thực tế

Trong từ điển, từ máy đùn có nghĩa rất rộng. Nó mô tả một người hoặc một cỗ máy ép đùn thứ gì đó và trong thuật ngữ sản xuất, định nghĩa máy đùn thường đề cập đến một cỗ máy định hình vật liệu bằng cách ép nó qua khuôn. Máy đùn kim loại đẩy các phôi nhôm đã được nung nóng qua khuôn để tạo thành các biên dạng; máy đùn đất sét tạo hình gạch ngói; máy đùn thực phẩm nấu và tạo hình đồ ăn nhẹ và mì ống. Tuy nhiên, trong ngành nhựa, ý nghĩa của máy đùn đã gắn chặt với một loại máy cụ thể: máy đùn trục vít, đôi khi được gọi là máy đùn loại trục vít hoặc máy đùn trục vít.

Sự khác biệt rất quan trọng vì máy đùn nhựa làm được nhiều việc hơn là đẩy vật liệu qua khuôn. Nó cũng làm tan chảy polyme, trộn các chất phụ gia vào đó, khử khí và tạo áp suất. Máy thực hiện các tác vụ này trong một hoạt động liên tục. Đó là điểm khác biệt giữa máy đùn thực sự và máy bơm đơn giản hoặc máy trộn mẻ. Khi một kỹ sư nói "chúng tôi đang gặp sự cố với máy đùn", anh ấy thường muốn nói đến toàn bộ cụm trục vít và thùng, cùng với hệ thống truyền động, hệ thống sưởi và điều khiển của nó.

Việc tách máy khỏi quy trình cũng rất hữu ích. Đùn là quá trình hình thành liên tục; một máy đùn là thiết bị thực hiện nó. Nhiều dây chuyền ép đùn thực tế được xây dựng xung quanh một máy đùn cộng với một số bộ phận tiếp theo: khuôn dập, bộ hiệu chuẩn, máng làm mát, máy kéo và máy cắt. Đây là lý do tại sao hai nhà máy đều có thể sản xuất cùng một đường kính ống nhưng vẫn có dây chuyền hoàn toàn khác nhau, tùy thuộc vào thiết kế trục vít, lớp lót thùng và thiết bị phụ trợ.

Cuối cùng, không nên nhầm lẫn ý nghĩa của máy đùn với máy ép phun. Cả hai đều sử dụng vít trong thùng được gia nhiệt và đều xử lý vật liệu nhựa nhiệt dẻo, nhưng máy ép phun hoạt động không liên tục: nó chuyển động qua lại vít, đổ đầy khuôn kín, mở khuôn, đẩy bộ phận ra và lặp lại chu trình. Máy đùn cung cấp dòng nóng chảy liên tục và chỉ đạt trạng thái ổn định khi trục vít quay liên tục ở tốc độ ổn định và dòng chảy nóng chảy trở nên nhất quán. Hiểu được yêu cầu về trạng thái ổn định này là bước đầu tiên để hiểu mọi thứ khác về quá trình ép đùn.

Trong nhựa, máy đùn là một máy chạy bằng trục vít liên tục làm tan chảy, trộn và thải polyme dưới áp suất; cặp vít và thùng chứ không phải riêng khuôn sẽ quyết định toàn bộ quá trình hoạt động tốt như thế nào.

Máy đùn hoạt động như thế nào? Nguyên tắc làm việc

Mọi máy đùn trục vít, bất kể thương hiệu hay kích cỡ, đều hoạt động theo cùng một nguyên tắc vật lý: một trục vít quay bên trong thùng được lắp chặt, kéo polyme dạng hạt về phía trước trong khi nhiệt và ma sát làm mềm nó. Nếu thùng trong suốt và bạn có thể phóng to kênh vít, bạn sẽ thấy nhựa chuyển động như một làn sóng xoắn ốc liên tục. Năm giai đoạn riêng biệt diễn ra trong hành trình ngắn ngủi đó từ phễu đến xúc xắc.

Năm giai đoạn từ hạt đến tan chảy

1. Cho ăn. Các viên hoặc bột từ phễu rơi vào rãnh vít khi vít quay kéo vật liệu về phía trước. Vùng cấp liệu, với các đường bay sâu, xác định lượng vật liệu có thể vào máy.
2. Tan chảy. Ma sát giữa vít quay và thành thùng, cộng với nhiệt từ bộ gia nhiệt thùng, bắt đầu làm nóng chảy polyme. Trong vùng nén, khi thể tích kênh trở nên nhỏ hơn, các hạt được nén vào bề mặt thùng nóng và màng tan chảy phát triển.
3. Trộn. Sự tan chảy tiếp tục về phía trước, và các chuyến bay trục vít tạo ra lực cắt giúp phân tán đều các chất phụ gia, chất màu, chất độn và sợi thủy tinh qua quá trình tan chảy.
4. Đo sáng. Trong vùng đo sáng, kênh có độ sâu nông không đổi. Ở đây trục vít hoạt động như một máy bơm chuyển vị dương, cung cấp dòng chảy ổn định, được kiểm soát áp suất tới khuôn.
5. Hình thành khuôn. Ở cuối thùng, chất tan chảy được ép qua lỗ khuôn, tạo nên hình dạng cho sản phẩm. Thiết bị hạ lưu kéo, làm nguội và cắt biên dạng mới nổi.

Các thành phần tạo nên trình tự khả thi

Mỗi giai đoạn phụ thuộc vào một thành phần cơ khí cụ thể. Thùng là một ống thép dày, cứng, chứa vật liệu và hấp thụ nhiệt. Vít là bộ phận chuyển động giúp truyền tải và nhào trộn nhựa; đường kính và tỷ lệ chiều dài trên đường kính của nó chủ yếu kiểm soát sản lượng và chất lượng tan chảy. Hệ thống truyền động, thường là động cơ AC có hộp số, xác định mô-men xoắn và tốc độ trục vít. Các dải gia nhiệt xung quanh thùng cung cấp thêm nhiệt khi khởi động và điều chỉnh nhiệt độ thùng, trong khi quạt làm mát hoặc kênh nước sẽ loại bỏ nhiệt dư thừa khi độ cắt nóng chảy cao. Khuôn là lỗ định hình cuối cùng và là bộ thay đổi màn hình hoặc tấm ngắt ở phía trước bộ lọc khuôn bị nhiễm bẩn. Tất cả các thành phần này phải hoạt động cùng nhau vì polyme không tan chảy thành một khối duy nhất; nó tan chảy dần dần, và bất kỳ sự xáo trộn nào trong một giai đoạn sẽ làm thay đổi các điều kiện ở mọi giai đoạn sau.

Khi máy hoạt động bình thường, dòng chảy nóng chảy ở khuôn là đồng đều và đầu ra trên mỗi vòng quay của trục vít ổn định. Khi một trong các bộ phận bắt đầu hỏng, các dấu hiệu đầu tiên hầu như luôn xuất hiện dưới dạng sự thay đổi về công suất, áp suất hoặc nhiệt độ nóng chảy. Đây là lý do tại sao các đội bảo trì có kinh nghiệm theo dõi đồng hồ đo áp suất và chỉ số cường độ dòng điện của động cơ thay vì chờ đợi các lỗi sản phẩm có thể nhìn thấy được.

Hình dạng trục vít cũng kiểm soát thời gian lưu trú và tốc độ cắt. Vít dài có tỷ số nén nhẹ cho thời gian lưu lâu hơn và tốc độ cắt thấp hơn, lý tưởng cho các vật liệu nhạy nhiệt như PVC. Vít ngắn có tỷ số nén dốc áp dụng tốc độ cắt cao, giúp cải thiện quá trình trộn nhưng làm tăng nhiệt độ nóng chảy. Sự cân bằng này diễn ra ở mọi loại vít được mô tả trong chương tiếp theo.

Tất cả các máy đùn đều tuân theo trình tự năm giai đoạn giống nhau: cấp liệu, nấu chảy, trộn, đo sáng và tạo khuôn; sự mất cân bằng ở bất kỳ giai đoạn nào ngay lập tức xuất hiện dưới dạng biến động đầu ra hoặc trôi dạt nhiệt độ nóng chảy.

Các loại máy đùn chính và ý nghĩa của từng tên

Trong cuộc trò chuyện thực tế, "bạn có loại máy đùn nào?" hầu như luôn đề cập đến việc sắp xếp vít. Vít là bộ phận đặt tên cho máy: máy đùn trục vít đơn, máy đùn trục vít đôi, máy đùn con lăn hành tinh hoặc máy đùn ram. Mỗi thiết kế tồn tại vì nó giải quyết một vấn đề xử lý khác nhau và việc chọn sai sẽ hạn chế sản lượng hoặc làm hỏng vật liệu.

Máy đùn trục vít đơn

Máy đùn trục vít đơn là loại phổ biến nhất trên thế giới và là loại máy mà hầu hết mọi người đều ám chỉ khi họ nói "máy đùn". Nó bao gồm một trục vít quay trong một thùng, thường có lỗ khoan trơn hoặc phần cấp liệu có rãnh. Ưu điểm của nó là cấu trúc đơn giản, chi phí thấp, vận hành dễ dàng và đầu ra đáng tin cậy cho các vật liệu được xác định rõ như polyetylen, polypropylen và polystyrene. Hầu hết các dây chuyền ống, profile, màng và tấm đều sử dụng máy đùn trục vít đơn vì những sản phẩm này yêu cầu phân phối nóng chảy ổn định hơn là trộn chuyên sâu.

Thiết kế trục vít cho máy trục vít đơn tuân theo hình học ba vùng cổ điển: vùng cấp liệu, vùng nén và vùng đo sáng. Độ sâu và chiều dài của từng vùng xác định tỷ lệ nén, thường nằm trong khoảng từ 2:1 đến 3,5:1 đối với các polyme có mục đích chung. Với vít được chọn phù hợp, máy đùn trục vít đơn có thể tạo ra áp suất nóng chảy rất ổn định, nhưng nó là một máy trộn vừa phải; chất độn và chất màu có thể phân tán kém trừ khi vít có thêm bộ phận trộn. Đối với nhiều bộ xử lý, câu trả lời là mua vít và nòng đơn thành một cặp phù hợp từ nhà sản xuất chuyên dụng thay vì mua từ các nguồn riêng biệt.

Bộ trục vít và thùng đơn phù hợp để ép đùn ổn định Nhà cung cấp này cung cấp các cặp trục vít và nòng đơn phù hợp được thiết kế để có áp suất nóng chảy ổn định trong các ứng dụng lâu dài như ống PE, màng và tấm. Kết cấu thép hợp kim được gia công chính xác hỗ trợ quá trình dẻo hóa ổn định và giảm mài mòn. Xem sản phẩm →

Các ứng dụng điển hình của máy trục vít đơn bao gồm ống nước PE, ống PPR, màng polyetylen, tấm PP, profile PS và cách điện cáp. Trong những công việc này, máy chạy một vật liệu trong thời gian dài và biên dạng trục vít chỉ được điều chỉnh cho phù hợp với vật liệu đó.

Máy đùn trục vít đôi: song song và hình nón

Khi ứng dụng yêu cầu trộn tốt hơn hoặc xử lý trực tiếp bột, máy đùn trục vít đôi thường là câu trả lời tốt hơn. Đúng như tên gọi, máy có hai con vít cạnh nhau trong một thùng; các vít có thể ăn khớp hoặc không ăn khớp, cùng quay hoặc quay ngược chiều. Đối với hỗn hợp nhựa nhiệt dẻo, cách sắp xếp phổ biến nhất là các vít đôi song song quay đồng trục. Lỗ khoan hình số 8 và cấu hình vít tự lau mang lại khả năng thay mới bề mặt tốt và hiệu suất trộn cao với thời gian lưu trú ngắn hơn nhiều so với máy trục vít đơn. Bài viết kỹ thuật trước đây của chúng tôi giải thích cách công nghệ trục vít đôi song song giúp trộn, vận chuyển và xử lý vật liệu hiệu quả một cách chi tiết từng bước.

Máy đùn trục vít đôi hình nón hoạt động khác nhau. Các vít rộng hơn ở đầu cấp liệu và hẹp hơn ở đầu xả, đồng thời nòng súng có dạng hình nón này. Thiết kế này nén vật liệu dần dần, tạo ra sự nóng chảy nhẹ nhàng, độ cắt thấp. Máy trục vít đôi hình nón được sử dụng rộng rãi cho ống và profile PVC cứng, vì PVC nhạy cảm với nhiệt và lực cắt; hình dạng hình nón giữ nhiệt độ nóng chảy thấp trong khi vẫn mang lại công suất cao ở tốc độ trục vít thấp.

Trục vít đôi hình nón và thùng để xử lý PVC nhẹ nhàng Các cụm trục vít và nòng đôi hình nón cung cấp khả năng nóng chảy lý tưởng cho các ống và biên dạng PVC cứng. Thép hợp kim chất lượng cao với hình học được tối ưu hóa giúp cải thiện tính đồng nhất khi trộn đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng và chi phí bảo trì. Xem sản phẩm →

Đối với bộ xử lý, sự khác biệt thực tế có thể được tóm tắt là: vít đôi song song kết hợp tốt nhất và lý tưởng cho các hợp chất, masterbatch và viên; vít đôi hình nón tan chảy nhẹ nhàng và lý tưởng cho bột PVC và hồ sơ. Các cặp dụng cụ và vít không thể hoán đổi cho nhau giữa hai loại, ngay cả khi đường kính ngoài giống nhau, vì hình dạng côn là duy nhất cho mỗi kiểu máy.

Máy đùn con lăn hành tinh

Máy đùn con lăn hành tinh là một thiết kế đặc biệt chiếm vị trí trung gian giữa trục vít đơn và trục vít đôi. Trục vít chính, được gọi là trục quay mặt trời hoặc trục xoay trung tâm, được bao quanh bởi một số trục quay hành tinh nhỏ hơn quay bên trong thùng có thành bên trong có rãnh. Kết quả là bề mặt trao đổi nhiệt rất lớn với chiều dài nhỏ gọn. Vật liệu được cắt thành nhiều khe hở nhỏ ở cùng nhiệt độ, mang lại độ đồng đều nhiệt tuyệt vời mà không bị cắt cơ học cao. Những máy này thường đóng vai trò là máy bơm tan chảy trong dây chuyền màng và tấm, hoặc là giai đoạn trộn cuối cùng ngay trước khi thay đổi màn hình, nơi chúng loại bỏ các chất kết tụ và chênh lệch nhiệt độ do một trục vít ngược dòng để lại.

Máy đùn đặc biệt được sử dụng trong chế biến cao su và bọt

Máy đùn cao su, còn được gọi là vít cao su cấp ấm hoặc cấp nguội, được thiết kế cho các hợp chất cao su; chúng có những chuyến bay sâu hơn và tốc độ thấp hơn để tránh làm quá nóng chất đàn hồi. Đối với polyetylen tạo bọt, các bộ xử lý sử dụng bộ trục vít ép đùn bọt EPE, được tối ưu hóa để bơm chất tạo bọt vào nóng chảy ở áp suất ổn định. Ngoài ra còn có máy đùn ram, đẩy một khối vật liệu rắn, chẳng hạn như PTFE hoặc UHMWPE, về phía trước bằng pít-tông thay vì vít quay. Những máy này không làm nóng chảy polyme giống như máy trục vít; chúng dựa vào áp suất cao và khuôn được làm nóng.

Tên của máy đùn cho bạn biết cách sắp xếp vít của nó và cách sắp xếp đó xác định vật liệu mà nó có thể xử lý, năng lượng trộn mà nó có thể cung cấp và hình dạng sản phẩm mà nó có thể duy trì một cách kinh tế.

Trục vít và thùng: Các thành phần cốt lõi xác định máy đùn

Cả người thiết kế máy và người bảo trì có kinh nghiệm sẽ nói với bạn rằng máy đùn thực sự là trục vít và thùng. Động cơ, hộp số và hệ thống sưởi chỉ tồn tại để quay trục vít và giữ thùng ở nhiệt độ chính xác. Nếu cặp vít và nòng hoạt động kém thì không có gì ở hạ lưu có thể khắc phục được. Chương này giải thích hình học, vật liệu và cửa sổ xử lý xác định cách hiểu một bộ thùng vít.

Hình học trục vít: Đường kính, tỷ lệ L/D và tỷ lệ nén

Số đầu tiên trong bất kỳ bảng dữ liệu máy đùn nào là đường kính trục vít, thường được tính bằng milimét. Ví dụ, máy đùn trục vít đơn 75 mm có nghĩa là đường kính ngoài của trục vít là 75 mm; công suất đầu ra tỷ lệ gần đúng với bình phương đường kính, do đó, vít 90 mm có thể mang lại công suất đầu ra cao hơn đáng kể ở cùng tốc độ vít. Số thứ hai là tỷ lệ L/D, tỷ lệ giữa chiều dài nòng súng và đường kính trục vít. Vít 75 mm có tỷ lệ L/D là 30 có nghĩa là chiều dài nòng hiệu quả là 2250 mm. Máy dài hơn cung cấp thời gian lưu trú lâu hơn và thời gian trộn dài hơn, điều này rất hữu ích khi các chất phụ gia phải được trộn dần dần.

Tỷ lệ nén là tỷ lệ giữa độ sâu kênh trong vùng cấp dữ liệu và độ sâu kênh trong vùng đo sáng. Nó thể hiện mức độ nén của vật liệu khi nó di chuyển dọc theo trục vít. Vít đa dụng điển hình có tỷ lệ nén từ 2,5:1 đến 3:1. Nếu tỷ lệ quá thấp, chất tan chảy không đủ áp suất và sản lượng tăng vọt; nếu nó quá cao, chất tan chảy sẽ quá nóng và polyme sẽ bị phân hủy.

Kết cấu thùng và lớp lót bên trong

Thùng phải chứa áp suất cao, dẫn nhiệt đều và chống mài mòn. Máy đùn nhỏ sử dụng thùng nguyên khối được làm từ thép cứng có xử lý thấm nitơ trên lỗ khoan. Các máy lớn và máy chạy vật liệu mài mòn hoặc ăn mòn sử dụng thùng lưỡng kim: vỏ thép chắc chắn với lớp lót bên trong rất cứng được áp dụng bằng cách đúc ly tâm hoặc thiêu kết. Các vật liệu lót phổ biến nhất là hợp kim sắt có hàm lượng crom cao và cacbua vonfram.

Sự mài mòn trong thùng thường xuất hiện đầu tiên ở khu vực cấp liệu vì vật liệu vẫn còn rắn ở đó và tạo ra ma sát cao qua các viên. Đối với vật liệu gia cố bằng sợi thủy tinh, vùng mài mòn cao thường chuyển sang vùng đo sáng, nơi có tốc độ nóng chảy cao và các đầu sợi làm mòn kim loại. Ăn mòn, thường xảy ra khi xử lý PVC hoặc một số chất chống cháy nhất định giải phóng khí axit, tấn công toàn bộ chiều dài thùng. Sự lựa chọn chính xác giữa thép nitrided, lưỡng kim crom cao và cacbua vonfram lưỡng kim phụ thuộc vào công thức vật liệu chứ không chỉ phụ thuộc vào ngân sách.

Vít và thùng lưỡng kim cho vật liệu mài mòn và ăn mòn Các tùy chọn trục vít và nòng lưỡng kim với cacbua vonfram hoặc hợp kim gốc niken mang lại tuổi thọ lâu dài cho nhựa ăn mòn và gia cố bằng sợi thủy tinh. Độ cứng lên tới HRC60-70 giúp giảm tần suất thay thế và hỗ trợ hoạt động liên tục ở nhiệt độ cao. Xem sản phẩm →

Các loại thép trục vít tuân theo cùng một triết lý. Vít thấm nitơ được làm cứng trong quá trình xử lý thấm nitơ bằng khí và cung cấp giải pháp chi phí thấp cho các polyme tiêu chuẩn. Đối với các hợp chất mài mòn, vít lưỡng kim có bề mặt cứng trên các mép bay hoặc lớp phủ bảo vệ toàn diện sẽ kéo dài tuổi thọ sử dụng một cách đáng kể. Một số bộ xử lý chọn thiết kế vít có thể hoán đổi cho nhau, còn được gọi là vít mô-đun, để cùng một máy có thể chạy nhiều công thức sản phẩm bằng cách chỉ thay đổi vít, một phương pháp cũng giúp đơn giản hóa việc bảo trì.

Chọn cửa sổ xử lý: Tại sao cài đặt nhiệt độ thùng tuân theo nguyên liệu

Điểm đặt nhiệt độ thùng không bao giờ là tùy ý; chúng tuân theo cửa sổ xử lý của polyme. Mọi loại nhựa nhiệt dẻo đều mềm và tan chảy trong một phạm vi tương đối hẹp, và nếu nằm ngoài phạm vi này sẽ gây ra các vấn đề về chất lượng rõ ràng. Nếu thùng quá lạnh, chất tan chảy vẫn nhớt và không ổn định, khiến sản lượng tăng vọt và các hạt không tan trong sản phẩm. Nếu thùng quá nóng, polyme sẽ bị phân hủy và sản phẩm chuyển sang màu vàng, giòn hoặc xám nhạt. Vì lý do này, bất kỳ định nghĩa có ý nghĩa nào về máy đùn đều bao gồm ý tưởng về đường dẫn nhiệt độ được kiểm soát từ phễu đến khuôn.

Cửa sổ nhiệt độ thùng điển hình cho sáu loại nhựa nhiệt dẻo phổ biến được xử lý trên máy đùn trục vít. Điểm đặt thực tế phụ thuộc vào thời gian lưu trú, thiết kế vít và gói ổn định.

Biểu đồ trên so sánh cửa sổ nhiệt độ thùng gần đúng của sáu loại nhựa nhiệt dẻo được xử lý thường xuyên trên máy đùn trục vít đơn và trục vít đôi. Thông điệp đầu tiên của biểu đồ là các loại nhựa thông thường không thể thay thế cho nhau; mỗi loại nhựa yêu cầu vùng nhiệt độ riêng. PVC nằm ở đầu dưới vì nó bắt đầu phân hủy ở khoảng 200°C, giải phóng axit clohydric và đổi màu nhanh chóng. Polyethylene bao phủ một khoảng rộng và dễ tha thứ, đó là lý do tại sao LDPE vẫn là vật liệu dễ dàng nhất cho người mới bắt đầu ép đùn. HDPE cần điểm đặt thùng cao hơn một chút so với LDPE để tránh các tinh thể không tan chảy trong màng. Polypropylen hoạt động tương tự trước khi phân hủy, nhưng điểm nóng chảy rõ ràng của nó có nghĩa là chỉ cần thay đổi một vài độ cũng có thể thay đổi dòng chảy tan chảy một cách rõ ràng. Polystyrene cũng chịu được nhiệt độ nhưng có xu hướng yêu cầu thông gió tốt trên các máy lớn hơn. PET yêu cầu nhiệt độ cao nhất và cần sấy khô cẩn thận trước khi ép đùn vì độ ẩm sẽ thủy phân chuỗi polymer và làm giảm độ nhớt. Các cửa sổ khác nhau ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế vít: vật liệu nhiệt độ thấp chịu được lực cắt cao, trong khi vật liệu nhiệt độ cao yêu cầu biên dạng cắt thấp hơn và vùng đo sáng dài hơn. Do đó, khi bộ xử lý thay đổi từ PVC sang PP trên cùng một máy, phương pháp được khuyến nghị là thay thế bộ thùng vít bằng bộ được thiết kế cho polyme mới. Những biến động của nguyên liệu thô, chẳng hạn như trọng lượng phân tử khác nhau, cũng làm thay đổi cửa sổ lý tưởng, vì vậy người vận hành có kinh nghiệm luôn chú ý đến xu hướng của nhiệt độ nóng chảy, không chỉ đến điểm đặt thùng. Nói tóm lại, biểu đồ giải thích tại sao vít và thùng của máy đùn không bao giờ có một kích cỡ phù hợp cho tất cả.

Các lựa chọn chống mài mòn và xử lý bề mặt

Việc lựa chọn giữa các phương án này sẽ làm thay đổi tổng chi phí sở hữu một chiếc máy. Thùng đã thấm nitơ có thể được sửa chữa bằng cách loại bỏ bề mặt cũ và thấm nitơ lại, nhưng lớp lót cacbua vonfram bị mòn thường cần phải thay thùng mới. Ngược lại, một máy sản lượng lớn chạy các hợp chất sợi thủy tinh thường hoàn trả lớp lót cacbua vonfram trong một mùa sản xuất vì thời gian ngừng hoạt động giảm.

Vít và nòng là một cặp làm việc duy nhất; hình học, cấp độ thép và xử lý bề mặt đều phải phù hợp với polyme và chất độn của nó, đồng thời biểu đồ nhiệt độ xử lý là bản đồ cho sự lựa chọn đó.

Các ứng dụng công nghiệp phổ biến của máy đùn

Máy đùn xuất hiện ở hầu hết mọi lĩnh vực sản xuất nhựa, nhưng nhiệm vụ mà chúng thực hiện có thể được nhóm thành hai nhóm: tạo hình trực tiếp một mặt cắt hoàn thiện và trộn các vật liệu sau đó được tạo thành dạng viên, màng hoặc các sản phẩm bán thành phẩm khác. Hiểu ứng dụng của bạn thuộc họ nào là điều cần thiết khi đọc bảng dữ liệu thiết bị.

Một nguyên tắc nhỏ hữu ích: nếu sản phẩm phải duy trì mặt cắt ngang chính xác, hãy chọn loại máy đùn có công suất ổn định và sử dụng vít được thiết kế cho riêng sản phẩm đó; nếu sản phẩm là dạng viên hoặc hợp chất có thành phần chính xác quan trọng hơn hình dạng của nó, hãy chọn máy có khả năng trộn chuyên sâu và dành nhiều thời gian bảo trì hơn cho việc thay vít.

Công nghệ ép đùn bọt xứng đáng được đề cập đặc biệt vì nó kết hợp cả hai dòng sản phẩm này. Bộ thùng vít xốp EPE trước tiên phải làm nóng chảy hoàn toàn polyme, sau đó bơm chất tạo bọt vật lý vào hỗn hợp nóng chảy, sau đó giữ cho hỗn hợp nóng chảy dưới áp suất cao cho đến khi khuôn thoát ra. Toàn bộ cấu hình vít được tối ưu hóa cho đường áp suất này, đó là lý do tại sao bộ xử lý bằng polyetylen xốp không chạy vít PE tiêu chuẩn.

Các ứng dụng ép đùn được chia thành tạo hình trực tiếp và trộn hỗn hợp chuyên sâu; chọn sai dòng máy đồng nghĩa với việc phải vật lộn với sản phẩm, con vít, lịch bảo trì ngay từ ngày đầu tiên.

Cách chọn máy đùn, trục vít và thùng phù hợp

Việc chọn một máy đùn hoặc thay thế vít và thùng của nó là một quyết định cần được đưa ra dựa trên số liệu trong bảng dữ liệu thay vì phỏng đoán. Năm yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất.

1. Công thức nguyên liệu và hình thức: loại nhựa, chất phụ gia, chất độn, hàm lượng tái chế và liệu thức ăn là dạng viên hay bột nguyên chất.
2. Mục tiêu đầu ra: kg/h yêu cầu, xác định đường kính trục vít tối thiểu và công suất truyền động. Việc tăng gấp đôi đường kính trục vít sẽ tăng gần gấp bốn lần công suất bơm ở cùng tốc độ trục vít.
3. Yêu cầu về chất lượng nóng chảy: dung sai về độ dày thành, phân bố chất độn và màu sắc; yêu cầu dung sai đòi hỏi tỷ lệ L/D dài hơn và có thể có thanh chắn hoặc vít trộn.
4. Môi trường mài mòn và ăn mòn: chất độn mài mòn như sợi thủy tinh, bột talc và titan dioxide và các sản phẩm phụ ăn mòn như khí phân hủy PVC, quyết định giữa vật liệu nitrit hóa và vật liệu lưỡng kim.
5. Giao diện máy hiện có: kích thước mặt bích, chiều cao đường tâm, rãnh truyền động, vùng gia nhiệt và phần mềm điều khiển phải khớp chính xác.

Làm việc với một nhà sản xuất vít và thùng

Vì vít và nòng là các bộ phận tùy chỉnh nên kết quả tốt nhất sẽ đến khi làm việc với nhà sản xuất đặt câu hỏi phù hợp trước khi báo giá. Một người có năng lực nhà sản xuất linh kiện máy móc nhựa sẽ yêu cầu nhãn hiệu máy, đường kính trục vít, tỷ lệ L/D, mục tiêu đầu ra, loại polymer và chất phụ gia bạn chạy cũng như chế độ hư hỏng hiện tại, cho dù độ mòn, ăn mòn hay trộn kém. Họ cũng nên đồng ý về các phép đo bản vẽ chính xác, bởi vì kích thước nửa milimet có thể thay đổi kết quả đầu ra và hành vi nóng chảy. Ở nhiều thị trường xuất khẩu, các nhà chế biến mua bộ thùng vít trực tiếp từ nhà sản xuất để tránh sự chênh giá của các nhà bán buôn trung gian, đồng thời họ nhận được hỗ trợ ứng dụng.

Tại xưởng của chúng tôi, được thành lập vào năm 1990 và đã phục vụ khách hàng ở Hoa Kỳ, Đức, Dubai, Việt Nam và Thái Lan, chúng tôi thường gặp lỗi tương tự: bộ xử lý mua một máy đùn hoàn chỉnh từ một nhà cung cấp và sau đó mua các bộ thùng vít từ một nguồn khác với mong muốn chúng có thể hoán đổi cho nhau. Trong thực tế, bộ vít và nòng phải được sản xuất thành một cặp phù hợp, có khe hở hướng tâm và dung sai chuyến bay chính xác. Khi chúng khớp nhau, công suất trên mỗi vòng quay vẫn ổn định và máy chạy êm; khi không, bạn nhận thấy sự dâng trào, sự dao động nhiệt độ và sự hao mòn nhanh chóng.

Việc chọn một bộ thùng vít bắt đầu bằng năm con số: vật liệu, công suất, chất lượng nóng chảy, môi trường mài mòn và giao diện máy; nó kết thúc bằng một cặp thành phần được kết hợp tùy chỉnh.

Bảo trì, mài mòn và tuổi thọ sử dụng

Ngay cả một máy đùn được lựa chọn chính xác cũng bị hao mòn. Trục vít và thùng là các bộ phận tiếp xúc của máy và mỗi vòng quay của trục vít tạo ra một lượng ma sát nhỏ với thành thùng và vật liệu. Câu hỏi thực sự không phải là liệu sự mài mòn có xảy ra hay không mà là tốc độ như thế nào và ở vùng nào.

Cơ chế mài mòn phổ biến nhất

• Sự mài mòn từ chất độn: sợi thủy tinh, canxi cacbonat, bột talc và titan dioxide hoạt động giống như giấy nhám bên trong thùng.
• Ăn mòn từ các sản phẩm phụ có tính axit: Sự phân hủy PVC giải phóng axit clohydric; chất chống cháy và một số polyme gốc sinh học giải phóng các hợp chất mạnh khác.
• Tiếp xúc giữa kim loại với kim loại do lệch trục, vít bị cong hoặc tải trọng bên quá mức; đây là cách nhanh nhất để tiêu diệt cả hai phần.
• Xói mòn ở vùng đo và các cạnh bay do tốc độ nóng chảy cao, dễ thấy nhất trên các hợp chất được gia cố hoặc nhựa nhiệt độ cao.

Các triệu chứng cho thấy sự hao mòn

• Đầu ra giảm từ 10% trở lên ở cùng tốc độ trục vít và áp suất ngược.
• Nhiệt độ nóng chảy bắt đầu dao động mà không thay đổi điểm đặt.
• Sự thay đổi độ dày sản phẩm xuất hiện, đặc biệt dọc theo một bên của khuôn.
• Các đốm đen hoặc vệt đen xuất hiện khi tan chảy; vật liệu bị mắc kẹt trong các túi bị mòn sẽ bị thoái hóa theo thời gian.
• Vít bị kẹt, tiếng ồn bất thường hoặc cường độ dòng điện động cơ cao cho thấy có sự can thiệp cơ học.

Quy trình bảo trì phòng ngừa cơ bản

1. Đo đường kính ngoài của vít và đường kính lỗ nòng tại các vùng cấp liệu, nén và đo sáng cứ sau 6 đến 12 tháng, tùy thuộc vào vật liệu.
2. Lưu giữ hồ sơ đầu ra trên mỗi vòng quay trục vít; xu hướng giảm chậm đáng tin cậy hơn so với một phép đo đơn lẻ.
3. Làm sạch máy thật kỹ trước khi tắt máy, đặc biệt khi chạy PVC hoặc các vật liệu ăn mòn khác.
4. Kiểm tra các cạnh của trục vít xem có bị tròn hoặc có vết nứt không và lỗ khoan xem có vết khía hoặc bề mặt gồ ghề không.
5. Kiểm tra sự căn chỉnh giữa hộp số và thùng và xác minh rằng vít có thẳng không.
6. Làm việc với nhà cung cấp phụ tùng thay thế đáng tin cậy và chuẩn bị sẵn bộ vít thay thế cho các dây chuyền quan trọng.

Việc bảo trì định kỳ giúp kéo dài tuổi thọ sử dụng, nhưng cuối cùng thì mỗi bộ vít và nòng đều đạt đến giới hạn. Nguyên tắc chung trong ngành là vít thấm nitơ có tuổi thọ từ một đến hai năm trong điều kiện tốt; vít lưỡng kim có thể tồn tại từ ba đến năm năm hoặc hơn trong điều kiện mài mòn. Khi lỗ khoan của thùng được mở rộng hơn khoảng 0,3 đến 0,5 mm so với kích thước ban đầu, một bộ khớp mới thường tiết kiệm hơn so với việc tân trang lại.

Sự mài mòn của máy đùn không phải là trường hợp khẩn cấp; đó là một điều kiện bình thường có thể được theo dõi, lập kế hoạch và làm chậm lại bằng cách lựa chọn vật liệu chính xác và quy trình đo lường đơn giản.

Câu hỏi thường gặp về máy đùn

Đây là những câu hỏi mà người vận hành và nhóm mua hàng thường hỏi nhất khi họ bắt đầu ép đùn.

Định nghĩa thực tế của máy đùn là một máy bơm và nấu chảy liên tục, và danh tính thực sự của nó được quyết định bởi cặp trục vít bên trong nó.

Để hiểu ý nghĩa của máy đùn không cần phải có bằng cấp về kỹ thuật polyme nhưng nó đòi hỏi phải có mô hình tư duy phù hợp. Khi bạn coi máy là một đường ống gồm năm giai đoạn liên tục: cấp liệu, nấu chảy, trộn, đo sáng và tạo khuôn, mọi bảng dữ liệu, mọi danh sách phụ tùng và mọi cuộc trò chuyện khắc phục sự cố sẽ trở nên minh bạch hơn.

Với hơn ba thập kỷ kinh nghiệm trong việc sản xuất các bộ thùng vít đơn, bộ thùng vít song song, bộ đôi hình nón, hành tinh và lưỡng kim, công ty chúng tôi cung cấp cả các thành phần đơn lẻ và giải pháp thùng vít hoàn chỉnh cho các nhà chế tạo máy móc nhựa và bộ xử lý nhựa. Nếu dây chuyền hiện tại của bạn gặp phải tình trạng sản lượng tăng vọt, nóng chảy không đều hoặc vít mòn nhanh, hãy gửi cho chúng tôi nhãn hiệu máy và công thức sản phẩm, chúng tôi sẽ đề xuất bộ thùng vít phù hợp với cả máy và ngân sách của bạn.

Cặp vít và nòng chất lượng cao là nâng cấp hiệu suất kinh tế nhất mà bộ xử lý có thể thực hiện: nó cải thiện độ ổn định đầu ra, dung sai sản phẩm, hiệu quả năng lượng và khoảng thời gian thay thế cùng một lúc.