Двухшнековый экструдер Это промышленное оборудование, использующее два взаимоблокирующихся (или не взаимоблокирующихся) шнека в качестве основных рабочих элементов и обеспечивающее непрерывную обработку материалов, включая транспортировку, плавление, смешивание, сдвиг, вытяжку и пластификацию, благодаря синергетическому эффекту вращения шнека и нагрева цилиндра. Оно широко используется для модификации, грануляции и формования пластмасс, резины, пищевой, медицинской и других отраслей. Его суть заключается в устранении ограничений одношнековых экструдеров в плане эффективности смешивания и адаптивности материалов за счет «принудительной подачи шнека + многозонного управления процессом» и удовлетворении требований к обработке материалов высокой сложности.

Происхождение и развитие

Этап становления: Ещё в 1869 году французский горный инженер Жан Франсиск Конье предложил устройство для транспортировки и обработки материалов, аналогичное двухшнековому, и получил патент США, однако оно не нашло применения в переработке полимеров. До 1938 года Роберто Коломбо, основатель итальянской компании LMP, изготовил первый двухшнековый экструдер для переработки полимеров, который использовался для производства ПВХ В 1939 году диаметр трубы был увеличен до 109 мм, и она получила первого покупателя, начав получать признание на рынке.

Этап теоретической и технической систематизации: В 1940-х годах на заводе IG Farben в Саксонии-Анхальт (Германия) математики, физики и инженеры организовали систематическое изучение двухшнекового экструдера с сетчатым ротором и совращающимися шнеками с целью разработки оборудования, подходящего для химических процессов переработки высоковязких продуктов. В 1944 году Вальтер Мескат и Рудольф Эрдменгер совместно подали заявку на патент базовой конфигурации резьбовых шнеков, а Эрдменгер также подал заявку на патент модульного двухшнекового экструдера. Позднее Werner&Pfleiderer получила разрешение от Bayer назвать этот экструдер с плотным ротором и совращающимися шнеками «ZSK System Erdenger». Первый прототип был изготовлен в 1955 году и запущен в производство в 1957 году.

Этап коммерческого и диверсифицированного развития: После истечения срока действия технологической лицензии ZSK в 1970-х годах технология производства модульных двухшнековых экструдеров с сонаправленным вращением шнеков получила широкое распространение, и более 50 производителей, таких как Berstoff (Германия), Farrel (США) и JSW (Япония), начали выпускать соответствующее оборудование. Различные производители разрабатывают различные модели, основываясь на внедрении технологий или самостоятельном исследовании. Например, компания Farrel (США) разработала смесители непрерывного действия FCM, работающие по принципу внутренних смесителей, а завод JSW Hiroshima (Япония) в 1970-х годах начал производство двухшнековых экструдеров с противонаправленным вращением шнеков без зацепления для увеличения производственных мощностей.

Этап развития внутри страны: в Китае двухшнековые экструдеры появились позже, чем за рубежом. В 1980-х годах компания Nanjing Rubber and Пластиковые машины На заводе был выпущен первый отечественный параллельный двухшнековый экструдер SHJ-30 с соосным вращением шнеков. Одновременно с этим Научно-исследовательский институт химического машиностроения Министерства химической промышленности разработал двухшнековый экструдер SHL-60 с соосным вращением шнеков. В 1990-х годах часть инженеров, занимавшихся исследованиями и разработками, переехала в Нанкин, что помогло ему стать основным дистрибьюторским центром параллельных двухшнековых экструдеров в Китае. В последние годы компания Sichuan Zhongzhuang Technology освоила базовую технологию симметричных и асимметричных высокомоментных редукторов, что позволило преодолеть некоторые иностранные монополии в сфере высоких технологий.

Текущие тенденции развития: Современные двухшнековые экструдеры развиваются в направлении повышения производительности, обеспечивая высокий крутящий момент, высокую скорость и низкое энергопотребление. Двухшнековый экструдер с раздельным расположением шнеков может достигать скорости 500 оборотов в минуту, что подходит для обработки высоковязких и термочувствительных материалов. В то же время, с модернизацией перерабатывающих отраслей и растущим спросом на охрану окружающей среды, интеллектуальное автоматизированное управление и оборудование, адаптированное для переработки перерабатываемых материалов, также стали важными направлениями исследований и инноваций как в стране, так и за рубежом.

Области применения

Двухшнековые экструдеры широко используются в различных отраслях промышленности благодаря превосходному смешиванию материалов, пластификации и эффективности реакции. Их основное преимущество заключается в адаптации к различным характеристикам материалов (таким как высокая вязкость, термочувствительность и требования к многокомпонентному смешиванию) и обеспечении непрерывного и эффективного производства.

1. Переработка пластмасс (основные области применения)

Двухшнековый экструдер является ключевым оборудованием для пластиковая модификация, компаундирование и формование, которые могут решить проблемы неравномерного смешивания и низкой эффективности пластификации в одношнековом экструдере. Конкретные области применения:

Модификация пластика: добавляя наполнители (например, карбонат кальция и тальк), армирующие агенты (например, стекловолокно и углеродное волокно) или функциональные добавки (например, антиоксиданты и антипирены), можно улучшить механические свойства (прочность, ударную вязкость), термостойкость или функциональность пластика. Например, смешивая стекловолокно с полипропилен (ПП) для производства высокопрочных модифицированных пластиков для автомобилей; Добавить антипирен в полиэтилен (ПЭ) для производства огнестойких проводов и кабелей.

Приготовление пластичных сплавов: Для достижения <ss-word style="transform-origin: 50% 50% 0px; backface-visibility: visible; opacity: 1;">сочетаем</ss-word> Из двух или более несовместимых пластиков получаются сплавы с взаимодополняющими свойствами. Типичные примеры включают смешивание поликарбонат (ПК) с сополимером акрилонитрила и бутадиена и стирола (ABS) для приготовления сплава ПК/АБС, который сочетает в себе термостойкость ПК и обрабатываемость АБС, используемого для корпусов электронных и электрических приборов, а также деталей салона автомобиля.

Утилизация переработки пластмасс: При переработке отходов пластика (таких как ПЭТ-бутылки и ПП-пленки) очистка, плавление и отделение примесей производятся с помощью экструдеров, после чего они перерабатываются в частицы (переработанные материалы) для производства труб, листов или низкокачественной продукции. пластиковые изделия, что соответствует требованиям экологической переработки.

Особый - Special литье пластмасс: При обработке термочувствительных пластиков, таких как ПВХ и полиамид PA, принудительная транспортировка и быстрая пластифицирующая способность двухшнекового экструдера позволяют сократить время удержания материала и избежать высокотемпературной деградации; в то же время его можно использовать для переработки высоконаполняемых пластиков (например, кальциевых пластиков с объемом наполнения более 50%), обеспечивая равномерное распределение наполнителей.

2. Резиновая и эластомерная промышленность

При переработке резины и термопластичных эластомеров (ТПЭ/ТПР) двухшнековые экструдеры в основном используются для смешивания, вулканизации и формования, заменяя традиционные открытые машины для смешивания резины и обеспечивая непрерывность производства:

Смешивание резины: эффективное смешивание сырой резины, вулканизующих агентов, армирующих агентов (таких как технический углерод) и других компонентов для образования однородной резиновой смеси для последующего формования шин и уплотнителей; по сравнению с традиционным прерывистым смешиванием, оно позволяет повысить эффективность производства более чем на 30%, а качество резинового материала более стабильно.

Получение термопластичных эластомеров (ТПЭ): Технология динамической вулканизации позволяет смешивать резину и пластик и вулканизировать их в двухшнековом экструдере, получая материалы ТПЭ, сочетающие в себе эластичность резины и пластичность пластика. Они широко используются в изделиях повседневного спроса, таких как ручки зубных щеток и уплотнительные ленты, а также в медицинских расходных материалах, например, в фитингах для инфузионных трубок.

3. Пищевая и кормовая промышленность

Двухшнековые экструдеры широко используются в пищевой и кормовой промышленности благодаря своим характеристикам «низкотемпературной экструзии, эффективного смешивания и стерилизации», особенно подходящим для функциональных и расширенных продуктов.

Переработка пищевых продуктов: используется для производства воздушных продуктов (таких как картофельные чипсы и рисовые лепешки), которые вздымаются под воздействием высокой температуры и высокого давления внутри экструдера, а затем нарезаются и высушиваются, превращаясь в готовые продукты; также может производить питательную рисовую лапшу, злаковые батончики и т. д., обеспечивая сохранение вкуса и питательных свойств пищи за счет точного регулирования температуры и скорости вращения шнека; кроме того, может перерабатывать модифицированный крахмал (такой как поперечно-сшитый крахмал, этерифицированный крахмал) для использования в качестве пищевого загустителя и стабилизатора.

Производство кормов: для гранулирования кормов для скота, птицы и водных животных кукуруза, соевый шрот, витамины, минералы и другое сырье смешиваются и расплавляются экструдером для получения гранулированного корма. В ходе процесса высокие температуры уничтожают вредные микроорганизмы (например, сальмонеллы) в сырье и улучшают переваривание и усвоение корма.

4. Фармацевтическая и биоматериальная промышленность

Фармацевтическая промышленность предъявляет чрезвычайно высокие требования к чистоте оборудования, точности и совместимости материалов. Двухшнековые экструдеры (обычно изготовленные из нержавеющей стали и не имеющие «мертвых зон») могут удовлетворить эти требования. Их основные области применения включают:

Подготовка фармацевтических вспомогательных веществ: производство полимерных частиц фармацевтического класса (таких как гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ), поливинилпирролидон (ПВП)), используемых в качестве сырья для покрытий таблеток и оболочек капсул. Процесс экструзии требует строгого контроля температуры и скорости во избежание деградации вспомогательных веществ и попадания примесей.

Производство препаратов с замедленным/контролируемым высвобождением: с помощью технологии экструзии и прокатки лекарственные средства смешиваются с полимерными носителями (например, полимолочная кислота PLA) и экструдируются в гранулы или каркасные таблетки для достижения медленного высвобождения лекарственного средства и продления его эффективности (например, длительно действующие препараты для лечения сердечно-сосудистых заболеваний).

Переработка биоразлагаемых материалов: производство рассасывающихся медицинских материалов, таких как хирургические нити на основе полимолочной кислоты (ПЛА) и винты для фиксации переломов. Двухшнековый экструдер позволяет точно контролировать молекулярно-массовое распределение материалов, обеспечивая соответствие скорости их деградации in vivo скорости заживления тканей.

5. Промышленность композитных и специальных материалов

С ростом спроса на высокотехнологичное производство применение двухшнековых экструдеров в таких специальных областях, как производство композитных материалов и новых энергетических материалов, постепенно расширяется.

Формование композитных материалов: используется для изготовления композитов, армированных углеродным волокном (CFRP), и термопластичных композитов, армированных стекловолокном (GMT), путем смешивания волокон со смоляной матрицей (например, эпоксидной смолой, PP) и их экструдирования для получения препрега или профилей, которые используются в аэрокосмической промышленности (например, компоненты фюзеляжа самолета) и транспортных средствах на новых источниках энергии (например, корпуса аккумуляторных батарей).

Производство функциональных пленок/листов: с помощью процесса экструзионного литья производятся специальные функциональные пленки, такие как EVA Клеевая плёнка для фотоэлектрических элементов (требующих высокой прозрачности и стойкости к старению), а также барьерная плёнка для упаковки (например, барьерная плёнка EVOH, препятствующая проникновению кислорода). Равномерная пластифицирующая способность двухшнекового экструдера обеспечивает равномерную толщину плёнки и стабильные эксплуатационные характеристики.

6. Химический синтез и синтез новых материалов

Двухшнековые экструдеры также могут использоваться в качестве «оборудования для непрерывных реакций» для реакций полимеризации и модификации химического сырья, заменяя традиционные реакторы периодического действия, повышая эффективность и уменьшая загрязнение:

Реакция агрегации: используется для твердофазной реакции загущения полиамида (ПА) и полиэфира (ПЭТ), удаления побочных продуктов реакции (таких как влага) через вакуумную вытяжную систему экструдера и увеличения молекулярной массы и вязкости полимера; также может использоваться для полимеризации с раскрытием цикла полимолочной кислоты (ПЛА), непосредственно превращая мономеры в полимеры и экструдируя их в гранулы.

Производство специальных химических добавок: таких как приготовление полимерных антипиренов и антистатиков, осуществление полимеризации мономеров и прививки функциональных групп через экструдеры, обеспечение молекулярной массы и дисперсности добавок, а также улучшение эффективности их применения в пластмассах.

Распространенные практические применения

1. Армирование стекловолокном, гранулирование огнестойких материалов (таких как: PA6, PA66, PET, PBT, ПП, ПК, армированный огнестойкий и т.д.)
2. Гранулирование материалов с высоким наполнением (таких как ПЭ и ПП, наполненных 75% CaCO3).
3. Грануляция термочувствительных материалов (таких как ПВХ, кабельные материалы из сшитого полиэтилена)
4. концентрированный маточная (например, наполненный 50% цветного порошка)
5. Антистатическая маточная смесь, сплав, окраска, грануляция с низким наполнением
6. Грануляция кабельных материалов (таких как материалы оболочки, изоляционные материалы)
7. Грануляция труб из сшитого полиэтилена (например, маточная смесь для сшивки в горячей воде)
8. Компаундирование и экструзия термореактивные пластмассы (например, фенольная смола, эпоксидная смола, порошковое покрытие)
9. Термоплавкий клей, грануляция полиуретана методом реакционной экструзии (например, термоплавкий клей ЭВА, полиуретан)
10. K-смола, грануляция для удаления летучих веществ SBS

Структура:

Двухшнековый экструдер состоит из нескольких частей, таких как трансмиссионное устройство, подающее устройство, цилиндр и шнек. Функции каждой части аналогичны функциям одношнекового экструдера. Его структура представлена ​​на «Структурной принципиальной схеме двухшнекового экструдера». Отличие от одношнекового экструдера состоит в том, что двухшнековый экструдер имеет два параллельных шнека, помещенных в цилиндр с ∞-образным поперечным сечением.

Двухшнековые экструдеры, используемые для экструзии профилей, обычно имеют плотное зацепление и вращаются в противоположных направлениях, хотя в некоторых из них используются сдвоенные шнеки, вращающиеся в одном направлении. Обычно они работают на относительно низких скоростях шнека, около 10 об/мин. Высокоскоростные двухшнековые экструдеры, вращающиеся в одном направлении, используются для компаундирования, вентиляции или в качестве химических реакторов непрерывного действия. Максимальная скорость шнека этих экструдеров колеблется в пределах 300-600 об/мин. Экструдеры без сетки используются для смешивания, вентиляции и химических реакций. Их механизм транспортировки сильно отличается от механизма транспортировки взаимозацепляющихся экструдеров и ближе к механизму одношнековых экструдеров, хотя между ними существуют существенные различия.

Вспомогательное оборудование

Выпрямляющее устройство

Наиболее распространенным типом пластиковых экструзионных отходов является эксцентриситет, а различные виды изгиба жилы являются одной из важных причин эксцентриситета изоляции. При экструзии оболочки царапины на поверхности оболочки часто возникают в результате изгиба жилы кабеля. Поэтому без правильных устройств в различных экструзионных агрегатах не обойтись. Основными типами правильных устройств являются: барабанного типа (разделяются на горизонтальные и вертикальные); тип шкива (разделен на один шкив и группу шкивов); тип лебедки, который выполняет несколько функций, таких как перетаскивание, выпрямление и стабилизация натяжения; тип прижимного колеса (разделяется на горизонтальный и вертикальный типы) и т. д.

Устройство предварительного нагрева

Предварительный нагрев жил кабеля необходим как для экструзии изоляции, так и для экструзии оболочки. Для слоя изоляции, особенно тонкослойной изоляции, не допускается наличие пор. Поверхностную влагу и масло можно полностью удалить путем предварительного нагрева сердцевины при высокой температуре перед экструзией. При экструзии оболочки его основной функцией является сушка жилы кабеля, чтобы предотвратить образование пор в оболочке из-за влаги (или влаги в слое оберточной подушки). Предварительный нагрев также может предотвратить остаточное внутреннее давление пластика из-за внезапного охлаждения во время экструзии. В процессе экструзии пластика предварительный нагрев может устранить большую разницу температур, возникающую, когда холодная проволока входит в высокотемпературную матрицу и контактирует с пластиком в устье матрицы, избегая колебаний давления экструзии, вызванных колебаниями температуры пластика. тем самым стабилизируя объем экструзии и обеспечивая качество экструзии. Устройства предварительного нагрева жил с электрическим нагревом используются в экструзионных установках, которые должны иметь достаточную мощность и обеспечивать быстрый нагрев, чтобы обеспечить высокую эффективность предварительного нагрева жил и сушки жил кабеля. Температура предварительного нагрева ограничена скоростью отдачи и обычно аналогична температуре матрицы.

Охлаждающее устройство

Сформированный пластиковый экструдированный слой следует охлаждать и формовать сразу после выхода из матрицы, иначе он будет деформироваться под действием силы тяжести. Для охлаждения обычно используется водяное охлаждение, которое разделяется на быстрое и медленное охлаждение в зависимости от температуры воды. Быстрое охлаждение – это прямое охлаждение холодной водой. Быстрое охлаждение полезно для формирования экструдированного слоя пластика, но для кристаллических полимеров из-за внезапного охлаждения внутри экструдированного слоя легко остается внутреннее напряжение, что приводит к растрескиванию во время использования. Как правило, пластиковый слой ПВХ подвергается быстрому охлаждению. Медленное охлаждение предназначено для снижения внутренних напряжений продукта. В резервуар охлаждающей воды по секциям помещается вода разной температуры, чтобы постепенно охладить изделие и придать ему форму. Для экструзии ПЭ и ПП применяется медленное охлаждение, то есть охлаждение осуществляется в три этапа: горячей водой, теплой водой и холодной водой.

Принципы

1. Структурные принципы

Основной механизм процесса экструзии заключается в том, что шнек вращается в цилиндре и толкает пластик вперед. Винтовая конструкция представляет собой наклонную плоскость или уклон, обернутый вокруг центрального слоя, целью которого является увеличение давления для преодоления большего сопротивления. Что касается экструдера, то существует три вида сопротивления, которые необходимо преодолевать во время работы: первое — трение, включающее в себя трение твердых частиц (корма) о стенку барабана и взаимное трение между ними в течение первых нескольких обороты винта (зона подачи); второй – прилипание расплава к стенке ствола; третий — внутреннее логистическое сопротивление расплава при его выталкивании вперед.

Согласно закону Ньютона, если объект неподвижен в определенном направлении, то сила, действующая на объект в этом направлении, уравновешивается. Для винта, который движется в окружном направлении, он не имеет осевого перемещения, то есть осевая сила, действующая на винт, находится в состоянии равновесия. Таким образом, если винт прикладывает большую тягу вперед к расплаву пластика, он также прикладывает тягу той же величины, но в том же направлении, к другому объекту. Очевидно, что прилагаемая тяга действует на упорный подшипник за портом подачи. Большинство одиночных винтов имеют правую резьбу. Если посмотреть на него сзади, они вращаются в противоположных направлениях. Они вращаются назад из ствола посредством вращательного движения. В некоторых двухшнековых экструдерах два шнека вращаются в двух цилиндрах в противоположных направлениях и пересекают друг друга, поэтому один должен быть правым, а другой левым. При соединении сдвоенных винтов два винта вращаются в одном направлении и должны иметь одинаковую ориентацию. Однако в любом случае имеется упорный подшипник, воспринимающий обратную силу, которая по-прежнему соответствует закону Ньютона.

2. Температурный принцип

Экструдируемые пластмассы термопласты, они плавятся при нагревании и снова затвердевают при охлаждении. Поэтому в процессе экструзии требуется тепло, чтобы гарантировать, что пластик может достичь температуры плавления. Так откуда же берется тепло для расплавленного пластика? Прежде всего, предварительный нагрев подачи и нагреватель цилиндра/матрицы могут играть свою роль и очень важны при запуске. Кроме того, входная энергия двигателя, то есть тепло трения, выделяемое в цилиндре, когда двигатель вращает шнек, преодолевая сопротивление вязкого расплава, также является наиболее важным источником тепла для всех пластиков, конечно, небольшие системы, медленные скорости вращения шнека, высокотемпературные пластики и приложения для нанесения экструзионного покрытия являются исключениями. При эксплуатации важно понимать, что нагреватель цилиндра на самом деле не является основным источником тепла, и его влияние на экструзию может быть меньше, чем мы ожидаем. Температура заднего цилиндра более важна, поскольку она влияет на зацепление или скорость транспортировки твердых частиц в подаче. В целом, за исключением некоторых особых случаев (например, глазурования, распределения жидкости или контроля давления), температура штампа и формы должна достигать требуемой температуры расплава или быть близкой к этой температуре.

3. Принцип торможения

В большинстве экструдеров скорость шнека варьируется путем регулировки скорости двигателя. Приводной двигатель обычно работает на полной скорости около 1750 об/мин, что слишком быстро для шнека экструдера. Если он будет работать с такой высокой скоростью, будет выделяться слишком много тепла от трения, а время пребывания пластика будет слишком коротким для получения однородного, хорошо перемешанного расплава. Типичный коэффициент уменьшения должен находиться в пределах от 10:1 до 20:1. Первая ступень может быть как шестерней, так и шкивом, но для второй ступени лучше использовать шестерни и расположить винт в центре последней большой шестерни. Для некоторых тихоходных машин (например, двухшнековых машин из ПВХ) может быть три ступени понижения, а максимальная скорость может составлять всего 30 об/мин или меньше (соотношение до 60:1). С другой стороны, некоторые очень длинные сдвоенные шнеки, используемые для смешивания, могут работать со скоростью 600 об/мин или выше, поэтому требуется очень низкая степень уменьшения и более глубокое охлаждение. Если коэффициент сокращения не соответствует работе, слишком много энергии будет потрачено впустую. Возможно, потребуется добавить комплект шкивов между двигателем и первой ступенью понижения для изменения максимальной скорости, что либо увеличит скорость шнека даже за пределы предыдущего предела, либо уменьшит максимальную скорость. Это увеличивает доступную энергию, снижает значение тока и позволяет избежать отказа двигателя. В обоих случаях производительность может увеличиться из-за материала и потребностей в его охлаждении.

классификация

Существуют различные методы классификации двухшнековых экструдеров, основанные на таких ключевых параметрах, как состояние зацепления шнеков, направление вращения и форма конструкции. Различные типы оборудования существенно различаются по принципам работы и условиям применения.

Классификация по состоянию зацепления винта (основной параметр классификации)

В зависимости от того, входят ли зубья двух шнеков в зацепление друг с другом во время работы, их можно разделить на зацепляющиеся и незацепляющиеся. Смешивающие и транспортирующие способности этих двух типов существенно различаются и являются основным ориентиром при выборе оборудования.

1. Двухшнековый экструдер сетчатого типа

Зубья двух шнеков входят в зацепление друг с другом (аналогично зубчатому зацеплению), и материал принудительно сжимается и сдвигается в зазоре между шнеками, что обеспечивает высокую эффективность смешивания и равномерное время пребывания материала. В настоящее время это основной способ модификации и смешивания полимерных материалов.

По степени зацепления его можно разделить на:

Полное зацепление: вершина зуба шнека полностью совмещена с основанием другого зуба шнека, без видимого зазора. Материал практически не имеет «обратного потока», обладает высокой эффективностью транспортировки, сильным сдвиговым эффектом и подходит для случаев, требующих интенсивного перемешивания (например, для модификации пластиковых наполнителей и т.д.). цветовая мастербатч подготовка).

Тип частичного зацепления: между вершиной зуба винта и основанием другого зуба винта (не полностью прилегающего) имеется определенный зазор, что обеспечивает определенную способность смешивания и гибкость транспортировки, подходит для материалов, чувствительных к сдвигу и требующих избегания чрезмерной обработки (например, некоторые эластомеры и термочувствительные пластмассы).

2. Двухшнековый экструдер без зацепления

Два шнека независимы друг от друга и не зацепляются друг с другом, находясь на большом расстоянии друг от друга. Транспортировка материала осуществляется преимущественно за счёт спиральной тяги шнека, а перемешивающий эффект слабый, скорее склоняясь к функции «транспортировка + предварительная пластификация».

Применимые сценарии: обработка материалов с низкими требованиями к смешиванию (например, начальная транспортировка для грануляции переработанного пластика, вспомогательная секция подачи при экструзии больших труб), экструзия материалов с высокой вязкостью (например, резины) или сценарии, в которых необходимо избегать чрезмерного сдвига материала.

Классификация по направлению вращения винта

В двухшнековых машинах сетчатого типа направление вращения напрямую влияет на силовое состояние и эффект перемешивания материала и является важным показателем для различения функций оборудования.

1. Двухшнековый экструдер с однонаправленным вращением шнеков (наиболее широко используемый)

Два шнека вращаются в одном направлении (например, по часовой стрелке или против часовой стрелки), и после того, как материал «захватывается» в зоне зацепления, он подвергается сильному воздействию сдвига, сжатия и растяжения (аналогично эффекту «разминания»), одновременно перемещаясь вперед вдоль осевого направления шнека.

Основные преимущества: хорошая однородность смешивания, короткое время удержания материала (снижение термочувствительной деградации материала), высокий выход и широкая адаптируемость (регулируемый процесс путем замены компонентов шнека).

Типичные области применения: модификация пластика (например, армированного стекловолокном полипропилена, огнестойкого АБС), приготовление цветных/функциональных мастербатчей, грануляция биоразлагаемых пластиков, высокооднородное смешивание пищевых продуктов/кормов.

Типичная структура: шнек «строительных блоков» (шнек состоит из различных функциональных компонентов, таких как транспортировочные блоки, сдвигающие блоки и месильные блоки, которые можно гибко заменять в соответствии с требованиями процесса, и в настоящее время это основная конструкция).

2. Двухшнековый экструдер с встречным вращением

Два шнека вращаются в противоположных направлениях (по часовой стрелке и против часовой стрелки), и материал «выдавливается» вперед в зоне зацепления с относительно небольшим сдвигом и высоким давлением транспортировки (аналогично эффекту принудительной транспортировки «шестеренчатого насоса»).

В зависимости от направления вращения его можно разделить на:

Внутреннее и противоположное вращение: направление вращения области зацепления шнека — «внутрь» (например, по часовой стрелке для верхнего шнека и против часовой стрелки для нижнего шнека, в результате чего материал в области зацепления собирается к центру), а материал продавливается к центру шнека, что приводит к концентрированной силе сдвига, подходящей для пластификации материалов с высокой вязкостью (например, экструзия труб/профилей из жесткого ПВХ).

Вращение наружу: направление вращения зоны зацепления шнека — наружу, материал проталкивается к внутренней стенке цилиндра со слабым сдвиговым усилием. В основном используется для транспортировки или формования материалов с низкой вязкостью (например, некоторых изделий из мягкого ПВХ).

Основные преимущества: высокое давление подачи, подходит для формовочной обработки (а не простого смешивания), относительно бережная резка материалов, снижение деградации материала.

Типичные области применения: Экструзионное формование труб/профилей/листов из ПВХ, экструзия материалов с высоким наполнением (например, ПВХ, наполненный кальциевым порошком), предварительная пластификация резиновых изделий.

Классификация по форме винтовой конструкции

В зависимости от того, является ли винт съемным и имеет ли он функциональную регулируемость, его подразделяют на «цельные» и «блочные» типы, которые напрямую влияют на гибкость и применимость оборудования.

1. Интегрированный двухшнековый экструдер

Винт представляет собой интегрированную (неразборную) конструкцию, а спиральная канавка и функциональные секции (такие как секция транспортировки, секция сжатия и секция гомогенизации) изготовлены на одном валу.

Преимущества: простая конструкция, низкая стоимость, высокая прочность винта (подходит для случаев с высоким крутящим моментом).

Недостаток: фиксированная функция, невозможность регулировки силы смешивания или процесса, может адаптироваться только к одному или нескольким схожим материалам (например, экструзия ПВХ с фиксированной формулой), плохая гибкость.

Применимые сценарии: производство единичных изделий крупными партиями и стабильными процессами (например, долгосрочное непрерывное производство обычных труб из ПВХ).

2. Двухшнековый экструдер с конструкционным блоком (современная конструкция)

Винт состоит из нескольких независимых функциональных компонентов (таких как транспортировочный блок, сдвигающий блок, месильный блок, блок предотвращения заедания) и вала сердечника винта, которые соединены шпоночными пазами или шлицами и могут свободно комбинироваться или заменяться в зависимости от характеристик материала и требований технологического процесса.

Преимущества: Чрезвычайная гибкость — путем замены различных компонентов (например, путем добавления сдвиговых блоков для повышения прочности смешивания, добавления противозадирных блоков для увеличения времени удержания материала) его можно адаптировать к различным материалам (от термочувствительных пластмасс до материалов с высоким содержанием наполнителя) без необходимости замены всего шнека, что сокращает инвестиции в оборудование и время производства.

Недостатки: относительно сложная конструкция, высокие требования к точности обработки компонентов, более высокая стоимость по сравнению с монолитной конструкцией.

Применимые сценарии: многономенклатурное, мелкосерийное производство (например, предприятия по производству модифицированных пластиков, выпускающие различные марки армирующего/блокирующего топлива), сценарии НИОКР (изучение новых процессов разработки рецептур) и области, требующие частой корректировки технологических процессов.

Классифицировано по назначению/сценарию применения

В зависимости от конкретных требований к обработке оборудования его можно разделить на специализированные двухшнековые экструдеры, конструкция и параметры которых обычно изготавливаются по индивидуальному заказу:

1. Двухшнековый экструдер с функцией смешивания: основная функция — «смешивание + грануляция», преимущественно в одном направлении вращения и с образованием блочной структуры. Соотношение длины шнека к диаметру (L/D) относительно большое (обычно 28–48), что обеспечивает достаточное время смешивания и однородность. Он широко используется для армирования пластика, наполнения, огнестойкости и повышения ударной вязкости.

2. Реактивный двухшнековый экструдер: используется для химических реакционных процессов полимерных материалов (таких как полимеризация, прививка, сшивание), требующих точного контроля температуры (чтобы избежать выхода реакции из-под контроля), системы защиты инертным газом (для предотвращения окисления материала), вакуумной вытяжной системы (для удаления побочных продуктов реакции), обычно используется при полимеризации ПА6, прививке ПП малеиновым ангидридом, сшивании каучука и т. д.

3. Специальный двухшнековый экструдер для вторичной переработки: для вторичной переработки пластиковых отходов (таких как отходы пленки, отходы проволоки и материалы насадок) он обычно оснащен прочными сдвиговыми элементами (дробление и пластификация отходов), системами фильтрации (удаление примесей), а некоторые модели имеют двухступенчатую структуру (двухшнековая пластикация первого порядка + одношнековая грануляция второго порядка) для повышения качества переработанных материалов.

4. Двухшнековый экструдер пищевого/фармацевтического класса: материал должен соответствовать стандартам пищевого (например, нержавеющая сталь 316L) и фармацевтического класса, с высокой точностью полировки поверхности (чтобы избежать остатков материала), оснащен санитарной системой герметизации и очистки, используется для экструзии пищевых продуктов (например, зерновых завтраков, частиц корма для домашних животных) и фармацевтических вспомогательных веществ (например, гранул с пролонгированным высвобождением).

5. Двухшнековые экструдеры для экструзии профилей/труб: в основном, с противоположным вращением, ориентированные на «стабильную подачу + равномерную пластификацию» и взаимодействующие с последующими пресс-формами для обеспечения непрерывной экструзии профилей (например, оконных рам из ПВХ) и труб (например, полиэтиленовых водопроводных труб). Соотношение длины шнека к диаметру относительно небольшое (обычно 20-30), а давление подачи высокое.

Другие специальные типы

1. Конический двухшнековый экструдер: Шнек имеет коническую форму (с плавным увеличением диаметра от загрузочного конца к выпускному), в отличие от цилиндрической, как у параллельных двухшнековых экструдеров, и используется в основном для экструзии ПВХ-профилей/труб. Преимущество заключается в большом объёме канавки шнека на загрузочном конце (подходит для подачи порошкообразного ПВХ) и высоком давлении на выпускном конце (обеспечивающем компактность профиля), однако гибкость ниже, чем у параллельных двухшнековых экструдеров.

2. Двухступенчатый двухшнековый экструдер: состоит из «двухшнековой первой ступени» и «одношнековой второй ступени», первая ступень отвечает за смешивание и пластификацию, а вторая ступень отвечает за дальнейшую гомогенизацию, создание давления и грануляцию (или экструзионное формование), подходит для материалов с высоким наполнением и высокой вязкостью (например, пластиковых материалов с содержанием наполнителя из карбоната кальция >60%) или сценариев, требующих вторичной гомогенизации, что снижает риск деградации материала.

Примерная цена машины

Цена на двухшнековые экструдеры варьируется в зависимости от модели, технических характеристик, функций и отрасли применения. Согласно информации об оптовых продажах Made in China, примерный диапазон цен составляет от 500 до 2.5 миллионов долларов США. Ниже приводится подробное описание:

Лабораторный малогабаритный двухшнековый экструдер: обычно используется для экспериментальных исследований и разработок, обладает небольшой производительностью и относительно простой конфигурацией. Его цена обычно составляет от 8950 до 15800 долларов США за комплект.

Двухшнековый экструдер для пищевой промышленности: оборудование, используемое для производства закусок, кормов для водных животных и т. д., стоимостью от 7000 до 50000 долларов США за комплект.

Стандартный двухшнековый экструдер для переработки пластика: обычно используется для грануляции или экструзии ПВХ, ПП и других обычных пластиков, его стоимость варьируется от 10000 120000 до 65 120 долларов США за комплект. Среди них, например, двухшнековые экструдеры для пластика, такие как 50000/200000, могут стоить до 500000 XNUMX долларов США за комплект; если это линия для экструзии пластика, оснащенная автоматизированным вспомогательным оборудованием, её стоимость может достигать XNUMX XNUMX–XNUMX XNUMX долларов США за комплект.

Высокопроизводительные или большие профессиональные двухшнековые экструдеры: Большие профессиональные двухшнековые экструдеры, предназначенные для специальной обработки материалов, высокой производительности или расширенных функций, таких как специальное смешивание, часто имеют более высокую цену. Например, некоторые высокоскоростные машины с высоким крутящим моментом, используемые для специальный инженерный пластик Стоимость обработки может составлять от 150000 600000 до 1 2 долларов США за комплект; несколько сверхбольших и высокоавтоматизированных линий по производству экструзии верхней конфигурации могут стоить более 2.5 миллиона долларов США и даже достигать XNUMX–XNUMX миллионов долларов США за комплект.

Принцип работы

С точки зрения принципа движения, типы сеток с однонаправленным вращением, сетками встречного вращения и без зацепления в двухшнековых экструдерах различаются.

1. Двухшнековый экструдер с сонаправленным вращением и взаимозацеплением.

Эти экструдеры доступны как в низкоскоростной, так и в высокоскоростной версиях: первые в основном используются для экструзии профилей, а вторые — для операций по переработке специальных полимеров.

(1) Экструдер с плотным зацеплением. Низкоскоростные экструдеры имеют тесно сцепленную геометрию шнека, в которой форма витка одного шнека точно соответствует форме витка другого шнека, т.е. форма сопряженного шнека.

(2) Самоочищающийся экструдер. Высокоскоростные экструдеры с сонаправленным вращением имеют точно подобранную форму шнеков. Этот тип шнека может быть сконструирован так, чтобы иметь относительно небольшой винтовой зазор, так что шнек имеет эффект закрытой самоочистки. Этот тип двухшнекового экструдера называется плотно самоочищающимся двухшнековым экструдером совместного вращения.

2. Двухшнековый экструдер встречного вращения с переплетающимися шнеками.

Зазор между двумя винтовыми канавками двухшнекового экструдера с плотным зацеплением, вращающимся в противоположных направлениях, очень мал (намного меньше, чем зазор в двухшнековом экструдере с зацеплением в том же направлении), поэтому могут быть достигнуты положительные характеристики транспортировки.

3. Двухшнековый экструдер без зацепления

Центральное расстояние между двумя шнеками двухшнекового экструдера без зацепления больше, чем сумма радиусов двух шнеков.

Преимущества

Носить

Поскольку его легко открыть, степень износа резьбовых компонентов и гильзы ствола можно определить в любой момент, чтобы можно было провести эффективный ремонт или замену, чтобы не обнаружить проблему, когда экструдированный продукт вышел из строя. проблема, вызывающая ненужные отходы.

Снизить производственные затраты

При производстве мастербатчей часто возникает необходимость в изменении цвета. При необходимости смены продукции открытую зону обработки можно открыть в течение нескольких минут. Кроме того, процесс смешивания можно анализировать, наблюдая за профилем расплава на всем шнеке. При смене цвета обычным двухшнековым экструдерам приходится использовать большое количество чистящих средств для очистки машины, что требует много времени, энергии и расточительности сырья. Разъемный двухшнековый экструдер может решить эту проблему. При смене цвета требуется всего несколько минут, чтобы быстро открыть корпус и выполнить ручную очистку, так что чистящие материалы не используются или используются меньше, что экономит затраты.

Повышение эффективности труда

При ремонте оборудования у обычных двухшнековых экструдеров часто приходится сначала снимать системы отопления и охлаждения, а затем вытаскивать шнек целиком. Однако в этом нет необходимости для разъемных двухшнековых экструдеров. Вам нужно всего лишь ослабить несколько болтов, повернуть рукоятку червячного редуктора, чтобы поднять верхнюю часть ствола, а затем открыть весь ствол для ремонта. Это не только сокращает время ремонта, но и снижает трудоемкость.

Высокий крутящий момент, высокая скорость

Тенденция развития двухшнековых экструдеров в мире направлена ​​на высокий крутящий момент, высокую скорость и низкое энергопотребление. Эффектом высокой скорости является высокая производительность. К этой категории относятся разъемные двухшнековые экструдеры, скорость которых может достигать 500 об/мин. Поэтому они обладают уникальными преимуществами при обработке высоковязких и термочувствительных материалов.

Что касается базовой технологии высокой скорости и высокого крутящего момента, только немецкие и японские производители освоили базовую технологию асимметричных и симметричных редукторов с высоким крутящим моментом, а максимальная скорость может достигать более 1,800 оборотов. В Китае только компания Sichuan Zhongzhuang Technology освоила эту основную технологию, которая также является одним из основных вариантов выбора для отечественных производителей высококачественной обработки материалов и является национальным проектом поощрения отечественных независимых инноваций.

Широкая сфера применения

Широкий спектр применения, подходит для обработки различных материалов

Высокая урожайность, высокое качество

Он имеет другие преимущества обычных двухшнековых экструдеров и обеспечивает высокую производительность, высокое качество и высокую эффективность.

сравнение

Основное различие между двухшнековыми, одношнековыми и трёхшнековыми экструдерами заключается в дифференциации механизмов транспортировки материала, возможностей смешивания и условий применения, определяемых количеством шнеков и структурой сеток. Каждый из трёх типов имеет своё собственное позиционирование в промышленных приложениях. Ниже представлено сравнение по таким параметрам, как конструктивные принципы, производительность ядра и условия применения, чтобы чётко обозначить их различия и возможности адаптации:

1. Позиционирование ядра и структурная основа

Основное различие между тремя моделями заключается в соотношении «количество шнеков + зацепление», которое напрямую определяет их функциональную ориентацию — одношнековая модель ориентирована на «простое конвейерное формование», двухшнековая — на «эффективную модификацию смешивания», а трехшнековая модель представляет собой передовое решение для «максимально равномерного смешивания».

Одношнековый экструдер: конструкция с одним шнеком является наиболее простой. Шнек образует с цилиндром единый канал для материала, используя силу трения вращения шнека и силу трения внутренней стенки цилиндра для продвижения материала вперед без эффекта зацепления.

Двухшнековый экструдер: два параллельных или конических шнека (разделённых на шнеки с однонаправленным и противонаправленным зацеплением), образующие канал принудительной транспортировки благодаря взаимному зацеплению зубьев шнеков. Материал принудительно захватывается и сдвигается в зоне зацепления шнеков, при этом эффективность смешивания и транспортировки значительно выше, чем у одношнекового экструдера.

Трёхшнековый экструдер: три шнека сцепляются друг с другом в форме буквы «V» или «треугольника», а к двухшнековому добавляется дополнительный шнек для формирования большего количества «зон сдвига сцепки» и более сложных каналов потока материала. Равномерность смешивания и управляемость сдвига дополнительно улучшаются, но при этом значительно увеличиваются сложность конструкции и стоимость.

2. Сравнение ключевых показателей

1. Пропускная способность конвейера

Одношнековый: эффективность транспортировки низкая и нестабильная, так как материал имеет низкую вязкость (например, некоторые пластиковые частицы) или склонен к проскальзыванию, это может привести к «холостому ходу без подачи»; Подходит только для материалов с низкой вязкостью и хорошей текучестью, со значительными колебаниями давления транспортировки.

Двойной шнек: Благодаря «принудительной транспортировке с зацеплением» материал принудительно проталкивается вперед зубьями шнека, независимо от вязкости материала, с высокой эффективностью транспортировки и стабильным давлением; даже материалы с высокой вязкостью и скоростью наполнения (например, пластик с добавлением стекловолокна) могут транспортироваться стабильно с более высокой точностью регулирования объема транспортировки.

Три шнека: Зацепление трех шнеков образует «многоточечный принудительный захват», что обеспечивает более равномерное время пребывания материалов в проточном канале и снижает колебания давления при транспортировке; Однако из-за более сложных проточных каналов производительность транспортирования несколько ниже, чем у двухшнекового с тем же диаметром шнека (приоритет отдается обеспечению равномерности смешивания).

2. Эффективность смешивания и сдвига

Один шнек: способность смешивания крайне слаба, и, полагаясь исключительно на «перетаскивание и капля смешивания» кромок шнека, невозможно добиться равномерного распределения материалов (например, возникновение «цветных пятен» при смешивании частиц цветного мастербатча с пластиковыми частицами); прочность на сдвиг низкая и неконтролируемая, подходит только для простой экструзии без требований смешивания (например, экструзия чистых пластиковых труб).

Двойной шнек: Превосходная производительность смешивания. Двойной шнек с зацеплением в одном направлении (обычно используемый) обеспечивает диспергирование материала за счет «сдвига и растяжения в области зацепления шнека», в то время как двойной шнек с зацеплением в противоположном направлении (например, используемый для экструзии профилей) фокусируется на «формовании экструзией». Прочность на сдвиг можно гибко контролировать, регулируя комбинацию шнеков (например, добавляя блоки сдвига, блоки смешивания) для удовлетворения большинства требований по модификации (например, заполнение пластиком, армирование, легирование).

Три шнека: однородность смешивания является лучшей среди трех — «зона поперечного сдвига», образованная тремя шнеками, может разделять материал на более мелкие частицы, а «распределение времени пребывания» материала в цилиндре более узкое (чтобы избежать локального перегрева или неравномерного смешивания); подходит для сценариев, требующих чрезвычайно высокой точности смешивания, таких как микропорошковое смешивание фармацевтических вспомогательных веществ и приготовление прецизионных композитных материалов, но сложность регулировки прочности на сдвиг выше, чем у двухшнековых.

3. Производство и потребление энергии

Один шнек: низкая производительность (при том же диаметре шнека производительность составляет всего 1/3~1/2 от двухшнекового варианта) и низкая энергоэффективность — для удовлетворения требований по транспортировке требуется более высокая скорость шнека, что приводит к большему потреблению энергии на единицу продукции.

Двойной шнек: Высокая производительность (например, производительность 200–300 кг/ч для двойного шнека диаметром 65 мм, что значительно превышает производительность одношнекового оборудования той же спецификации), отличная энергоэффективность — принудительная транспортировка снижает потери энергии, вызванные проскальзыванием материала, а энергопотребление на единицу продукции на 20–30 % ниже, чем у одношнекового оборудования.

Трехшнековый: Производительность ниже, чем у двухшнекового оборудования той же спецификации (из-за большего сопротивления потоку), но потребление энергии на единицу продукции аналогично двухшнековому оборудованию. Для достижения той же производительности, что и у двухшнекового оборудования, необходимо увеличить диаметр шнека или скорость вращения, что приведет к несколько большему потреблению энергии.

4. Область применения материалов

Одношнековый: ограничивается материалами с «низкой вязкостью, без требований смешивания, чистое или простое смешивание», такими как:

Экструзия труб, листов и пленок из чистого пластика (например, полиэтиленовых труб и полипропиленовых листов);

Простая модификация с малым количеством наполнителя (например, окраска небольшим количеством красящего концентрата).

Двухшнековый: наиболее широко применяется, охватывает материалы с высокой вязкостью, высоким наполнением и сложными требованиями к смешиванию, такие как:

Модификация пластика (армированный стекловолокном полипропилен, наполненный тальком полиэтилен, пластиковый сплав);

Экструзия биоразлагаемых пластиков и биопластика (требующий удаления летучих веществ, двухвинтовой может быть оснащен несколькими выпускными отверстиями);

Гранулирование резины, покрытий и клеев методом шнековой экструзии.

Трехшнековая: ориентация на специальные материалы с «высокими требованиями к точности и однородности», такие как:

Вспомогательные вещества фармацевтического класса (например, смешанная экструзия носителей лекарственных средств с замедленным высвобождением, без мертвых углов или остатков);

Нанокомпозитные материалы (например, равномерное распределение наночастиц и пластика для предотвращения агломерации);

Функциональные материалы с высокой добавленной стоимостью (такие как проводящие пластики, оптические пластики).

3. Сравнение эксплуатации, обслуживания и стоимости

1. Сложность эксплуатации

Один шнек: простая конструкция, небольшое количество регулировок параметров (нужно только контролировать скорость и температуру цилиндра), несложная эксплуатация, подходит для малых и средних производств или для начинающих.

Двойной шнек: необходимо отрегулировать комбинацию шнеков (заменить сдвиговой блок и смесительный блок в соответствии с требованиями к материалу), зазор в зацеплении, степень вакуума в выпускном отверстии и т. д. Есть и другие рабочие параметры, для отладки которых требуется участие профессионального персонала, но в настоящее время большая часть оборудования достигла автоматизированного управления с контролируемой сложностью.

Тройной шнек: конструкция шнека сложная, а точность регулировки зазора между зацеплениями чрезвычайно высока (отклонение в 0.1 мм может повлиять на эффективность смешивания). Кроме того, канал подачи материала трудно очищать, а порог срабатывания очень высокий, поэтому для обслуживания требуется профессиональная техническая команда.

2. Расходы на техническое обслуживание

Одношнековый: с небольшим количеством уязвимых деталей (только шнеки и вкладыши цилиндра), простота обслуживания, низкие затраты на замену (например, стоимость замены одного шнека диаметром 65 мм составляет около нескольких тысяч юаней) и низкий уровень отказов.

Двойной шнек: уязвимыми деталями являются зубья зацепления и материальный цилиндр двух шнеков, а стоимость замены в 2-3 раза превышает стоимость замены одного шнека (например, стоимость замены двухшнекового шнека Φ 65 мм составляет около 10000 20000-XNUMX XNUMX юаней). Из-за структуры зацепления необходимо регулярно проверять параллельность шнека, а частота технического обслуживания выше, чем у одного шнека.

Три винта: три винта необходимо заменять синхронно (со строгими требованиями к зацеплению), а стоимость уязвимых деталей в 1.5–2 раза выше, чем у двухвинтовых; Кроме того, конструкция оборудования сложна, а устранение неисправностей затруднено (например, изношенный винт может привести к ненормальному общему зацеплению), что приводит к самым высоким затратам на техническое обслуживание.

3. Стоимость оборудования

Одношнековый: самая низкая цена, обычно колеблющаяся от нескольких десятков тысяч юаней за оборудование малого и среднего размера (Φ 30~80 мм), подходящая для сценариев с ограниченным бюджетом и простым спросом.

Двухшнековый: цена умеренная, при этом оборудование с такими же техническими характеристиками (Φ 30~80 мм) обойдется в 3~5 раз дороже одношнекового (около 200000 1~XNUMX миллиона юаней), но благодаря широкому спектру применения он является наиболее экономически эффективным выбором в отрасли.

Трехшнековый: самая высокая цена, при этом оборудование с теми же характеристиками стоит в 2-3 раза дороже двухшнекового (примерно от 500000 300000 до XNUMX XNUMX юаней), используется только в сценариях, где требуется высокая точность (например, в фармацевтике и производстве высококачественных материалов).

Резюме

1. Меню шнека: если требованием является «простое экструзионное формование, отсутствие требований к смешиванию, ограниченный бюджет», например, экструзия труб/листов из чистого пластика, мелкосерийное производство продукции с низкой добавленной стоимостью, приоритет следует отдать меню шнека, который имеет самую высокую экономическую эффективность.

2. Выбирайте двухшнековый: если требуется «модификация пластика, высокая степень наполнения/армирования, смешивание нескольких материалов» или стабильное производство и функция испарения (например, разлагаемый пластик грануляция), двухшнековый тип является оптимальным решением, сочетающим в себе производительность, стоимость и применимость, и в настоящее время является наиболее широко используемым типом в промышленных применениях.

3. Выбирайте три шнека: Только в том случае, если требуется «исключительная однородность смешивания, высокоточная обработка материалов» (например, материалов фармацевтического класса, нанокомпозитов), а бюджет позволяет и есть профессиональная команда по техническому обслуживанию, следует рассмотреть вариант с тремя шнеками, чтобы избежать лишних затрат, вызванных «избыточной производительностью».

Производители и марки двухшнековых экструдеров

китайские производители

Компания Nanjing Kerke Extrusion Equipment Co., Ltd. специализируется на проектировании, производстве и продаже двухшнековых экструдеров блочного типа с параллельными шнеками и сонаправленным вращением, а также запасных частей к ним. Продукция находит применение в различных отраслях, таких как производство пластмасс, резины, пищевых продуктов, кормов для животных и т. д. Она подходит для смешивания, гомогенизации, пластификации, окрашивания, наполнения, армирования и переработки полимерных материалов.

Компания Dalian Rubber and Plastic Machinery Co., Ltd. (Даляньская резино-пластиковая машиностроительная компания) обладает возможностями самостоятельного проектирования и производства двухшнековых экструдеров и имеет соответствующие достижения в области оборудования для экструзионной грануляции для крупных заводов по производству полиолефинов в Китае. Это известное в Китае предприятие в сфере оборудования для резины и пластика.

Компания Nanjing Keya Chemical Equipment Co., Ltd. была основана в 1993 году г-ном Лю Гуанчжи, основоположником китайской индустрии двухшнековых экструдеров. Мы располагаем более чем 100 запатентованными на национальном уровне технологиями и неоднократно участвовали в разработке национальных и групповых стандартов для отрасли двухшнековых экструдеров. Наши двухшнековые экструдеры со сверхвысоким крутящим моментом серии HK/SK/ZK MT и другое комплексное оборудование обладают производительностью, сопоставимой с ведущими мировыми образцами.

Компания Changzhou Jinwei Intelligent Chemical Equipment Co., Ltd. специализируется на разработке и производстве двухшнековых экструдеров. Обладая 30-летним опытом работы и профессиональной командой НИОКР, компания разработала различные продукты, такие как линии грануляции биоразлагаемого пластика, которые экспортируются более чем в 100 стран и регионов, включая Россию и Индию.

Nanjing Ruiya Extrusion Machinery Manufacturing Co., Ltd.: дочернее предприятие CPM Group в США, полностью принадлежащее компании, с более чем 25-летним опытом производства двухшнековых экструдеров. Благодаря интеграции передовых технологий США, Германии и Китая, компания превратилась в известную производственную и монтажную базу экструзионного оборудования в Азии.

Компания Jiangsu Yuesheng Technology Co., Ltd., основанная в 2008 году, специализируется на разработке новых технологий и оборудования для переработки полимерных материалов. На тот момент компания поставляла высокопроизводительные двухшнековые экструдеры китайского производства с крутящим моментом 10.3 Нм/см³, а также выпускала различные модели, такие как двухшнековые экструдеры с цилиндрическим нагреванием и двойным охлаждением для промышленного смешивания и гранулирования.

Компания Jiangsu Chengmeng Equipment Co., Ltd., основанная в Нанкине в 2005 году, специализируется на крупносерийном производстве двухшнековых экструдеров и одношнековых экструдеров-смесителей возвратно-поступательного действия. Годовой объём производства 240 моделей достигает 150000 XNUMX тонн, что позволяет удовлетворить внутренний спрос на крупногабаритное оборудование.

Компания Nanjing Jieya Extrusion Equipment Co., Ltd. специализируется на разработке и производстве производственных линий, в основе которых лежат двухшнековые экструдеры с однонаправленным вращением и высокоэффективные одношнековые экструдеры. Наша продукция охватывает широкий спектр областей применения, включая компаундирование, модифицированную грануляцию и реакции полимеризации. Годовой объём производства и продаж составляет более 350 единиц.

Dongguan Jiewei Machinery Manufacturing Co., Ltd.: поставляет двухшнековые экструдеры и периферийное оборудование для таких применений, как ПЭТ, ПП, ЭВА и т. д., обеспечивая надежное качество и высококачественное послепродажное обслуживание клиентам по всему миру.

Производители из других стран

Троестер, Германия: Основанная в 1892 году, компания специализируется на исследованиях и разработках механического оборудования для шин, кабелей и других смежных отраслей. Её спиральный экструдер для резины пользуется популярностью у крупных предприятий по переработке резины в Европе и других регионах. Её штифтовой экструдер холодного прессования QSM обладает превосходной пластифицирующей способностью и может использоваться с различными резиновыми материалами.

Лестерц, Германия (List): Семейное предприятие с отделом экструзионных технологий, которое производит точные, эффективные и гибкие двухшнековые экструдеры. Благодаря передовым технологиям, предприятие обладает значительными преимуществами в удовлетворении сложных технологических потребностей современного производства.

Davis Standard: Двухшнековые экструдеры этой компании, имеющие долгую историю, славятся своим высоким качеством, надежностью и инновациями, отвечая разнообразным производственным требованиям различных отраслей промышленности, таких как упаковочная промышленность и строительство.

Компания ICMA San Giorgio SpA в Италии: с момента своего основания в 1907 году она накопила столетний опыт и объединила новые технологии для выпуска высокопроизводительных двухшнековых экструдеров, особенно подходящих для особых случаев, таких как обработка древесно-полимерных композитных материалов.

Компания Steer, основанная в Бангалоре в 1993 году, является пионером в производстве двухшнековых экструдеров в Индии. Компания специализируется на таких областях, как производство пластмасс, фармацевтика и биоматериалов, уделяя особое внимание инновациям и устойчивому развитию, а также постоянному повышению технологического уровня своей продукции.

Компания Coperion, пионер в области технологий смешивания и переработки, ранее известная как Werner&Pfleiderer, производит двухшнековые экструдеры серии ZSK с однонаправленным вращением шнеков с 1957 года. Эти экструдеры широко используются для грануляции полиолефинов, таких как ПП, ПНД (HDPE), и ПВД, помогая пользователям экономить на сопутствующих расходах, таких как запасные части.

JSW: Основанный в 1907 году, завод в Хиросиме начал производить не взаимозацепляющие двухшнековые экструдеры со встречным вращением в 1970-х годах, а впоследствии выпустил серию CMP-X взаимозацепляющих двухшнековых экструдеров со встречным вращением с максимальной производительностью в несколько десятков тонн в час.

Компания Kobe Steel Co., Ltd., основанная в 1905 году, является крупным сталелитейным конгломератом. Её технология двухшнековых экструдеров, основанная на технологии обратного вращения, и благодаря передовым технологическим решениям занимает важное место в таких областях, как двухшнековое смешивание и грануляция в пластмассовой и химической промышленности.

Battenfeld Cincinnati, Австрия: Основанная в 1940-х годах, компания Battenfeld Cincinnati является ведущим мировым предприятием по проектированию и производству экструзионных линий на заказ. Двухшнековые экструдеры известны своей высокой автоматизацией и энергоэффективностью и позволяют адаптировать специализированные экструзионные линии для таких отраслей, как производство труб и листов, в соответствии с потребностями заказчика.

Компания Milacron: С момента своего основания в 1968 году компания неизменно занимает лидирующие позиции в производстве оборудования для переработки пластмасс. Такие продукты, как двухшнековые экструдеры, отличаются высокой эффективностью и стабильностью и широко используются при переработке пластмасс в упаковочной, строительной, автомобильной и других отраслях.

Распространенные неисправности и методы устранения неполадок

В процессе длительной эксплуатации двухшнековые экструдеры подвержены различным неисправностям, обусловленным такими факторами, как характеристики материала, эксплуатационные стандарты и старение оборудования. Ниже приведены распространённые неисправности, анализ их причин и основные рекомендации по их устранению:

1. Аномальный объем экструзии (снижение или колебания производства)

1. Производство продолжает снижаться.

Основные причины: засорение системы подачи, сильный износ шнека, ненормальная температура цилиндра (слишком высокая или слишком низкая), утечка вакуумной системы.

Закупорка подачи часто вызвана поглощением влаги и агломерацией материалов (таких как ПА и ПЭТ с сильным поглощением влаги), или посторонними предметами (например, металлическими примесями), застрявшими в подающем шнеке;

Износ шнека может привести к уменьшению объема канавки шнека, особенно износу кромок резьбы на участках транспортировки и дозирования, что затрудняет эффективное проталкивание материалов;

Если температура слишком низкая, материал не расплавляется в достаточной степени, что приводит к плохой текучести в канавке шнека и высокому сопротивлению проталкиванию; если температура слишком высокая, материал может прилипнуть к стенке и обуглиться, блокируя канал потока.

Базовый этап: сначала проверьте загрузочную воронку питателя, очистите её от слипшихся материалов и посторонних предметов; если подача нормальная, осмотрите внешний вид шнека (остановите машину для разборки). При сильном износе замените компоненты шнека; повторно откалибруйте регулятор температуры каждой секции цилиндра, чтобы обеспечить соответствие кривой плавления материала; наконец, проверьте интерфейс вакуумного трубопровода, замените стареющее уплотнительное кольцо и устраните проблему утечки.

2. Частые колебания объемов производства

Основные причины: нестабильный объем подачи (ненормальная скорость двигателя подачи, нестабильный уровень заполнения бункера), колебания скорости шнека, неравномерный размер частиц материала или влажность.

Основная обработка: Отрегулируйте скорость питателя до стабильного диапазона и поддерживайте уровень материала в бункере более 1/2 (чтобы избежать резкого снижения объема подачи из-за низкого уровня материала); Проверьте преобразователь частоты двигателя привода шнека, чтобы исключить колебания напряжения или проблемы с дрейфом параметров; Предварительно высушите материалы (например, пластик с повышенной влажностью) и просейте для получения материалов с однородным размером частиц.

2. Проблемы с качеством расплава (разрушение расплава, обугливание, неравномерное распределение)

1. Разрушение расплава (трещины и рябь, возникающие на поверхности экструдированных изделий)

Основные причины: высокая скорость сдвига (слишком высокая скорость шнека), низкая температура цилиндра (неполное расплавление материала), нерациональная конструкция фильеры (резкое сужение канала потока).

Высокий сдвиг может привести к разрыву молекулярных цепей материала, особенно для пластиков с низкой вязкостью, таких как ПЭ и ПП;

При недостаточной температуре в расплавленном материале присутствуют нерасплавленные частицы, которые вызывают неравномерное усилие при прохождении через форму и приводят к разрушению поверхности.

Основное лечение: Уменьшить соответствующим образом скорость вращения шнека, постепенно увеличивать температуру цилиндра (особенно в измерительной секции и секции горловины формы) и наблюдать за внешним видом расплава; Если улучшения все еще нет, необходимо оценить канал потока горловины формы и при необходимости заменить ее на подходящую форму (например, используя конструкцию с градиентным каналом потока).

2. Обугливание расплава (появление черных пятен и частиц кокса на продукте)

Основные причины: локальная высокая температура цилиндра или шнека (неисправность регулятора температуры, повреждение нагревательной спирали), чрезмерное время удержания материала в оборудовании (низкая производительность, низкая скорость шнека), обугливание остатков старых материалов в оборудовании (недостаточная очистка во время замены материала).

Основное лечение: Немедленно отключить и осмотреть каждую секцию нагревательной спирали, заменить неисправные компоненты контроля температуры; При производстве продукции с низким выходом необходимо отрегулировать скорость вращения шнека (чтобы избежать задержки материала в цилиндре более 15 минут, в зависимости от термостойкости материала); Перед заменой материала тщательно очистить шнек, цилиндр и горловину пресс-формы чистящим средством (например, специализированным средством для очистки шнеков), чтобы удалить остатки старого материала.

3. Неравномерная дисперсия материалов (в продукте присутствуют несмешанные наполнители или частицы мастербатча)

Основные причины: Нерациональная конфигурация шнека (недостаточное количество диспергирующих и смешивающих компонентов, например, отсутствие месильных блоков и зубчатых дисков), низкая скорость шнека (недостаточная прочность перемешивания при сдвиге), высокое соотношение добавляемого наполнителя (например, несоответствие специализированной диспергирующей конфигурации, когда доля стекловолокна и технического углерода превышает 30%).

Базовая обработка: Если это новое оборудование, необходимо подтвердить, подходит ли конфигурация шнека для материала (например, для композитных материалов с высокими требованиями к дисперсности необходимо увеличить количество пластифицирующих блоков); Соответствующим образом увеличить скорость шнека (но не допускать разрушения расплава из-за чрезмерной скорости); Для материалов с высоким содержанием наполнителя подачу можно осуществлять поэтапно (например, добавляя основной материал из главного загрузочного отверстия и добавляя наполнитель из бокового загрузочного отверстия для уменьшения агломерации).

3. Аномальный шум и вибрация при работе оборудования

1. Необычный шум в системе трансмиссии (например, «жужжащий» или «лязгающий» звук в коробке передач)

Основные причины: недостаточное количество или испорченное смазочное масло в редукторе (смазочное масло использовалось более 12 месяцев без замены или было смешано с примесями), износ шестерен (длительная работа под нагрузкой, приводящая к отслоению поверхности зубьев), повреждение подшипников (чрезмерный осевой или радиальный зазор).

Основное решение: остановите машину и проверьте уровень масла в редукторе, долейте или замените масло, соответствующее марке (например, промышленное трансмиссионное масло CKD 220). Если ненормальный шум сохраняется, разберите редуктор и осмотрите шестерни и подшипники. При значительном износе замените детали, чтобы избежать дальнейшего повреждения трансмиссии.

2. Шум трения между винтом и цилиндром (звук «трения металла»)

Основные причины: отклонение соосности шнека и цилиндра (не калибровано при монтаже или деформация подшипника после длительной эксплуатации), ослабленные компоненты шнека (ослабленные соединительные болты модульных шнеков), а также посторонние металлические предметы в цилиндре (например, шнеки и мусор, попавшие во время подачи).

Основное лечение: Немедленно остановите машину, чтобы избежать дальнейшего износа шнека и цилиндра; Сначала проверьте болты компонентов шнека и снова затяните ослабленные детали; Если болты в порядке, разберите оборудование и откалибруйте соосность между шнеком и цилиндром; Наконец, очистите цилиндр от посторонних предметов и проверьте фильтрующее устройство системы подачи (например, установите магнитный сепаратор), чтобы предотвратить повторное попадание примесей в будущем.

4. Неисправность системы контроля температуры (температура вышла из-под контроля, ненормальное отображение данных)

1. Высокая температура (фактическая температура значительно превышает заданное значение)

Основные причины: Короткое замыкание нагревательной спирали (невозможность отключения постоянного нагрева отдельной секции нагревательной спирали), неисправность регулятора температуры (ненормальный сигнал обратной связи от датчика, из-за которого регулятор неправильно оценивает температуру), неисправность системы охлаждения (например, засорение контура охлаждающей воды цилиндра, из-за чего не удается своевременно отводить тепло).

Основное лечение: Отключите питание неисправной нагревательной спирали и замените короткозамкнутую нагревательную спирали; Откалибруйте датчик регулятора температуры (например, термопару) и замените его, если датчик поврежден; Очистите контур охлаждающей воды (используйте средство для удаления накипи, чтобы удалить накипь внутри трубопровода), убедившись, что поток охлаждающей воды нормальный (обычно требуется давление воды 0.2–0.4 МПа).

2. Температура не может достичь заданного значения.

Основные причины: недостаточная мощность нагревательных спиралей (некоторые нагревательные спирали повреждены, например, сломанные нагревательные спирали из углеродного волокна), неправильные настройки параметров регуляторов температуры (например, дрейф параметров ПИД, что приводит к медленному отклику нагрева), низкая температура окружающей среды (температура в цехе зимой ниже 5 ℃, рассеивание тепла происходит слишком быстро).

Базовое лечение: Используйте мультиметр для проверки сопротивления каждой нагревательной спирали и замените поврежденные нагревательные спирали; Сбросьте параметры ПИД термостата (см. рекомендуемые значения в руководстве по оборудованию или выполните калибровку с помощью функции «самонастройки»); Установите изоляционную вату на внешнюю часть цилиндра, чтобы уменьшить потери тепла, особенно в условиях низких температур.

5. Неисправность вакуумной системы (недостаточная степень вакуума или невозможность откачки)

Основные причины: закупорка вакуумного трубопровода (летучие вещества конденсируются в масло или твердые примеси, блокируя трубопровод), отказ вакуумного насоса (низкий уровень масла в насосе, износ лопастей), старение вакуумных уплотнений (например, повреждение уплотнительного кольца и фланцевого прокладки в вакуумном отверстии цилиндра).

Основное лечение: Сначала выключите вакуумный насос, разберите вакуумный трубопровод и очистите конденсат на внутренней стенке с помощью растворителя (например, ацетона); Проверьте уровень масла вакуумного насоса, долейте или замените масло вакуумного насоса (например, специальное минеральное масло для вакуумных насосов), и замените сердечник насоса, если лопасти изношены; Наконец, замените изношенные уплотнения, чтобы убедиться в отсутствии утечек в вакуумном отверстии (для улучшения герметизации можно нанести небольшое количество вакуумной уплотнительной смазки).

6. Неисправность системы кормления (перебои в кормлении или недостаточное количество корма)

Основные причины: износ подающего шнека (невозможность эффективно проталкивать материалы), засорение бункера (материалы образуют «арочный мост» на выходе из бункера из-за статического электричества или вязкой агломерации, что затрудняет подачу), отказ двигателя подачи (остановка двигателя или недостаточная скорость).

Базовая обработка: Очистите бункер от слипшихся материалов, нанесите антистатическое покрытие на внутреннюю стенку бункера (для материалов, склонных к накоплению статического электричества, таких как ПВХ) или установите вибратор для устранения перемычек; Проверьте резьбу подающего шнека и замените её, если она сильно изношена; Если двигатель заклинило, проверьте, не связано ли это с попаданием посторонних предметов в шнек или повреждением подшипников двигателя. При необходимости отремонтируйте или замените двигатель.

суточная потребность

Ежедневное обслуживание двухшнековых экструдеров — залог стабильной работы, продления срока службы и предотвращения внезапных отказов. Необходимо руководствоваться принципом «сначала профилактика, потом тщательное обслуживание», охватывая основные компоненты оборудования (шнеки, цилиндры, приводные системы и т.д.) и вспомогательные системы (нагрев, охлаждение, смазка и т.д.). Техническое обслуживание можно разделить на следующие виды:

1. Предпусковой осмотр и подготовка (основная цель: исключить риски при запуске и обеспечить соответствие состояния оборудования)

1. Проверка внешнего вида и соединений

Во-первых, осмотрите общий внешний вид оборудования, чтобы убедиться в отсутствии очевидных деформаций или повреждений ствола и шнека, а также в том, что оболочка не ослаблена и не повреждена; Поочередно проверьте основные соединительные детали, включая стяжные болты между шнеком и коробкой передач, болты фланцевого соединения ствола и фиксирующие пряжки между нагревательным кольцом и стволом, чтобы убедиться, что все крепежные элементы не ослаблены (если обнаружены ослабленные болты, их следует затянуть в соответствии с требованиями к моменту затяжки, указанными в руководстве по эксплуатации оборудования, чтобы избежать смещения компонентов, вызванного вибрацией во время работы).

Одновременно проверьте электрические цепи и трубопроводы, чтобы убедиться в том, что линии электропередач, линии управления отоплением и трубы охлаждающей воды/масла не изношены, не повреждены и не протекают, а место соединения хорошо герметизировано (если в месте соединения трубы охлаждающей воды обнаруживается утечка воды, уплотнительное кольцо следует своевременно заменить, чтобы предотвратить попадание влаги в электрический блок или ухудшение эффективности охлаждения корпуса машины).

2. Проверка системы смазки

Система смазки является «защитным барьером» для компонентов трансмиссии, таких как коробки передач и подшипники, и требует специальной проверки:

Смазочное масло редуктора: проверьте, соответствует ли уровень масла масляному щупу (обычно 1/2–2/3 его высоты). Если уровень масла слишком низкий, долейте масло соответствующего типа (не смешивайте разные марки или модели во избежание снижения эффективности смазки). Обратите внимание на цвет масла. Если оно темно-коричневое, мутное или содержит примеси, его следует заменить своевременно (обычно после 100 часов работы нового оборудования масло следует заменить в первый раз, а затем менять его каждые 2000–3000 часов, как указано в руководстве по эксплуатации оборудования).

Смазка подшипников: проверьте, достаточно ли смазки в каждом вращающемся подшипнике (например, в подшипниках опоры винта, подшипниках двигателя). Если смазка высыхает или появляются признаки ненормального шума, необходимо заменить её специальной термостойкой и износостойкой смазкой (не используйте обычную смазку, которая может привести к перегреву и повреждению подшипника).

3. Проверка системы отопления и охлаждения

Система нагрева: включите питание шкафа управления нагревом и поочередно проверьте повышение температуры каждой секции нагревательного кольца ствола и нагревательного кольца головки, чтобы убедиться в ее нормальном состоянии (после установки заданной температуры проверьте, стабильно ли отображаемая температура и соответствует ли она стандарту, без явных колебаний или отсутствия повышения температуры); если определенный участок нагревательной спирали не работает, необходимо проверить, не перегорел ли нагревательный провод или не ослабли ли клеммы проводки, и своевременно заменить или отремонтировать их.

Система охлаждения: Проверьте, нормально ли запускается насос охлаждающей воды и не засорен ли трубопровод охлаждающей воды (вы можете почувствовать поток воды, прикоснувшись к водопроводной трубе, или понаблюдайте за расходомером, чтобы убедиться, что расход соответствует норме); Очистите бак охлаждающей воды от примесей и накипи (если качество воды плохое, необходимо регулярно добавлять ингибиторы ржавчины или заменять очищенную воду, чтобы предотвратить засорение трубопровода или коррозию цилиндра двигателя); Одновременно проверьте систему охлаждения сердечника шнека (если таковая имеется), чтобы обеспечить нормальную циркуляцию охлаждающей жидкости и не допустить перегрева и деформации шнека.

4. Проверка материалов и форм

Убедитесь, что обрабатываемый материал не содержит примесей и комков (если материал влажный, его необходимо предварительно высушить, чтобы избежать образования пузырьков или закупорки шнека во время экструзии); Проверьте надежность установки пресс-формы, отсутствие деформаций и повреждений горловины пресс-формы, а также отсутствие износа уплотнительной прокладки между пресс-формой и головкой машины (если уплотнительная прокладка повреждена, ее необходимо своевременно заменить, чтобы предотвратить утечку расплава); При смене вида материала необходимо заранее очистить шнек и цилиндр от остатков материалов (особенно это касается термочувствительных материалов, чтобы избежать высокотемпературного разложения остатков материалов, влияющего на качество продукции).

2. Мониторинг и обслуживание в режиме реального времени во время эксплуатации (основная цель: своевременное обнаружение аномалий и предотвращение расширения неисправностей)

1. Мониторинг параметров работы оборудования

Обратите особое внимание на ключевые параметры работы экструдера, запишите данные и сравните их с нормой. При обнаружении каких-либо отклонений немедленно устраните их:

Температурные параметры: Температура каждой секции цилиндра, головки и пресс-формы должна быть стабильной в пределах заданного значения ± 5 °C. При резком повышении или понижении температуры необходимо проверить исправность системы нагрева и охлаждения (например, короткое замыкание нагревательного змеевика или засорение трубопровода охлаждающей воды).

Параметры давления: давление нагнетания должно контролироваться в пределах номинального диапазона оборудования (обычно контролируется манометром или датчиком давления). Резкое повышение давления может быть вызвано недостаточным расплавлением материала, засорением формы или чрезмерной скоростью вращения шнека. Необходимо снизить скорость, очистить форму или скорректировать состав материала. Если давление резко падает, необходимо проверить, не нарушена ли подача материала или не слишком ли велик зазор между шнеком и цилиндром (что может быть вызвано износом шнека).

Параметры скорости и тока: Скорость вращения шнека должна быть стабильной, без колебаний, а рабочий ток двигателя должен находиться в диапазоне 80–90% от номинального. Если ток внезапно превышает допустимые значения, это может быть связано с чрезмерной нагрузкой материалом (например, высокой вязкостью материала или чрезмерным заполнением) или блокировкой системы трансмиссии. Необходимо немедленно снизить скорость и проверить компоненты трансмиссии (например, редуктор на наличие посторонних шумов).

2. Мониторинг аномального звука и вибрации

Во время работы необходимо внимательно прислушиваться к звуку работы оборудования, который в нормальных условиях должен представлять собой равномерный «жужжащий» звук, без резких посторонних звуков (типа звука трения металла, ударного звука) или периодических шумов:

Если слышен «пронзительный звук трения», это может быть вызвано недостаточным зазором между шнеком и цилиндром, износом подшипников или попаданием посторонних предметов в шнек. Необходимо немедленно остановить машину для осмотра, чтобы избежать царапин на шнеке и цилиндре.

Если вибрация оборудования существенно увеличивается, необходимо проверить, не ослаблены ли анкерные болты и выровнена ли муфта (если муфта смещена, ее необходимо перекалибровать, чтобы предотвратить повреждение компонентов, вызванное дисбалансом трансмиссии).

3. Контроль качества расплава и внешнего вида продукции

Наблюдайте за состоянием экструдированного расплава (например, цветом, однородностью) и внешним видом конечного продукта (например, частицами, профилями, пленками):

Появление чёрных пятен или частиц кокса в расплаве может быть вызвано чрезмерной температурой нагрева, длительным временем пребывания материала в шнеке или деградацией остаточных материалов внутри шнека. Необходимо снизить температуру, сократить время пребывания материала в шнеке или очистить шнек.

Если изделие имеет пузырьки, неровную поверхность или отклонения в размерах, необходимо проверить состояние сушки материала, соответствие температуры формы стандарту, исправность системы охлаждения (например, недостаточное охлаждение приводит к плохому формованию изделия).

4. Регулярные проверки и простое обслуживание

Проводите проверки на месте каждые 1–2 часа, обращая особое внимание на:

Проверьте, не ослаблены ли соединительные детали (например, болты крепления нагревательного кольца и болты формы), и своевременно подтяните их.

Проверьте систему охлаждения на наличие утечек (например, в соединениях водопроводных труб, уплотнениях резервуара для воды). Если утечка есть, немедленно выключите систему и проведите её устранение, чтобы предотвратить попадание влаги на электрические компоненты и коррозию оборудования.

Исправна ли система транспортировки материалов (например, питатель), обеспечивающая равномерную подачу материалов без перебоев или чрезмерной подачи.

3. Комплексная очистка и обслуживание после останова (основная цель: защита компонентов оборудования и подготовка к следующему пуску)

1. Очистка и обслуживание шнеков и цилиндров

Перед остановкой машины прекратите подачу и дайте шнеку поработать 5–10 минут (время простоя не должно быть слишком длительным, чтобы избежать сухого шлифования из-за недостаточной смазки шнека и цилиндра). Максимально выдавите остатки материала из цилиндра, чтобы уменьшить их количество.

При обработке термочувствительных материалов (таких как ПВХ, ПА) или легко окрашиваемых материалов необходимо тщательно очищать шнек и цилиндр чистящими средствами (такими как специальные чистящие средства для шнеков, чистящие средства для ПЭ) до тех пор, пока выдавливаемые чистящие средства не будут содержать остаточного цвета и загрязнений, после чего остановить машину и разобрать шнек и цилиндр (при разборке следует использовать специальные инструменты, чтобы избежать принудительного постукивания, вызывающего деформацию шнека).

После очистки шнек и цилиндр необходимо просушить или продуть сжатым воздухом. Проверьте, не изношены ли или не деформированы ли края шнека, а также нет ли царапин на внутренней стенке цилиндра (если износ незначительный, его можно устранить полировкой; если износ сильный, шнек или цилиндр необходимо заменить, чтобы не ухудшить пластифицирующий и смешивающий эффект материала).

2. Техническое обслуживание пресс-форм и головок машин

После разборки формы с помощью медного скребка (чтобы не поцарапать поверхность формы) очистите остатки расплава в горловине формы и канале потока, а затем протрите поверхность формы спиртом или специальным чистящим средством, чтобы проверить, нет ли каких-либо повреждений полости формы и горловины (если есть небольшие царапины, их можно устранить полировкой мелкой наждачной бумагой); После очистки формы нанесите на нее антикоррозийное масло и храните ее в надлежащих условиях (чтобы избежать ржавления формы или ее деформации из-за столкновения); Одновременно очистите уплотнительную прокладку и сетчатый фильтр (если таковой имеется) внутри головки машины, замените поврежденный сетчатый фильтр и обеспечьте эффект фильтрации расплава для следующего использования.

3. Техническое обслуживание вспомогательных систем

Система нагрева: После отключения нагревательного элемента проверьте, нет ли на поверхности нагревательного кольца остатков расплава, протрите его чистой тканью и не допускайте прилипания остатков расплава к нагревательному кольцу после остывания, так как это может повлиять на эффективность нагрева в следующий раз; Если на поверхности нагревательного элемента есть масляные пятна, его следует очистить нейтральным чистящим средством, не следует использовать едкие растворители.

Система охлаждения: После выключения насоса охлаждающей воды слейте накопившуюся воду из бака охлаждающей воды (особенно зимой или при длительном простое, чтобы предотвратить замерзание и растрескивание бака), а также очистите внутреннюю стенку бака от накипи и загрязнений. Проверьте клапаны и соединения трубопровода охлаждающей воды. При наличии утечек замените уплотнительное кольцо или клапан.

Электрическая система: После отключения основного питания очистите пыль внутри электрического щитка сжатым воздухом (чтобы избежать скопления пыли и короткого замыкания электрических компонентов), проверьте надежность крепления клемм проводов электрических компонентов (таких как контакторы, реле, регуляторы температуры), а если есть следы окисления, отполируйте их наждачной бумагой, чтобы обеспечить хороший контакт.

4. Общая очистка и регистрация оборудования

Протрите пыль и масляные пятна на поверхности корпуса оборудования, операционного стола и шкафа управления тканью, чтобы поддерживать оборудование в чистоте; Уберите мусор и обломки материалов вокруг оборудования, чтобы обеспечить безопасную рабочую среду; Наконец, заполните журнал технического обслуживания оборудования, подробно указав ежедневное время запуска, рабочие параметры, нештатные ситуации и меры по устранению неисправностей, чтобы обеспечить справочные данные для последующего технического обслуживания (например, анализа характера износа винтов и разработки более разумных циклов замены с помощью записей).

4. Регулярное специальное техническое обслуживание (основная цель: заблаговременное предотвращение отказов расходных материалов)

Помимо ежедневного обслуживания, необходимо проводить специальное обслуживание в соответствии с фиксированным циклом. Информация о конкретном цикле содержится в руководстве по эксплуатации оборудования. К распространённым операциям относятся:

Проверка износа шнека и цилиндра: каждые 3000–5000 часов (или с корректировкой в ​​зависимости от степени износа материала) разбирайте шнек и цилиндр, измеряйте толщину кромки шнека и внутренний диаметр цилиндра. Если износ превышает допустимые значения, указанные в спецификации оборудования (обычно 5–10% от исходного размера), замените шнек или цилиндр, чтобы избежать снижения объёма экструзии и качества продукции.

Техническое обслуживание редуктора: Заменяйте масло в редукторе каждые 2000–3000 часов и очищайте его от загрязнений (степень износа шестерен можно определить по наличию загрязнений в сливаемом масле). Проверьте состояние зацепления шестерен внутри редуктора. При наличии износа зубьев или выкрашивания шестерен необходимо своевременно отремонтировать или заменить их, чтобы предотвратить выход редуктора из строя.

Техническое обслуживание двигателя: проверяйте состояние изоляции двигателя каждые 5000 часов (сопротивление изоляции должно быть ≥ 0.5 МОм с помощью мегомметра), очищайте вентилятор двигателя и радиатор от пыли и обеспечивайте хороший отвод тепла от двигателя. Проверьте подшипники двигателя. При наличии ненормального шума или осевого смещения замените подшипники, чтобы предотвратить перегрев и выход двигателя из строя.

Калибровка датчиков и приборов: калибруйте датчики температуры, давления, скорости и связанные с ними приборы (например, амперметры и вольтметры) каждые 6 месяцев, чтобы обеспечить точность данных измерений и избежать неправильного управления параметрами из-за ошибок приборов, которые могут повлиять на качество продукции или безопасность оборудования.

Предложения по покупке

Выбор двухшнековых экструдеров следует проводить комплексно, учитывая такие ключевые факторы, как производственные потребности, характеристики материалов и долгосрочные затраты, чтобы избежать слепой погони за «высокой конфигурацией» или «низкой ценой». Ниже представлены систематизированные рекомендации по закупкам, основанные на 7 ключевых параметрах и охватывающие весь процесс, от анализа спроса до послепродажного обслуживания:

1. Во-первых, проясните основное требование: чтобы избежать неправильной покупки.

Первый шаг при покупке — точно определить свои потребности, которые станут основой для всех последующих решений. Необходимо подтвердить четыре ключевых момента:

1. Обработка материалов и цели процесса

Тип материала напрямую определяет конфигурацию оборудования:

Обычные пластмассы (ПВХ, ПП, ПЭ): обычный материал шнека (обработка азотированием 38CrMoAlA), достаточен базовый контроль температуры;

Специальные материалы (ПЭЭК, ЖКП, армированный углеродным волокном пластик): требуют использования привода с высоким крутящим моментом, износостойких винтов (например, с двойным покрытием из сплава), точного контроля температуры (в пределах ± 1 ℃) и учета количества выпускных отверстий (чтобы избежать деградации материала);

Пищевая/фармацевтическая промышленность (крахмал, белок, фармацевтические вспомогательные вещества): требуется конфигурация, соответствующая гигиеническим нормам (корпус из нержавеющей стали 316L, отсутствие мертвых зон, соответствие сертификации FDA/CE) для предотвращения загрязнения смазочными материалами.

Цель процесса: «грануляция», «экструзия профилей» или «модификация смешивания»? Например, грануляция должна быть ориентирована на стабильность выхода, а модификация смешивания — на гибкость комбинации шнеков (для облегчения регулировки интенсивности смешивания).

2. Требования к продукции (основные показатели)

Выбирайте оборудование по принципу «фактическая производительность + 10% -20% избыточности»: например, если фактически требуется 100 кг/ч, можно выбрать оборудование производительностью около 120 кг/ч (чтобы избежать сокращения срока службы из-за работы с полной нагрузкой).

Производительность напрямую зависит от диаметра шнека (для справки: шнек Φ 35 мм ≈ 10–30 кг/ч, Φ 65 мм ≈ 50–120 кг/ч, Φ 95 мм ≈ 150–300 кг/ч) и должна сочетаться с соотношением сторон (L/D) — чем больше соотношение сторон, тем лучше эффект смешивания и пластификации, но производительность будет немного ниже (при том же диаметре).

3. Сценарии применения (отрасль/масштаб)

Лабораторные исследования и разработки: выбрать небольшой двухшнековый экструдер (Φ 16-30 мм, L/D=20-40), уделяя особое внимание «высокоточному управлению (например, микроподаче), быстрой смене материала и функции записи данных», по цене, как правило, от 10000 50000 до XNUMX XNUMX долларов США;

Малое и среднее производство: выбирайте обычные модели диаметром 40–65 мм, чтобы сбалансировать «производительность, стоимость и занимаемую площадь», подходящие для переработки пластика и мелкосерийного производства продуктов питания;

Крупномасштабная индустриализация: для моделей диаметром более 75 мм требуются автоматизированные вспомогательные машины (такие как системы автоматической подачи, резки и сортировки) с акцентом на «высокую стабильность, низкий уровень отказов и возможность непрерывной работы».

4. Стандарты качества продукции

Если необходимо производить высокоточные изделия (например, электронные провода и медицинские трубки), следует обратить внимание на «стабильность экструзии» оборудования (например, колебание скорости шнека ≤± 0.5 об/мин) и «точность регулирования давления расплава» (в пределах ± 0.5 МПа);

Если имеются требования по защите окружающей среды (например, по выбросам ЛОС), необходимо настроить дополнительную «систему рекуперации отработавших газов» или «модуль очистки отработавших газов».

2. Оцените основные параметры: убедитесь в «удобстве использования».

Диаметр шнека: обычно используется в лабораториях в диапазоне от 27 до 58 мм; в промышленном производстве часто используется оборудование с диаметром шнека от 70 до 133 мм. Он тесно связан с выходом продукта: увеличение диаметра на 10 мм теоретически приводит к увеличению выхода продукта примерно на 30%.

Соотношение длины к диаметру (Д/Д): обычно от 32:1 до 60:1, а в высокотехнологичных изделиях достигает 72:1. Высокое соотношение сторон благоприятно для стабильного формования термочувствительных материалов, таких как ПК, ПА и т. д. Система наполнения для изделий из ПП часто требует соотношения сторон от 48:1 до 52:1.

Конфигурация шнека: Модульная конструкция предпочтительна для индивидуальных комбинаций в соответствии с различными производственными потребностями.

Максимальная скорость: обычно от 600 до 1200 об/мин, некоторые высококлассные модели превышают 1500 об/мин. Изделия из полипропилена часто требуют высокой скорости около 1000 об/мин, тогда как для изделий из нейлона она обычно составляет около 600 об/мин.

Обратите внимание на основные системы и расширенные функции

Система привода: рекомендуется использовать серводвигатель с прецизионным редуктором, а плотность крутящего момента должна быть ≥ 11 Нм/см³. Крутящий момент следует выбирать в зависимости от объёма производства и вязкости материала.

Конструкция цилиндра: блочная конструкция цилиндра обеспечивает простоту обслуживания и настройки конфигурации; при работе с высоковязкими или труднодоступными материалами рекомендуется использовать цилиндр с прорезями в секции подачи. Многоступенчатый контроль температуры обеспечивает точность.

Компоненты шнека: Компоненты шнека должны быть изготовлены из специальной легированной стали и подвергнуты обработке поверхности, такой как азотирование и напыление, для продления срока их износостойкости.

Система онлайн-мониторинга: при производстве прецизионных изделий необходима модель машины, которая может отслеживать давление расплава, температуру и вязкость в режиме реального времени для обеспечения стабильного качества продукции.

Автоматическая система управления: система с ПЛК и сенсорным экраном позволяет реализовать автоматизированное производство, поддерживая управление формулами и запись данных для легкого контроля производства.

Вспомогательная система: оснащена автоматической подачей, боковой системой подачи или насосом расплава в зависимости от производственных потребностей. При обработке материалов, армированных стекловолокном, точная система подачи позволяет улучшить равномерность распределения волокон.

3. Соответствие конфигурации: отклонение «избыточной конфигурации» или «недостаточной конфигурации»

Выберите необходимые конфигурации на основе требований, чтобы избежать дополнительных затрат или отсутствия функций:

Требуемые конфигурации: базовая комбинация шнеков (комбинация по умолчанию предоставляется в соответствии с технологическим процессом), главный двигатель, система контроля температуры, простой интерфейс управления;

Дополнительные конфигурации (добавьте по мере необходимости):

Выпускные отверстия: 1–3 (для работы с летучими материалами, такими как ПВХ и АБС);

Устройство для смены сит: ручное устройство для смены сит (для небольших партий и материалов с низким содержанием примесей), автоматическое устройство для смены сит (для непрерывного производства и материалов с высоким содержанием примесей, чтобы избежать простоев);

Насос расплава: улучшает стабильность давления экструзии (используется для прецизионной экструзии профилей и труб);

Система подводной грануляции: высокая эффективность грануляции и равномерный размер частиц (подходит для термочувствительных материалов, чтобы избежать слипания частиц);

Система сушки материала: используется совместно с влаговпитывающими материалами, такими как ПА и ПЭТ, чтобы избежать образования пузырьков во время обработки.

4. Выберите производителей: отдайте приоритет «технической мощи + послепродажной поддержке».

Стабильность работы оборудования и его последующее обслуживание во многом зависят от производителя и должны оцениваться с точки зрения четырех аспектов:

1. Опыт работы в отрасли: отдавайте приоритет производителям, которые фокусируются на целевой отрасли (например, производителям оборудования для модификации пластика, которые лучше разбираются в характеристиках материалов, чем производители общего оборудования);

2. Возможность настройки: если имеются особые требования (например, нестандартные винты, особый температурный контроль), необходимо подтвердить, имеет ли производитель возможность «проектирования и обработки винта» (некоторые мелкие производители полагаются на покупные винты, которые имеют длительные циклы настройки и высокие затраты);

3. Ссылка на пример: производитель обязан предоставить примеры заказчиков в той же отрасли (например, «предоставление оборудования для обработки ПЭЭК определенному предприятию по производству автомобильных деталей») и может проводить на месте проверки работы оборудования;

4. Послепродажное обслуживание: подтвердите «гарантийный срок» (стандартный для отрасли — 1–2 года, для основных компонентов, таких как двигатели и редукторы, срок может достигать 3 лет), «цикл поставки уязвимых деталей» (таких как шнеки и цилиндры, которые необходимо доставить в течение 1 недели) и «возможность обслуживания на месте» (наличие локальной группы послепродажного обслуживания, время реагирования на неисправность ≤ 24 часов).

>Внимание: избегайте выбора «трех немаленьких фабрик» — хотя цена низкая (возможно, на 30% -50% ниже, чем у обычных производителей), существуют такие риски, как «низкая точность винта (что приводит к нестабильному качеству продукции), ложные стандарты мощности двигателя (реальное производство не может быть достигнуто) и отсутствие послепродажной гарантии».

5. Учет затрат: сосредоточьтесь на «стоимости полного жизненного цикла», а не только на цене покупки.

Стоимость двухшнековых экструдеров делится на «краткосрочные затраты на закупку» и «долгосрочные эксплуатационные расходы», которые необходимо рассчитывать комплексно:

1. Стоимость закупки: см. диапазон цен, упомянутый ранее (лабораторный тип 100000 50000–100000 120000 долларов США, традиционный производственный тип 200000 2.5–XNUMX XNUMX долларов США, крупномасштабная производственная линия XNUMX XNUMX–XNUMX млн долларов США), но обратите внимание, включает ли предложение вспомогательное оборудование (такое как питатели, грануляторы, сушилки — некоторые производители указывают «чистые цены на оборудование», и за добавление вспомогательного оборудования в будущем потребуется дополнительная плата);

2. Эксплуатационные расходы:

Потребление энергии: мощность основного двигателя (например, мощность двигателя модели Φ 65 мм, которая составляет около 37-55 кВт), мощность нагрева (около 20-30 кВт), рассчитанная из расчета 300 дней работы в году, разница в счетах за электроэнергию может достигать десятков тысяч долларов в год;

Расходы на техническое обслуживание: Частота замены уязвимых частей (шнеков, цилиндров, уплотнений) — обычные винты имеют срок службы около 1–2 лет (специальная обработка материала может занять 6–12 месяцев), а винты из двойного сплава имеют срок службы 3–5 лет, при этом стоимость одной замены составляет около 10000 50000–XNUMX XNUMX долларов США;

3. Ставка остаточной стоимости: ставка остаточной стоимости оборудования известных марок выше (например, у импортных марок или ведущих отечественных марок трансфертная стоимость может достигать 40–60 % от первоначальной цены после 3 лет использования, а у мелкого заводского оборудования она может составлять менее 20 %).

6. Проверка теста: финальная «проверка»

Перед подписанием контракта необходимо запросить у производителя проведение испытаний оборудования на месте (или отправку образцов для опытного производства) для проверки следующих трех пунктов:

1. Качество продукции: соответствует ли она ожиданиям (таким как однородность частиц, точность размера профиля, дисперсность материала);

2. Стабильность работы оборудования: дайте ему непрерывно поработать в течение 4–8 часов и понаблюдайте, колеблются ли скорость, температура и давление (чем меньше колебания, тем лучше);

3. Удобство эксплуатации: насколько удобны замена материала, очистка и регулировка параметров (влияют на последующую эффективность производства).

Если позволяют условия, у производителя можно запросить «данные о рабочем шуме оборудования и энергопотреблении» (шум ≤ 85 дБ считается приемлемым, а энергопотребление должно соответствовать заявленным параметрам).

7. Контракт и послепродажное обслуживание: уточните «границы ответственности»

При подписании договора важно четко указать следующие условия, чтобы избежать будущих споров:

1. Список конфигурации: подробный список моделей главного двигателя, вспомогательного двигателя и уязвимых деталей, а также их количества (чтобы избежать «сокращения конфигурации» производителями);

2. Критерии приемки: четко определить показатели приемки для качества продукции, производительности и параметров оборудования (например, «производительность ≥ 100 кг/ч, степень очистки частиц ≥ 99%»);

3. Гарантия после продажи: бесплатное техническое обслуживание в течение гарантийного периода (например, при поломках двигателя и редуктора), ряд услуг на месте и скидки на уязвимые детали;

4. Услуги по обучению: Производители обязаны предоставлять обучение по «эксплуатации и техническому обслуживанию» (чтобы гарантировать, что сотрудники могут работать самостоятельно и сократить количество неисправностей, вызванных неправильной эксплуатацией).