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Grundkomponenten einer Doppelschneckenextrudermaschine

Doppelschneckenextruder sind äußerst vielseitige Maschinen, die in verschiedenen Branchen zur Verarbeitung von Materialien wie Kunststoffen, Lebensmitteln, Pharmazeutika und Chemikalien eingesetzt werden. Diese Doppelschneckenextrudermaschinen sind für ihre Fähigkeit bekannt, komplexe Compoundierungs-, Misch- und Extrusionsaufgaben präzise und effizient zu bewältigen.

Dieser Artikel gibt einen Überblick über die wichtigsten Komponenten eines Doppelschneckenextrudermaschine und ihre Funktionen, damit Benutzer die Leistung besser optimieren und eine hohe Ausgabequalität sicherstellen können.

Komponente

Grundkomponenten einer Doppelschneckenextrudermaschine

Der Aufbau des Doppelschneckenextruders ist größtenteils der gleiche wie der des Einschneckenextruders. Der Unterschied besteht darin, dass der Doppelschneckenextruder zwei Schnecken im Zylinder hat und der Zuführabschnitt eine schneckengetriebene Zwangszuführung in den Zylinder beinhaltet. Darüber hinaus sind die Spezifikationen und die Anordnung der Lager des Doppelschneckenextruders komplexer.

Nachfolgend sehen Sie ein Komponentenfoto der Doppelschneckenextrudermaschine. Wir erklären die Funktion jeder Komponente einzeln.

Doppelschneckenextruderkomponente

1-Anschluss

Verbindungselemente in einem Doppelschneckenextruder dienen zum Verbinden verschiedener Teile der Maschine und gewährleisten eine reibungslose Kommunikation und Bedienung zwischen verschiedenen Abschnitten. Sie sind für die Montage des Extruders unerlässlich und können die Übertragung von Materialien, elektrischen Signalen oder mechanischen Kräften erleichtern.

2-Filter

Der Filter, der sich normalerweise in der Nähe der Düse befindet, dient dazu, Verunreinigungen oder Schadstoffe aus dem geschmolzenen Material zu entfernen, bevor es den Extruder verlässt. Dadurch wird sichergestellt, dass das Endprodukt von hoher Qualität und frei von Mängeln ist. Filter können auch die Düse und die nachgeschaltete Ausrüstung vor Schäden durch Fremdpartikel schützen.

3-Zylinder

Der Zylinder ist das zylindrische Gehäuse, das die Schnecken enthält. Er stützt die Schnecken und bietet eine kontrollierte Umgebung für die Materialverarbeitung. Der Zylinder wird normalerweise erhitzt, um das Material zu schmelzen, und kann Kühlabschnitte haben, um die Temperatur während der Extrusion zu kontrollieren.

Der Zylinderaufbau des Doppelschneckenextruders ähnelt dem des Einschneckenextruders und kann unterteilt werden in integrierte Fässer Und segmentierte Kombinationsläufe.

In Doppelschneckenextrudern ineinandergreifende gegenläufige Doppelschneckenextruder Und konische Doppelschneckenextruder verwenden im Allgemeinen integrierte Zylinder. Nur wenige große Extruder verwenden segmentierte Kombinationszylinder, um die Verarbeitung zu vereinfachen und teure legierte Stahlmaterialien einzusparen.

Gleichläufige Doppelschneckenextruder verwenden meist segmentierte Zylinder. Diese segmentierten Zylinder sind in gleich lange Abschnitte unterteilt, wobei einige Abschnitte einen Zufuhranschluss, einige einen Entlüftungsanschluss und einige sowohl einen Zufuhranschluss als auch einen Entlüftungsanschluss haben. Diese Segmente sind mit Schrauben verbunden, um einen Doppelschrauben-Kombinationszylinder zu bilden.

4-Schrauben

Bei Doppelschneckenextrudern gibt es verschiedene Schneckenstrukturen, die nach der Schneckenkonfiguration und der Art und Weise, wie die Schnecken ineinandergreifen, unterschieden werden. Je nach Zusammensetzung der Gewindeabschnitte der Schnecke und der Form der Schnecken gibt es ebenfalls verschiedene Typen.

Doppelschneckenextruder können anhand der Drehrichtung der Schnecke in gleichläufige und gegenläufige Extruder eingeteilt werden. Bei gleichläufigen Extrudern drehen sich die beiden Schnecken während des Betriebs in die gleiche Richtung, während sich bei gegenläufigen Extrudern die Schnecken in entgegengesetzte Richtungen drehen.

Basierend darauf, ob die Schneckenachsen parallel sind oder nicht, können Doppelschneckenextruder in solche mit parallelen Achsen und solche mit sich kreuzenden Achsen unterteilt werden.

Doppelschnecke

Zusammensetzung des Gewindeabschnitts

Anhand der Zusammensetzung des Gewindequerschnitts können Schrauben in Integralgewinde und Kombinationsgewinde unterteilt werden.

Integralschrauben können weiter unterteilt werden in Zylinderschrauben, bei denen der Durchmesser des äußeren Gewindekreises vollkommen gleichmäßig ist, und konische Schrauben, bei denen der Durchmesser des äußeren Kreises allmählich abnimmt. Es gibt zwei Arten von Zylinderschrauben: eine, bei der die Steigung vom Zuführabschnitt zum Homogenisierungsabschnitt allmählich abnimmt, während die Gewindesteigung konstant bleibt, und eine andere, bei der die Breite des Gewindestegs vom Zuführabschnitt zum Homogenisierungsabschnitt allmählich zunimmt.

Kombinationsschrauben sind Schrauben, deren Gewindeabschnitte aus mehreren zusammengebauten, unterschiedlichen Gewindeeinheiten bestehen. Diese Einheiten werden auf einer Welle mit langem Verbindungskeil oder auf einer Sechskantkernwelle montiert und dienen als Spezialschraube zum Extrudieren bestimmter Kunststoffe. Bei gleichsinnig rotierenden, ineinandergreifenden Doppelschraubenstrukturen werden häufig Kombinationsschrauben verwendet.

Doppelschnecke

5-Heizung

Entlang des Zylinders sind Heizgeräte angebracht, die die notwendige Wärmeenergie zum Schmelzen des zu verarbeitenden Materials liefern. Eine präzise Temperaturregelung ist entscheidend, um ein ordnungsgemäßes Schmelzen, Mischen und Fließen des Materials sicherzustellen. Heizgeräte können elektrisch, öl- oder dampfbetrieben sein.

6-Feeder

Der Zuführer, auch Einfülltrichter genannt, ist der Ort, an dem die Rohmaterialien in den Extruder eingeführt werden. Er sorgt für eine gleichmäßige und kontrollierte Materialzufuhr zu den Schnecken. Der Zuführtrichter und die Zuführmechanismen bilden das Zuführsystem. Der Trichter hält das Material, während die Zuführmechanismen für eine gleichmäßige und kontrollierte Materialzufuhr zu den Schnecken sorgen.

Je nach Materialeigenschaften und Verarbeitungsanforderungen können Zuführsysteme gravimetrisch (gewichtsbasiert) oder volumetrisch (volumenbasiert) sein. Ein gut konzipiertes Zuführsystem ist unerlässlich, um stabile Extrusionsbedingungen aufrechtzuerhalten und Materialspitzen oder -engpässe zu vermeiden.

7-Unterstützung

Stützen sind Strukturkomponenten, die dem Extruder Stabilität und Ausrichtung verleihen. Sie sorgen dafür, dass die Maschine reibungslos läuft und alle Komponenten in der richtigen Position gehalten werden, wodurch Vibrationen und mechanische Belastungen minimiert werden.

8-Drucklager

Axiallager dienen zur Aufnahme axialer Belastungen durch die Schnecken. Sie absorbieren die beim Extrusionsprozess entstehende Axialkraft und verhindern so Schäden an den Schnecken und anderen mechanischen Komponenten. Dies verlängert die Lebensdauer der Maschine und sorgt für einen effizienten Betrieb.

9-Getriebe

Das Getriebe oder der Untersetzungsgetriebe reduziert die Drehzahl des Motors auf das optimale Niveau, das die Schnecken benötigen. Es erhöht auch das Drehmoment, sodass die Schnecken das viskose Material effektiv verarbeiten können. Getriebe sorgen für eine gleichmäßige und synchronisierte Drehung der Schnecken.

10-Motor

Der Motor liefert die mechanische Leistung, die zum Antrieb der Schnecken erforderlich ist. Er wandelt elektrische Energie in Drehbewegung um. Drehzahl und Drehmoment des Motors können an die Anforderungen verschiedener Materialien und Verarbeitungsbedingungen angepasst werden.

Doppelschneckenextruder Details

Zusatzausrüstung

Matrizen- und Schneideeinheit

Die Düse formt das geschmolzene Material, wenn es den Extruder verlässt, und bestimmt so die Form des Endprodukts. Düsen können für verschiedene Anwendungen ausgelegt sein, beispielsweise für die Herstellung von Folien, Platten, Rohren oder Profilen. Die Schneidvorrichtung, die häufig hinter der Düse angebracht ist, schneidet das extrudierte Material in die gewünschte Länge oder Form. Je nach Produktspezifikationen und Produktionsanforderungen können die Schneidvorrichtungen Rotations-, Strang- oder Guillotine-Schneider sein.

Kontrollsystem

Das Steuersystem überwacht den Betrieb des Doppelschneckenextruders und stellt sicher, dass alle Komponenten harmonisch zusammenarbeiten. Moderne Extruder verwenden fortschrittliche computergestützte Steuersysteme, um Parameter wie Schneckendrehzahl, Temperatur, Druck und Förderleistung zu überwachen und anzupassen. Diese präzise Steuerung verbessert die Prozessstabilität, Produktqualität und Betriebseffizienz.

Richtgerät

Einer der häufigsten Defekte bei der Kunststoffextrusion ist die Exzentrizität, die häufig durch das Biegen des Kerndrahts verursacht wird. Bei der Mantelextrusion sind Oberflächenkratzer in der Regel auf gebogene Kabelkerne zurückzuführen. Aus diesem Grund sind Richtvorrichtungen in Extrusionslinien unverzichtbar. Zu den wichtigsten Typen gehören Rollen (horizontal und vertikal), Riemenscheiben (Einzel- und Mehrfachriemenscheiben), Winden (die auch für Traktion, Richten und Spannungsstabilisierung sorgen) und Druckräder (horizontal und vertikal).

Vorwärmgerät

Das Vorwärmen des Kabelkerns ist sowohl für die Isolierung als auch für die Mantelextrusion erforderlich. Bei der Isolierung, insbesondere bei dünnen Schichten, entfernt das Vorwärmen bei hohen Temperaturen Oberflächenfeuchtigkeit und Öl und verhindert so Lufteinschlüsse. Bei der Mantelextrusion trocknet es den Kabelkern und verhindert so durch Feuchtigkeit verursachte Lufteinschlüsse. Das Vorwärmen verhindert auch einen durch schnelles Abkühlen entstandenen Restinnendruck im Kunststoff und stabilisiert den Extrusionsdruck, indem es den Temperaturunterschied zwischen dem kalten Draht und dem heißen Extruderkopf eliminiert. Es werden elektrische Vorwärmer verwendet, die ausreichende Kapazität und einen schnellen Temperaturanstieg gewährleisten, um den Draht effizient vorzuwärmen und den Kabelkern zu trocknen. Die Vorwärmtemperatur sollte der Extrusionsgeschwindigkeit entsprechen und ist im Allgemeinen ähnlich der Düsenkopftemperatur.

Kühlgerät

Die geformte Kunststoffschicht muss sofort nach dem Verlassen des Düsenkopfes gekühlt werden, um Verformungen zu vermeiden. Häufig wird Wasserkühlung verwendet, die je nach Wassertemperatur in schnelle und allmähliche Abkühlung unterteilt wird. Schnelle Abkühlung mit kaltem Wasser ist für die Formgebung vorteilhaft, kann jedoch in kristallinen Polymeren innere Spannungen hinterlassen, die Risse verursachen. PVC-Schichten verwenden normalerweise schnelle Abkühlung. Allmähliche Abkühlung mit Phasen von heißem, warmem und kaltem Wasser reduziert innere Spannungen und wird bei der Extrusion von PE und PP verwendet, um eine allmähliche Temperaturabnahme und -stabilisierung sicherzustellen.

Abschluss

Das Verständnis der Grundkomponenten einer Doppelschneckenextrudermaschine ist von grundlegender Bedeutung, um ihre Leistung zu optimieren und eine hohe Qualität der Ausgabe sicherzustellen. Jede Komponente spielt eine entscheidende Rolle für die Gesamtfunktionalität der Maschine, vom Zylinder und den Schnecken bis zum Antriebssystem, dem Zuführsystem, den Heiz- und Kühlsystemen, der Matrizen- und Schneidbaugruppe, den Axiallagern und dem Steuersystem. Durch umfassendes Verständnis dieser Komponenten und ihrer Funktionen können Bediener den Extrusionsprozess effektiv steuern, was zu einer verbesserten Produktqualität und Produktionseffizienz führt.

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