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Componentes básicos de una máquina extrusora de doble tornillo

Las extrusoras de doble tornillo son máquinas muy versátiles que se utilizan en diversas industrias para procesar materiales como plásticos, alimentos, productos farmacéuticos y químicos. Estas máquinas extrusoras de doble tornillo son reconocidas por su capacidad para manejar tareas complejas de composición, mezcla y extrusión con precisión y eficiencia.

Este artículo proporciona una descripción general de los componentes clave de un máquina extrusora de doble tornillo y sus funciones, ayudando a los usuarios a optimizar mejor su rendimiento y garantizar resultados de alta calidad.

componente

Componentes básicos de una máquina extrusora de doble tornillo

La estructura de la extrusora de doble tornillo es prácticamente la misma que la de la extrusora de un solo tornillo. La diferencia radica en que la extrusora de doble tornillo tiene dos tornillos dentro del cilindro, y la sección de alimentación implica una alimentación forzada mediante tornillo dentro del cilindro. Además, las especificaciones y la disposición de los cojinetes de la extrusora de doble tornillo son más complejas.

A continuación se muestra la fotografía de los componentes de la máquina extrusora de doble tornillo; explicaremos la función de cada componente por separado.

componente extrusor de doble tornillo

1-Conector

Los conectores en una extrusora de doble tornillo se utilizan para conectar varias partes de la máquina, asegurando una comunicación y operación perfecta entre las diferentes secciones. Son esenciales para ensamblar el extrusor y pueden facilitar la transferencia de materiales, señales eléctricas o fuerzas mecánicas.

2-filtro

El filtro, generalmente ubicado cerca de la matriz, se usa para eliminar cualquier impureza o contaminante del material fundido antes de que salga de la extrusora. Esto garantiza que el producto final sea de alta calidad y esté libre de defectos. Los filtros también pueden proteger la matriz y el equipo posterior de daños causados por partículas extrañas.

3 barriles

El cañón es la carcasa cilíndrica que contiene los tornillos. Soporta los tornillos y proporciona un entorno controlado para el procesamiento de materiales. Normalmente, el cilindro se calienta para fundir el material y puede tener secciones de enfriamiento para controlar la temperatura durante la extrusión.

La estructura del cilindro del extrusor de doble tornillo es similar a la del extrusor de un solo tornillo y se puede dividir en barriles integrales y barriles combinados segmentados.

En extrusoras de doble tornillo, extrusoras de doble tornillo contrarrotativas entrelazadas y extrusoras cónicas de doble tornillo Generalmente se utilizan barriles integrales. Sólo unas pocas extrusoras grandes utilizan cilindros combinados segmentados, con el objetivo de facilitar el procesamiento y ahorrar en costosos materiales de aleación de acero.

Extrusoras de doble tornillo co-rotativo utilizan principalmente barriles segmentados. Estos barriles segmentados se dividen en secciones de igual longitud, algunas secciones tienen un puerto de alimentación, algunas tienen un puerto de ventilación y otras tienen tanto un puerto de alimentación como un puerto de ventilación. Estos segmentos están conectados con tornillos para formar un cilindro combinado de doble tornillo.

4 tornillos

Existen varios tipos de estructuras de tornillos en extrusoras de doble tornillo, clasificadas según las diferentes configuraciones de los tornillos y si los tornillos se engranan entre sí. Según la composición de las secciones roscadas del tornillo y la forma de los tornillos, existen también varios tipos.

Las extrusoras de doble tornillo se pueden clasificar en extrusoras corotativas y contrarotativas según la dirección de rotación del tornillo. En las extrusoras co-rotativas, los dos tornillos giran en la misma dirección durante la operación, mientras que en las extrusoras contrarrotativas, los tornillos giran en direcciones opuestas.

Según si los ejes de los tornillos son paralelos o no, las extrusoras de doble tornillo se pueden dividir en aquellas con ejes paralelos y aquellas con ejes que se cruzan.

tornillo doble

Composición de la sección roscada

Los tornillos se pueden dividir en roscas integrales y roscas combinadas según la composición de su sección roscada.

Los tornillos integrales se pueden dividir en tornillos cilíndricos, donde el diámetro del círculo exterior roscado es completamente uniforme, y tornillos cónicos, donde el diámetro del círculo exterior disminuye gradualmente. Los tornillos cilíndricos son de dos tipos: uno en el que el paso disminuye gradualmente desde la sección de alimentación a la sección de homogeneización mientras el paso de la rosca permanece constante, y otro en el que el ancho de la cresta de la rosca aumenta gradualmente desde la sección de alimentación a la sección de homogeneización.

Los tornillos combinados se refieren a tornillos cuyas secciones roscadas se componen de varias unidades de rosca diferentes ensambladas entre sí. Estas unidades se instalan en un eje con una larga chaveta de conexión o en un eje central hexagonal, que actúa como un tornillo especial para extruir ciertos plásticos. Las estructuras de tornillos gemelos entrelazados co-rotativos a menudo utilizan tornillos combinados.

tornillo doble

5-calentador

Se instalan calentadores a lo largo del barril para proporcionar la energía térmica necesaria para fundir el material que se procesa. El control preciso de la temperatura es crucial para garantizar la fusión, mezcla y flujo adecuados del material. Los calentadores pueden ser eléctricos, de aceite o de vapor.

6-Alimentador

El alimentador, también conocido como tolva de alimentación, es por donde se introducen las materias primas en el extrusor. Garantiza un suministro constante y controlado de material a los tornillos. La tolva alimentadora y los mecanismos de alimentación conforman el sistema de alimentación. La tolva sostiene el material, mientras que los mecanismos de alimentación garantizan un suministro constante y controlado de material a los tornillos.

Los alimentadores pueden ser gravimétricos (basados en el peso) o volumétricos (basados en el volumen) según las propiedades del material y los requisitos de procesamiento. Un sistema de alimentación bien diseñado es esencial para mantener condiciones de extrusión estables y evitar picos o escasez de material.

7-Soporte

Los soportes son componentes estructurales que brindan estabilidad y alineación al extrusor. Garantizan que la máquina funcione sin problemas y que todos los componentes se mantengan en sus posiciones correctas, minimizando vibraciones y tensiones mecánicas.

8-Cojinete de empuje

Los cojinetes de empuje se utilizan para soportar cargas axiales ejercidas por los tornillos. Absorben la fuerza axial generada durante el proceso de extrusión, evitando daños a los tornillos y otros componentes mecánicos. Esto extiende la vida útil de la máquina y mantiene un funcionamiento eficiente.

9-Caja de cambios

La caja de cambios, o reductor, reduce la velocidad del motor al nivel óptimo requerido por los tornillos. También aumenta el torque, lo que permite que los tornillos manejen el material viscoso de manera efectiva. Las cajas de cambios garantizan una rotación suave y sincronizada de los tornillos.

10 motores

El motor proporciona la potencia mecánica necesaria para accionar los tornillos. Convierte la energía eléctrica en movimiento de rotación. La velocidad y el par del motor se pueden ajustar para satisfacer los requisitos de diferentes materiales y condiciones de procesamiento.

Detalles de la extrusora de doble tornillo

Equipo auxiliar

Conjunto de troquel y cortador

La matriz da forma al material fundido cuando sale de la extrusora, determinando la forma del producto final. Los troqueles se pueden diseñar para diversas aplicaciones, como la producción de películas, láminas, tuberías o perfiles. El conjunto cortador, a menudo colocado después de la matriz, corta el material extruido en las longitudes o formas deseadas. Los cortadores pueden ser de tipo rotativo, de hebra o de guillotina, según las especificaciones del producto y los requisitos de producción.

Sistema de control

El sistema de control supervisa el funcionamiento del extrusor de doble tornillo, garantizando que todos los componentes funcionen en armonía. Las extrusoras modernas utilizan sistemas de control avanzados basados en computadora para monitorear y ajustar parámetros como la velocidad del tornillo, la temperatura, la presión y la velocidad de alimentación. Este control preciso mejora la estabilidad del proceso, la calidad del producto y la eficiencia operativa.

Dispositivo de enderezamiento

Uno de los defectos más comunes en la extrusión de plástico es la excentricidad, a menudo causada por la flexión del alambre central. En la extrusión de fundas, los rayones en la superficie generalmente se deben a que los núcleos de los cables están doblados. Por tanto, los dispositivos enderezadores son imprescindibles en las líneas de extrusión. Los tipos principales incluyen rodillo (horizontal y vertical), polea (poleas simples y múltiples), cabrestante (que también proporciona tracción, enderezamiento y estabilización de tensión) y rueda de presión (horizontal y vertical).

Dispositivo de precalentamiento

Es necesario precalentar el núcleo del cable tanto para el aislamiento como para la extrusión de la funda. Para aislamiento, especialmente capas delgadas, el precalentamiento a altas temperaturas elimina la humedad y el aceite de la superficie, evitando bolsas de aire. Para la extrusión de la funda, seca el núcleo del cable, evitando bolsas de aire causadas por la humedad. El precalentamiento también evita la presión interna residual en el plástico debido al enfriamiento rápido y estabiliza la presión de extrusión al eliminar la diferencia de temperatura entre el alambre frío y el cabezal extrusor caliente. Se utilizan precalentadores de calefacción eléctricos, lo que garantiza una capacidad suficiente y un rápido aumento de temperatura para precalentar eficientemente el cable y secar el núcleo del cable. La temperatura de precalentamiento debe coincidir con la velocidad de extrusión y generalmente es similar a la temperatura del cabezal del troquel.

Dispositivo de enfriamiento

La capa de plástico moldeado debe enfriarse inmediatamente después de salir del cabezal de troquel para evitar deformaciones. El enfriamiento por agua se usa comúnmente y se clasifica en enfriamiento rápido y enfriamiento gradual según la temperatura del agua. El enfriamiento rápido, utilizando agua fría, es beneficioso para dar forma, pero puede dejar tensión interna en los polímeros cristalinos, provocando grietas. Las capas de PVC suelen utilizar un enfriamiento rápido. El enfriamiento gradual, que involucra etapas de agua caliente, tibia y fría, reduce la tensión interna y se utiliza para la extrusión de PE y PP para garantizar una disminución y estabilización gradual de la temperatura.

Conclusión

Comprender los componentes básicos de una máquina extrusora de doble tornillo es fundamental para optimizar su rendimiento y garantizar un resultado de alta calidad. Cada componente desempeña un papel crucial en la funcionalidad general de la máquina, desde el cilindro y los tornillos hasta el sistema de transmisión, el sistema de alimentación, los sistemas de calefacción y refrigeración, el conjunto de troquel y cortador, los cojinetes de empuje y el sistema de control. Al comprender exhaustivamente estos componentes y sus funciones, los operadores pueden gestionar eficazmente el proceso de extrusión, lo que mejora la calidad del producto y la eficiencia de la producción.

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