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Principio de funcionamiento del extrusor de doble tornillo

La estructura de una extrusora de doble tornillo es bastante similar a la de una extrusora de un solo tornillo, pero sus principios de funcionamiento son significativamente diferentes. En una extrusora de un solo tornillo, el transporte del material depende de la fricción y el arrastre viscoso del material, lo que da como resultado una amplia distribución del tiempo de residencia.

Por el contrario, el transporte de materiales en un extrusora de doble tornillo depende de Transporte de desplazamiento positivo de los tornillos., lo que lleva a una distribución estrecha del tiempo de residencia. Las materias primas para la extrusora de doble tornillo se alimentan a través del puerto de alimentación mediante un alimentador dosificador. Algunos aditivos (como fibras de vidrio) deben agregarse a través del puerto de alimentación central del cilindro y se transportan al cabezal del troquel mediante tornillos.

En este proceso, el movimiento del material varía según el método de enganche del tornillo y la dirección de rotación. Este artículo presentará las diferencias específicas en sus principios operativos desde esta perspectiva.

¿Cómo funciona una máquina extrusora de doble tornillo?

Primero, tomaremos la aplicación de extrusoras de doble tornillo en el campo de los plásticos como ejemplo para describir brevemente el principio de funcionamiento de las extrusoras de doble tornillo. Luego, presentaremos específicamente sus diferencias desde la perspectiva de "diferentes métodos de engranaje de tornillos y diferentes direcciones de rotación".

extrusora de doble tornillo

Así es como funciona:

1. Después de iniciar la extrusora de doble tornillo, primero se introducen gránulos o polvo de plástico en las ranuras del tornillo a través del sistema de alimentación. El sistema de alimentación normalmente consta de un puerto de alimentación, un alimentador, una tolva y un tornillo de alimentación. La materia prima plástica se entrega uniformemente al tornillo de alimentación mediante la vibración de la tolva o la rotación del alimentador.

alimentación de material

2. Una vez que la materia prima plástica ingresa al ranuras para tornillos, los tornillos gemelos comienzan a girar. Al controlar el paso y la profundidad de las ranuras de los tornillos, la materia prima plástica avanza desde el extremo delantero hasta el extremo trasero. Durante este avance, el plástico La materia prima es comprimida por la parte exterior del cilindro y las ranuras del tornillo., generando fuerza de corte y fricción. Esto da como resultado una fricción y un calentamiento a alta velocidad de la materia prima plástica. El sistema de calefacción proporciona energía térmica adicional, derritiendo gradualmente la materia prima plástica en una sustancia termoplástica fundida.

proceso de rotación de tornillo

3. Proceso de extrusión: Cuando el plástico fundido alcanza un cierto nivel, ingresa a la sección de extrusión del barril. Esta sección normalmente consta de ranuras para tornillos ensanchadas y una matriz de extrusión. En la sección de extrusión, el paso de las ranuras del tornillo disminuye gradualmente, creando una presión cada vez más alta, lo que mejora aún más la fusión del plástico. El troquel de extrusión, a través de estructuras y canales específicos, da forma al plástico fundido en la sección transversal y longitud deseadas. La salida de extrusión suele estar equipada con un sistema de refrigeración, que enfría y solidifica rápidamente el plástico fundido.

proceso de extrusión

En el funcionamiento de una extrusora de doble tornillo, el sistema de control juega un papel crucial. A través del sistema de control, se pueden monitorear y ajustar en tiempo real parámetros como la alimentación, la velocidad del tornillo, la temperatura y la presión para garantizar la estabilidad y controlabilidad del proceso de extrusión. El sistema de control también puede ajustar la velocidad, la temperatura y la forma del tornillo según los requisitos del producto para lograr los resultados de extrusión deseados.

Las diferencias en los principios de funcionamiento entre las diferentes extrusoras de doble tornillo

Las extrusoras de doble tornillo entrelazadas pueden formar cavidades cerradas o semicerradas, lo que permite condiciones de transporte de desplazamiento positivo. El alcance del transporte de desplazamiento positivo está influenciado por el grado de cierre.

¿Qué son las condiciones de transmisión de desplazamiento positivo?

Las “condiciones de transporte de desplazamiento positivo” se refieren a un modo de transporte de material en el que los tornillos gemelos de una extrusora empujan o desplazan el material hacia adelante a través del cilindro. Este método garantiza que un volumen específico de material avance con cada rotación de los tornillos, independientemente de la viscosidad del material u otras características de flujo. Contrasta con métodos en los que el movimiento del material depende de factores como la fricción o la gravedad, como en algunas extrusoras de un solo tornillo.

Extrusora de doble tornillo co-rotativo entrelazado

  • El material puede fluir desde la ranura del tornillo de un tornillo a través del espacio en la zona de engrane hacia la ranura del otro tornillo, formando un círculo giratorio. forma de “8” invertida avanzando.
  • Los tornillos giran a velocidades opuestas en el punto de entrelazado, lo que crea un corte significativo en el material y raspa cualquier acumulación de material dentro de las ranuras, proporcionando así buenos efectos de mezcla y autolimpieza.
  • La acción de corte sobre el material en el punto de engrane del tornillo renueva continuamente la capa superficial del material, lo que resulta en un excelente rendimiento de ventilación y desgasificación.
  • Los dos tornillos entrelazados ejercen un efecto de transporte forzado sobre el material, permitiendo que el material dentro de las ranuras sea transportado hacia adelante sin llenar completamente las ranuras. Esta configuración puede equilibrar la presión en las zonas de engrane superior e inferior de los tornillos, asegurando una distribución uniforme de la carga en los cojinetes del tornillo y el cilindro, permitiendo así el funcionamiento a altas velocidades.

Por empleando diversos elementos estructurales de mezcla y corte, se puede mejorar la capacidad de mezcla de los tornillos, lo que los hace ampliamente utilizados en procesos de composición de materiales y extrusión reactiva.

diversos elementos estructurales de mezcla y corte

Extrusora de doble tornillo contrarrotativo entrelazado

  • Los dos tornillos giran en diferentes direcciones y el recorrido en espiral del material en un tornillo queda bloqueado por el otro, por lo que no se puede formar un movimiento en forma de "8".
  • En el punto de engrane, las roscas de un tornillo se insertan en las ranuras para tornillos de otro tornillo, de modo que las ranuras continuas para tornillos se dividen en cámaras en forma de C aisladas entre sí.
  • Cada vez que el tornillo gira un círculo, la cámara en forma de C avanza una distancia de avance, por lo que no hay un canal continuo para el material desde el puerto de alimentación del barril hasta el cabezal de la máquina.

El material que ingresa al espacio de malla genera una fuerza de separación sobre el tornillo mientras se aprieta, lo que hace que el tornillo se doble y desgaste el cilindro, lo que se denomina "efecto de calandrado“. El efecto de calandrado provoca una fuerza desigual en la pared del cilindro y los cojinetes, lo que fácilmente puede causar desgaste por presión local, por lo que solo puede funcionar a una velocidad más baja. El efecto de corte de mezcla es débil, con características de transporte positivas y es principalmente adecuado para extrusión de perfiles.

Extrusora de doble tornillo sin engrane

La distancia central entre los dos tornillos es mayor que la suma de sus radio. El valor práctico reside en las extrusoras de doble husillo contrarrotativas que no engranan. Estas extrusoras no pueden formar cavidades cerradas o semicerradas y carecen de condiciones de transporte de desplazamiento positivo. El transporte de material es similar al de una extrusora de un solo husillo, siendo la principal diferencia el intercambio de material de un husillo a otro.

La capacidad de transporte hacia adelante es menor que la de una extrusora de un solo tornillo, mientras que el rendimiento de mezclado inverso es superior al de una extrusora de un solo tornillo. Se utiliza principalmente para componer y plastificar polímeros.

Extrusora de doble tornillo sin engrane

Extrusora de doble tornillo contrarrotativa cónica entrelazada

  • El área de la sección transversal del tornillo al final de la sección de medición se reduce, lo que da como resultado una presión axial más baja a la misma presión del cabezal del troquel, reduciendo así la carga sobre los cojinetes de empuje.
  • Los ejes de los dos tornillos están separados en el extremo posterior, lo que permite la instalación de rodamientos de carga más grandes, capaces de soportar un par mayor y tener una vida útil más larga.
  • El diámetro del tornillo en la sección de alimentación es grande, lo que proporciona una gran superficie de calentamiento beneficiosa para la plastificación. En la sección de medición, el diámetro del tornillo es pequeño, lo que da como resultado una superficie de calentamiento más pequeña, lo que resulta ventajoso para lograr una extrusión a baja temperatura.
Extrusora de doble tornillo contrarrotativa cónica entrelazada
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