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Composants de base d'une extrudeuse à double vis

Les extrudeuses double vis sont des machines très polyvalentes utilisées dans diverses industries pour le traitement de matériaux tels que les plastiques, les aliments, les produits pharmaceutiques et les produits chimiques. Ces extrudeuses à double vis sont réputées pour leur capacité à gérer des tâches complexes de préparation, de mélange et d’extrusion avec précision et efficacité.

Cet article donne un aperçu des éléments clés d'un extrudeuse à double vis et leurs fonctions, aidant les utilisateurs à mieux optimiser ses performances et à garantir une sortie de haute qualité.

composant

Composants de base d'une extrudeuse à double vis

La structure de l’extrudeuse double vis est essentiellement la même que celle de l’extrudeuse monovis. La différence réside dans le fait que l'extrudeuse à double vis comporte deux vis à l'intérieur du fût et que la section d'alimentation implique une alimentation forcée par vis dans le fût. De plus, les spécifications et la disposition des roulements de l’extrudeuse à double vis sont plus complexes.

Voici la photo des composants de l'extrudeuse à double vis, nous expliquerons la fonction de chaque composant séparément.

composant d'extrudeuse à double vis

1-Connecteur

Les connecteurs d’une extrudeuse à double vis sont utilisés pour relier différentes parties de la machine, garantissant ainsi une communication et un fonctionnement transparents entre les différentes sections. Ils sont indispensables à l'assemblage de l'extrudeuse et peuvent faciliter le transfert de matériaux, de signaux électriques ou de forces mécaniques.

2-Filtre

Le filtre, généralement situé à proximité de la filière, est utilisé pour éliminer toute impureté ou contaminant du matériau fondu avant qu'il ne sorte de l'extrudeuse. Cela garantit que le produit final est de haute qualité et exempt de défauts. Les filtres peuvent également protéger la filière et les équipements en aval des dommages causés par des particules étrangères.

3 barils

Le canon est le boîtier cylindrique qui contient les vis. Il soutient les vis et fournit un environnement contrôlé pour le traitement des matériaux. Le fût est généralement chauffé pour faire fondre le matériau et peut comporter des sections de refroidissement pour contrôler la température pendant l'extrusion.

La structure du corps de l'extrudeuse double vis est similaire à celle de l'extrudeuse monovis et peut être divisée en barils intégrés et barils combinés segmentés.

Dans les extrudeuses à double vis, extrudeuses à double vis contrarotatives à engrènement et extrudeuses coniques à double vis utilisent généralement des canons intégrés. Seules quelques grandes extrudeuses utilisent des barils combinés segmentés, dans le but de faciliter le traitement et d'économiser sur les matériaux coûteux en acier allié.

Extrudeuses à double vis co-rotatives utilisent principalement des barils segmentés. Ces barils segmentés sont divisés en sections de longueur égale, certaines sections ayant un orifice d'alimentation, d'autres un orifice d'aération et d'autres ayant à la fois un orifice d'alimentation et un orifice d'aération. Ces segments sont reliés par des vis pour former un barillet combiné à double vis.

4 vis

Il existe différents types de structures de vis dans les extrudeuses à double vis, classées en fonction de différentes configurations de vis et du fait que les vis s'entremêlent. Selon la composition des sections filetées de la vis et la forme des vis, il en existe également plusieurs types.

Les extrudeuses à double vis peuvent être classées en extrudeuses co-rotatives et contrarotatives en fonction du sens de rotation de la vis. Dans les extrudeuses co-rotatives, les deux vis tournent dans le même sens pendant le fonctionnement, tandis que dans les extrudeuses contrarotatives, les vis tournent dans des directions opposées.

Selon que les axes des vis sont parallèles ou non, les extrudeuses à double vis peuvent être divisées en celles à axes parallèles et celles à axes sécants.

double vis

Composition de la section filetée

Les vis peuvent être divisées en filetages intégraux et filetages combinés en fonction de la composition de leur section filetée.

Les vis intégrales peuvent être divisées en vis cylindriques, où le diamètre du cercle extérieur fileté est complètement uniforme, et en vis coniques, où le diamètre du cercle extérieur diminue progressivement. Les vis cylindriques sont de deux types : une dans laquelle le pas diminue progressivement de la section d'alimentation à la section d'homogénéisation tandis que le pas du filetage reste constant, et une autre dans laquelle la largeur de la crête du filetage augmente progressivement de la section d'alimentation à la section d'homogénéisation.

Les vis combinées font référence à des vis dont les sections filetées sont composées de plusieurs unités filetées différentes assemblées ensemble. Ces unités sont installées sur un arbre avec une longue clavette de raccordement, ou sur un arbre à âme hexagonale, faisant office de vis spéciale pour l'extrusion de certains plastiques. Les structures à double vis co-rotatives et engrenées utilisent souvent des vis combinées.

double vis

5-Chauffage

Des radiateurs sont installés le long du fût pour fournir l’énergie thermique nécessaire à la fusion du matériau en cours de traitement. Un contrôle précis de la température est crucial pour garantir une fusion, un mélange et un écoulement corrects du matériau. Les radiateurs peuvent être électriques, à huile ou à vapeur.

6-Mangeoire

Le chargeur, également connu sous le nom de trémie d'alimentation, est l'endroit où les matières premières sont introduites dans l'extrudeuse. Il assure un approvisionnement constant et contrôlé en matériau vers les vis. La trémie d'alimentation et les mécanismes d'alimentation constituent le système d'alimentation. La trémie contient le matériau, tandis que les mécanismes d'alimentation assurent un approvisionnement constant et contrôlé en matériau vers les vis.

Les alimentateurs peuvent être gravimétriques (basés sur le poids) ou volumétriques (basés sur le volume) en fonction des propriétés du matériau et des exigences de traitement. Un système d'alimentation bien conçu est essentiel pour maintenir des conditions d'extrusion stables et éviter les augmentations ou les pénuries de matériaux.

7-Assistance

Les supports sont des composants structurels qui assurent la stabilité et l'alignement de l'extrudeuse. Ils garantissent le bon fonctionnement de la machine et le maintien de tous les composants dans leur position correcte, minimisant ainsi les vibrations et les contraintes mécaniques.

Roulement à 8 butées

Les butées sont utilisées pour supporter les charges axiales exercées par les vis. Ils absorbent la force axiale générée pendant le processus d'extrusion, évitant ainsi d'endommager les vis et autres composants mécaniques. Cela prolonge la durée de vie de la machine et maintient un fonctionnement efficace.

9-Boîte de vitesses

La boîte de vitesses, ou réducteur, réduit la vitesse du moteur au niveau optimal requis par les vis. Cela augmente également le couple, permettant aux vis de gérer efficacement le matériau visqueux. Les réducteurs assurent une rotation douce et synchronisée des vis.

10-Moteur

Le moteur fournit la puissance mécanique nécessaire à l'entraînement des vis. Il convertit l'énergie électrique en mouvement de rotation. La vitesse et le couple du moteur peuvent être ajustés pour répondre aux exigences des différents matériaux et conditions de traitement.

détails de l'extrudeuse à double vis

Équipement auxiliaire

Assemblage de matrice et de coupe

La filière façonne le matériau fondu à sa sortie de l'extrudeuse, déterminant ainsi la forme du produit final. Les matrices peuvent être conçues pour diverses applications, telles que la production de films, de feuilles, de tuyaux ou de profilés. L'ensemble de coupe, souvent positionné après la filière, coupe le matériau extrudé selon les longueurs ou formes souhaitées. Les coupeurs peuvent être de type rotatif, à brins ou à guillotine, en fonction des spécifications du produit et des exigences de production.

Système de contrôle

Le système de contrôle supervise le fonctionnement de l’extrudeuse à double vis, garantissant que tous les composants fonctionnent en harmonie. Les extrudeuses modernes utilisent des systèmes de contrôle informatiques avancés pour surveiller et ajuster des paramètres tels que la vitesse de la vis, la température, la pression et la vitesse d'alimentation. Ce contrôle précis améliore la stabilité du processus, la qualité du produit et l’efficacité opérationnelle.

Dispositif de lissage

L’un des défauts les plus courants lors de l’extrusion du plastique est l’excentricité, souvent causée par la courbure du fil central. Lors de l'extrusion de gaines, les rayures de surface sont généralement dues à des âmes de câbles pliées. Les dispositifs de redressage sont donc indispensables dans les lignes d’extrusion. Les principaux types comprennent le rouleau (horizontal et vertical), la poulie (poulies simples et multiples), le treuil (offrant également la traction, le redressement et la stabilisation de la tension) et la roue de pression (horizontale et verticale).

Dispositif de préchauffage

Le préchauffage de l’âme du câble est nécessaire à la fois pour l’isolation et pour l’extrusion de la gaine. Pour l’isolation, en particulier les couches minces, le préchauffage à haute température élimine l’humidité et l’huile de surface, évitant ainsi les poches d’air. Lors de l'extrusion de la gaine, il sèche l'âme du câble, évitant ainsi les poches d'air causées par l'humidité. Le préchauffage évite également la pression interne résiduelle dans le plastique due au refroidissement rapide et stabilise la pression d'extrusion en éliminant la différence de température entre le fil froid et la tête chaude de l'extrudeuse. Des préchauffeurs électriques sont utilisés, garantissant une capacité suffisante et une montée en température rapide pour préchauffer efficacement le fil et sécher l'âme du câble. La température de préchauffage doit correspondre à la vitesse d'extrusion et est généralement similaire à la température de la tête de filière.

Dispositif de refroidissement

La couche de plastique moulée doit être refroidie immédiatement après avoir quitté la tête de filière pour éviter toute déformation. Le refroidissement par eau est couramment utilisé, classé en refroidissement rapide et refroidissement progressif en fonction de la température de l'eau. Un refroidissement rapide, à l'eau froide, est bénéfique pour la mise en forme, mais peut laisser des contraintes internes dans les polymères cristallins, provoquant des fissures. Les couches de PVC utilisent généralement un refroidissement rapide. Le refroidissement progressif, impliquant des étapes d'eau chaude, tiède et froide, réduit les contraintes internes et est utilisé pour l'extrusion du PE et du PP pour assurer une diminution et une stabilisation progressives de la température.

Conclusion

Comprendre les composants de base d’une extrudeuse bivis est fondamental pour optimiser ses performances et garantir une sortie de haute qualité. Chaque composant joue un rôle crucial dans la fonctionnalité globale de la machine, du barillet et des vis au système d'entraînement, en passant par le système d'alimentation, les systèmes de chauffage et de refroidissement, l'ensemble de matrice et de coupe, les paliers de butée et le système de contrôle. En comprenant parfaitement ces composants et leurs fonctions, les opérateurs peuvent gérer efficacement le processus d'extrusion, conduisant à une amélioration de la qualité des produits et de l'efficacité de la production.

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