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Explorando os diferentes tipos de extrusoras de parafuso duplo

Extrusoras de rosca dupla são máquinas vitais usadas em todas as indústrias para misturar, compor e extrusar materiais como plásticos, alimentos e produtos farmacêuticos. Sua versatilidade os torna essenciais na fabricação moderna. No entanto, nem todos são iguais; eles variam em tipos, cada um adequado a necessidades específicas.

Extrusora de parafuso duplo3
Extrusoras de rosca dupla

Este artigo explora os diferentes tipos de extrusoras de rosca dupla e suas características exclusivas.

Classificado pela configuração dos parafusos

As extrusoras de rosca dupla são divididas em extrusoras de parafuso duplo paralelas e extrusoras de parafuso duplo cônico com base no configuração dos parafusos. Em extrusoras de rosca dupla paralela, as roscas correm paralelamente umas às outras ao longo de todo o seu comprimento. Nas extrusoras cônicas de rosca dupla, as roscas têm formato cônico, com o diâmetro diminuindo gradualmente da extremidade de alimentação até a extremidade da matriz.

Extrusora de parafuso duplo paralelo

As extrusoras de rosca dupla paralela apresentam roscas com diâmetros consistentes em todo o seu comprimento. Eles são comumente empregados para processar poliolefinas (como PE e PP), nylons, PC, poliésteres e outros materiais.

Parafuso Duplo Paralelo

Vantagens:

A adaptabilidade em termos de proporção continua sendo um ponto forte das extrusoras de rosca dupla paralela. Eles podem ajustar a proporção, aumentando ou diminuindo-a de acordo com as variações nas condições de formação para atender aos requisitos das técnicas de processamento de plástico. Essa flexibilidade expande a gama de aplicações de extrusoras de rosca dupla paralela, um feito difícil de alcançar com extrusoras de rosca dupla cônicas.

Desvantagens:

Devido às restrições de espaço limitadas impostas pela menor distância centro a centro entre os dois parafusos, os rolamentos radiais e axiais que suportam os dois eixos de saída, juntamente com as engrenagens de transmissão associadas, enfrentam desafios significativos na caixa de transmissão de parafuso duplo paralelo. extrusoras.

Apesar dos esforços dos projetistas, eles lutam para lidar com a realidade da capacidade de carga limitada do rolamento, módulo de engrenagem pequeno, diâmetro pequeno e diâmetro reduzido da extremidade traseira dos dois parafusos, resultando em uma deficiência notável na resistência à torção. O torque de saída é limitado e a capacidade de suporte de carga é comprometida, marcando uma desvantagem proeminente das extrusoras de rosca dupla paralelas.

Extrusora de parafuso duplo cônico

As extrusoras de rosca dupla cônica apresentam roscas com diâmetro maior na extremidade de alimentação e diâmetro menor na extremidade da matriz. Utilizadas principalmente para processar PVC, essas extrusoras apresentam um design exclusivo otimizado para requisitos específicos de materiais.

Parafuso Duplo Cônico

Vantagens:

Os dois parafusos cônicos são dispostos horizontalmente, com seus eixos angulados na inserção no cano. À medida que a distância entre seus eixos aumenta gradualmente da extremidade mais estreita para a extremidade mais larga, a caixa de transmissão acomoda distâncias centrais maiores entre os dois eixos de saída. Este arranjo permite amplo espaço para a instalação de engrenagens, eixos de engrenagem e rolamentos radiais e axiais, facilitando uma transmissão eficiente.

Essa flexibilidade de projeto permite a incorporação de rolamentos radiais e axiais maiores, com eixos dimensionados adequadamente para lidar com transmissão de alto torque. Consequentemente, as extrusoras de rosca dupla cônica apresentam características notáveis, incluindo alto torque de trabalho e capacidade de carga, distinguindo-as das extrusoras de rosca dupla paralela.

Desvantagens:

A desvantagem das extrusoras de rosca dupla cônicas é sua adaptabilidade limitada devido ao diâmetro variável das roscas ao longo de seu comprimento, o que pode resultar em desafios na obtenção de processamento uniforme de material. Além disso, a complexidade do projeto e os custos de construção potencialmente mais elevados são fatores que podem precisar ser considerados.

As semelhanças entre os dois tipos

Todos eles têm um mecanismo para avançar os plásticos à força, boas capacidades de mistura e plastificação, bem como capacidades de desidratação. Tem essencialmente a mesma adaptabilidade aos processos de formação de materiais e produtos plásticos.

A diferença entre os dois tipos

  • Diâmetro: Os parafusos duplos paralelos têm diâmetros idênticos, enquanto os parafusos duplos cônicos têm diâmetros diferentes nas extremidades menores e maiores.
  • Distância do centro: A distância central entre os parafusos paralelos permanece constante, enquanto os eixos dos parafusos duplos cônicos formam um ângulo, resultando em dimensões variáveis da distância central ao longo dos eixos.
  • Relação comprimento-diâmetro: A relação comprimento-diâmetro (L/D) para parafusos duplos paralelos refere-se à relação entre o comprimento efetivo do parafuso e seu diâmetro externo, enquanto para parafusos duplos cônicos, refere-se à relação entre o comprimento efetivo do aparafuse à média dos diâmetros nas extremidades maiores e menores.

Do exposto, fica claro que a diferença mais significativa entre extrusoras de rosca dupla paralelas e cônicas reside na forma geométrica dos cilindros da rosca, levando a várias diferenças estruturais e de desempenho. Apesar de suas características distintas, ambos os tipos apresentam suas respectivas vantagens.

Classificado pela direção de rotação dos dois parafusos

As extrusoras de parafuso duplo são categorizadas em tipos co-rotativos e contra-rotativos com base na direção de rotação do parafuso.

Extrusoras de parafuso duplo co-rotativas

As extrusoras de rosca dupla co-rotativas apresentam duas roscas que giram na mesma direção. Essas máquinas são altamente eficientes na mistura e composição de materiais. As extrusoras co-rotativas são capazes de lidar com uma ampla gama de viscosidades e formulações, tornando-as ideais para o processamento de misturas de polímeros, masterbatches e aplicações de extrusão reativa. Oferecem excelentes características de autolimpeza e transporte, garantindo dispersão e distribuição uniforme de aditivos por todo o material.

Parafuso Duplo Co-rotativo

Vantagens das extrusoras de parafuso duplo co-rotativas:

  • Mixagem aprimorada: Os parafusos entrelaçados, juntamente com os elementos de parafuso personalizáveis, permitem um controle preciso sobre a intensidade e a qualidade da mistura, superando as extrusoras de parafuso único.
  • Flexibilidade de processamento: A alimentação medida permite o controle independente da produção, facilitando diversas funções de processamento em uma única máquina.
  • Parâmetros de Processo Controlado: A distribuição estreita do tempo de residência e o controle preciso da temperatura resultam em melhores perfis de tempo de cisalhamento e temperatura e melhor estabilidade da qualidade do produto.
  • Produção Eficiente: O transporte por deslocamento positivo lida com uma ampla variedade de materiais com tempo de inatividade mínimo.
  • Custo-benefício: Alta flexibilidade e produtividade permitem a produção de uma variedade de produtos finais com qualidade consistente, enquanto o desgaste da rosca pode ser compensado ajustando a velocidade da rosca.

As extrusoras de parafuso duplo co-rotativas podem ainda ser classificadas em extrusoras de parafuso duplo co-rotativas entrelaçadas e extrusora de parafuso duplo co-rotativa sem entrelaçamentoé baseado no comportamento de intertravamento dos parafusos enquanto eles giram.

Extrusoras de parafuso duplo co-rotativas entrelaçadas

Nas extrusoras de rosca dupla co-rotativas entrelaçadas, as roscas se interligam ou se engrenam à medida que giram, facilitando o processamento e transporte eficientes do material. Este design aumenta a capacidade de mistura distributiva da extrusora, facilitando a dispersão completa de aditivos e cargas dentro da matriz polimérica. 

Parafuso duplo co-rotativo entrelaçado

Extrusoras entrelaçadas são comumente empregadas em aplicações de composição onde o controle preciso sobre a distribuição do tamanho das partículas e a homogeneidade da mistura são fundamentais. Eles oferecem excelente escalabilidade e flexibilidade, permitindo que os fabricantes adaptem o processo de extrusão aos requisitos específicos do produto.

Extrusoras de parafuso duplo co-rotativas sem entrelaçamento

Por outro lado, as extrusoras de parafuso duplo co-rotativas sem entrelaçamento apresentam parafusos que não se interligam ou engrenam à medida que giram. Em vez disso, eles giram próximos um do outro sem engatar, permitindo um tipo diferente de processamento de material, normalmente adequado para materiais delicados ou aplicações onde a sensibilidade ao cisalhamento é uma preocupação, como processamento de polímeros sensíveis ao calor, biomateriais e produtos alimentícios. As extrusoras sem entrelaçamento oferecem condições de processamento suaves, ao mesmo tempo em que fornecem recursos eficientes de mistura e composição.

Parafuso duplo co-rotativo sem entrelaçamento

Extrusoras de parafuso duplo contra-rotativas

Em contraste com as extrusoras co-rotativas, as extrusoras de rosca dupla contra-rotativas possuem parafusos que giram em direções opostas. Esta configuração confere uma ação significativa de amassamento e cisalhamento ao material, resultando em mistura e dispersão completas. As extrusoras contra-rotativas são excelentes em aplicações que exigem forças de cisalhamento intensas, como desvolatilização, extrusão reativa e composição de materiais altamente carregados. Eles oferecem controle preciso sobre o tempo de residência e as taxas de cisalhamento, tornando-os adequados para condições de processamento exigentes.

Parafuso duplo contra-rotativo

Extrusoras de parafuso duplo contra-rotativas entrelaçadas

Nas extrusoras de rosca dupla contra-rotativas entrelaçadas, as duas roscas são posicionadas simetricamente, mas giram em direções opostas. Esta configuração evita que o material forme um movimento em forma de “∞”, pois o trajeto helicoidal de um parafuso é obstruído pelas passagens do outro parafuso. Em vez disso, o material é transportado em uma câmara em forma de “C” aproximadamente fechada durante o transporte de sólidos. Contudo, uma certa folga é mantida entre o diâmetro externo de um parafuso e o diâmetro da raiz do outro parafuso para permitir a passagem do material. 

À medida que o material passa pela folga radial entre os dois parafusos, ele sofre intenso cisalhamento, mistura e compactação, resultando em uma plastificação eficaz. Além disso, a taxa de compressão é alcançada diminuindo gradualmente o passo do parafuso, tornando-o adequado para o processamento de vários produtos.

Extrusoras de parafuso duplo contra-rotativas sem entrelaçamento

Menos comumente usadas do que os tipos entrelaçados, as extrusoras de rosca dupla contra-rotativas sem entrelaçamento operam de maneira diferente, mas compartilham semelhanças com as extrusoras de rosca única, contando com fricção e arrasto viscoso para transportar materiais. Além de se mover em direção ao cabeçote da máquina, o material apresenta vários padrões de fluxo devido à grande folga radial entre os dois parafusos, levando a vazamentos significativos. 

Além disso, as posições relativas das hélices do parafuso fazem com que a pressão do material seja maior na face de impulso de um parafuso em comparação com a face de arrasto do outro, resultando em fluxo da face de impulso de alta pressão para a face de arrasto do outro parafuso. A rotação impede o fluxo de material no ponto A, causando fluxo e vários outros padrões de fluxo, tornando-os adequados para aplicações de mistura, ventilação e desvolatilização.

Conclusão

Cada tipo de extrusora de rosca dupla oferece vantagens e capacidades exclusivas, atendendo a diversas necessidades de processamento em vários setores. Compreender as diferenças entre estes tipos de extrusoras é crucial para selecionar o equipamento mais adequado para aplicações específicas.

Seja para alcançar a eficiência ideal de mistura, manter a integridade do produto ou aumentar a flexibilidade do processo, a escolha certa da extrusora de dupla rosca pode impactar significativamente a qualidade do produto, a eficiência da produção e o sucesso geral da fabricação.

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