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Princípio de funcionamento da extrusora de parafuso duplo

A estrutura de uma extrusora de parafuso duplo é bastante semelhante à de uma extrusora de parafuso único, mas seus princípios operacionais são significativamente diferentes. Em uma extrusora de parafuso único, o transporte do material depende do atrito e do arrasto viscoso do material, resultando em uma ampla distribuição do tempo de residência.

Em contrapartida, o transporte de materiais num extrusora de parafuso duplo depende do transporte de deslocamento positivo dos parafusos, levando a uma distribuição estreita do tempo de residência. As matérias-primas para a extrusora de rosca dupla são alimentadas através da porta de alimentação por um alimentador dosador. Alguns aditivos (como fibras de vidro) precisam ser adicionados através da porta de alimentação intermediária do cilindro e transportados para a cabeça da matriz pelos parafusos.

Neste processo, o movimento do material varia dependendo do método de engate do parafuso e do sentido de rotação. Este artigo apresentará as diferenças específicas em seus princípios operacionais sob essa perspectiva.

Como funciona uma máquina extrusora de parafuso duplo?

Primeiramente, faremos a aplicação de extrusoras de duplo parafuso no campo dos plásticos como exemplo para descrever brevemente o princípio de funcionamento das extrusoras de rosca dupla. Em seguida, apresentaremos especificamente suas diferenças do ponto de vista de “diferentes métodos de malha de parafuso e diferentes direções de rotação”.

extrusora de parafuso duplo

Veja como funciona:

1. Depois de iniciar a extrusora de rosca dupla, pellets de plástico ou pó são primeiro alimentados nas ranhuras da rosca através do Sistema de alimentação. O sistema de alimentação normalmente consiste em uma porta de alimentação, alimentador, tremonha e rosca de alimentação. A matéria-prima plástica é entregue uniformemente ao parafuso de alimentação pela vibração da tremonha ou pela rotação do alimentador.

alimentação de materiais

2. Uma vez que a matéria-prima plástica entra no ranhuras de parafuso, os parafusos duplos começam a girar. Ao controlar o passo e a profundidade das ranhuras dos parafusos, a matéria-prima plástica avança da extremidade frontal para a extremidade traseira. Durante esse avanço, o plástico a matéria-prima é comprimida pela parte externa do cano e pelas ranhuras do parafuso, gerando força de cisalhamento e atrito. Isso resulta em fricção e aquecimento em alta velocidade da matéria-prima plástica. O aquecedor fornece energia térmica adicional, derretendo gradualmente a matéria-prima plástica em uma substância fundida termoplástica.

processo de rotação de parafuso

3. Processo de Extrusão: Quando o plástico derretido atinge um determinado nível, ele entra na seção de extrusão do cilindro. Esta seção normalmente consiste em ranhuras de parafuso alargadas e uma matriz de extrusão. Na seção de extrusão, o passo das ranhuras do parafuso diminui gradativamente, criando uma pressão cada vez mais alta, o que aumenta ainda mais a fusão do plástico. A matriz de extrusão, através de estruturas e canais específicos, molda o plástico fundido na seção transversal e comprimento desejados. A saída de extrusão é normalmente equipada com um sistema de refrigeração, que esfria e solidifica rapidamente o plástico fundido.

processo de extrusão

Na operação de uma extrusora de rosca dupla, o Sistema de controle desempenha um papel crucial. Através do sistema de controle, parâmetros como alimentação, velocidade da rosca, temperatura e pressão podem ser monitorados e ajustados em tempo real para garantir a estabilidade e controlabilidade do processo de extrusão. O sistema de controle também pode ajustar a velocidade, temperatura e formato do parafuso de acordo com os requisitos do produto para obter os resultados de extrusão desejados.

As diferenças nos princípios de funcionamento entre as diferentes extrusoras de parafuso duplo

Extrusoras de rosca dupla entrelaçadas podem formar cavidades fechadas ou semifechadas, permitindo condições de transporte de deslocamento positivo. A extensão do transporte por deslocamento positivo é influenciada pelo grau de fechamento.

O que são condições de transporte de deslocamento positivo?

“Condições de transporte por deslocamento positivo” referem-se a um modo de transporte de material onde os parafusos duplos de uma extrusora empurram ou deslocam o material para frente através do cilindro. Este método garante que um volume específico de material seja movido para frente a cada rotação dos parafusos, independentemente da viscosidade do material ou de outras características de fluxo. Contrasta com métodos em que o movimento do material depende de fatores como fricção ou gravidade, como em algumas extrusoras de parafuso único.

Extrusora de parafuso duplo co-rotativa entrelaçada

  • O material pode fluir da ranhura do parafuso de um parafuso através da lacuna na zona entrelaçada para a ranhura do outro parafuso, formando uma rotação. formato “8” invertido seguindo em frente.
  • Os parafusos giram em velocidades opostas no ponto de entrelaçamento, criando cisalhamento significativo no material e raspando qualquer acúmulo de material dentro das ranhuras, proporcionando assim bons efeitos de mistura e autolimpeza.
  • A ação de cisalhamento no material no ponto de entrelaçamento do parafuso renova continuamente a camada superficial do material, resultando em excelente desempenho de ventilação e desgaseificação.
  • Os dois parafusos entrelaçados exercem um efeito de transporte forçado no material, permitindo que o material dentro das ranhuras seja transportado para frente sem preencher completamente as ranhuras. Esta configuração pode equilibrar a pressão nas zonas de engrenamento superior e inferior dos parafusos, garantindo uma distribuição uniforme da carga nos rolamentos do parafuso e no cilindro, permitindo assim a operação em altas velocidades.

Por empregando vários elementos estruturais de mistura e cisalhamento, a capacidade de mistura dos parafusos pode ser aprimorada, tornando-os amplamente utilizados na composição de materiais e em processos de extrusão reativa.

vários elementos estruturais de mistura e cisalhamento

Extrusora de parafuso duplo contra-rotativa entrelaçada

  • Os dois parafusos giram em direções diferentes e o caminho espiral do material em um parafuso é bloqueado pelo outro parafuso, de modo que um movimento em forma de “8” não pode ser formado.
  • No ponto de engrenamento, as roscas de um parafuso são inseridas nas ranhuras de outro parafuso, de modo que as ranhuras contínuas do parafuso sejam divididas em câmaras em forma de C isoladas umas das outras.
  • Cada vez que o parafuso gira um círculo, a câmara em forma de C avança uma distância maior, de modo que não há canal contínuo para o material da porta de alimentação do cano até o cabeçote da máquina.

O material que entra na abertura da malha gera uma força de separação no parafuso enquanto é comprimido, fazendo com que o parafuso dobre e desgaste o cano, o que é chamado de “efeito de calandragem“. O efeito de calandragem causa força desigual na parede do cano e nos rolamentos, o que pode facilmente causar desgaste por pressão local, de modo que só pode funcionar em velocidades mais baixas. O efeito de cisalhamento da mistura é fraco, com características de transporte positivas e é principalmente adequado para extrusão de perfil.

Extrusora de parafuso duplo sem entrelaçamento

A distância central entre os dois parafusos é maior que a soma de seus raio. O valor prático reside em extrusoras de rosca dupla contra-rotativas sem engrenamento. Estas extrusoras não podem formar cavidades fechadas ou semifechadas e não possuem condições de transporte de deslocamento positivo. O transporte de material é semelhante ao de uma extrusora monorosca, sendo a principal diferença a troca de material de uma rosca para outra.

A capacidade de transporte direto é menor que a de uma extrusora de parafuso único, enquanto o desempenho de mistura reversa é superior ao de uma extrusora de parafuso único. É usado principalmente para compor e plastificar polímeros.

Extrusora de parafuso duplo sem entrelaçamento

Extrusora de parafuso duplo cônica entrelaçada e contra-rotativa

  • A área da seção transversal do parafuso na extremidade da seção de medição é reduzida, resultando em menor pressão axial na mesma pressão da cabeça da matriz, reduzindo assim a carga nos rolamentos axiais.
  • Os eixos dos dois parafusos são separados na extremidade traseira, permitindo a instalação de rolamentos maiores, capazes de suportar maiores torques e ter maior vida útil.
  • O diâmetro do parafuso na seção de alimentação é grande, proporcionando uma grande área de superfície de aquecimento benéfica para a plastificação. Na seção de medição, o diâmetro do parafuso é pequeno, resultando em uma menor área de superfície de aquecimento, o que é vantajoso para obter extrusão em baixa temperatura.
Extrusora de parafuso duplo cônica entrelaçada e contra-rotativa
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