एक्सट्रूडर स्क्रू

पेंच एक्सट्रूडर का दिल है और एक्सट्रूडर का एक प्रमुख घटक है। पेंच का प्रदर्शन एक एक्सट्रूडर की उत्पादकता, प्लास्टिकीकरण गुणवत्ता, भराव का फैलाव, पिघले हुए तापमान, बिजली की खपत आदि को निर्धारित करता है। यह एक्सट्रूडर का सबसे महत्वपूर्ण घटक है, जो सीधे एक्सट्रूडर के अनुप्रयोग रेंज और उत्पादन क्षमता को प्रभावित कर सकता है। पेंच के घूमने से प्लास्टिक पर अत्यधिक दबाव पड़ता है, जिससे प्लास्टिक हिल सकता है, दबाव बना सकता है और बैरल में घर्षण से कुछ गर्मी प्राप्त कर सकता है। बैरल में गति के दौरान प्लास्टिक मिश्रित और प्लास्टिकीकृत होता है। जब चिपचिपा पिघला हुआ पदार्थ बाहर निकलता है और डाई के माध्यम से बहता है, तो यह वांछित आकार प्राप्त करता है और बनता है। बैरल की तरह, पेंच भी उच्च शक्ति, गर्मी प्रतिरोधी और संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातुओं से बना होता है।
क्योंकि प्लास्टिक कई प्रकार के होते हैं, इसलिए उनके गुण भी अलग-अलग होते हैं। इसलिए, वास्तविक संचालन में, विभिन्न प्लास्टिक प्रसंस्करण आवश्यकताओं के अनुकूल होने के लिए, विभिन्न प्रकार के स्क्रू की आवश्यकता होती है, और संरचना भी अलग-अलग होती है। ताकि प्लास्टिक को सबसे अधिक दक्षता के साथ परिवहन, एक्सट्रूड, मिश्रित और प्लास्टिकीकृत किया जा सके।
स्क्रू की विशेषताओं को दर्शाने वाले बुनियादी पैरामीटर में निम्नलिखित शामिल हैं: व्यास, पहलू अनुपात, संपीड़न अनुपात, पिच, नाली गहराई, हेलिक्स कोण, स्क्रू और बैरल के बीच निकासी, आदि।
सबसे आम पेंच व्यास डी लगभग 45 ~ 150 मिमी है। जैसे-जैसे पेंच व्यास बढ़ता है, एक्सट्रूडर की प्रसंस्करण क्षमता भी उसी के अनुसार बढ़ती है, और एक्सट्रूडर की उत्पादकता पेंच व्यास डी के वर्ग के समानुपाती होती है। पेंच के कामकाजी हिस्से की प्रभावी लंबाई का व्यास से अनुपात (संक्षेप में पहलू अनुपात, एल / डी के रूप में व्यक्त) आमतौर पर 18 ~ 25 होता है। एक बड़ा एल / डी सामग्री के तापमान वितरण में सुधार कर सकता है, प्लास्टिक के मिश्रण और प्लास्टिकीकरण की सुविधा प्रदान कर सकता है, और रिसाव और बैकफ़्लो को कम कर सकता है। एक्सट्रूडर की उत्पादन क्षमता में सुधार करें। बड़े एल / डी वाले पेंच में मजबूत अनुकूलन क्षमता होती है और इसका उपयोग विभिन्न प्रकार के प्लास्टिक के एक्सट्रूज़न के लिए किया जा सकता है; लेकिन जब एल / डी बहुत बड़ा होता है, तो प्लास्टिक लंबे समय तक गर्म हो जाएगा और खराब हो जाएगा। उसी समय, पेंच के वजन में वृद्धि के कारण, मुक्त छोर झुक जाएगा और शिथिल हो जाएगा, जो बैरल और पेंच के बीच खरोंच का कारण बनना आसान है, और विनिर्माण और प्रसंस्करण को मुश्किल बना देता है; एक्सट्रूडर की बिजली खपत में वृद्धि। बहुत छोटा स्क्रू मिश्रण के खराब प्लास्टिकीकरण का कारण बन सकता है।
बैरल के भीतरी व्यास और पेंच के व्यास के बीच के आधे अंतर को गैप δ कहा जाता है, जो एक्सट्रूडर की उत्पादन क्षमता को प्रभावित कर सकता है। जैसे-जैसे δ बढ़ता है, उत्पादकता घटती जाती है। आमतौर पर δ को लगभग {{0}}.1 से 0.6 मिमी पर नियंत्रित करना उचित होता है। जब δ छोटा होता है, तो सामग्री पर कतरनी प्रभाव बड़ा होता है, जो प्लास्टिकीकरण के लिए अनुकूल होता है। हालांकि, अगर δ बहुत छोटा है, तो मजबूत कतरनी प्रभाव सामग्री के थर्मोमेकेनिकल गिरावट का कारण बन सकता है, और पेंच बैरल की दीवार के खिलाफ पकड़े जाने या रगड़ने की संभावना है। इसके अलावा, जब δ बहुत छोटा होता है, तो सामग्री का लगभग कोई रिसाव और बैकफ़्लो नहीं होता है, जो एक निश्चित सीमा तक पिघल के मिश्रण को प्रभावित करता है।
हेलिक्स कोण Φ धागे और पेंच के क्रॉस सेक्शन के बीच का कोण है। जैसे-जैसे Φ बढ़ता है, एक्सट्रूडर की उत्पादन क्षमता बढ़ती है, लेकिन प्लास्टिक पर कतरनी प्रभाव और एक्सट्रूज़न बल कम होता जाता है। आमतौर पर, हेलिक्स कोण 10 डिग्री और 30 डिग्री के बीच होता है, और पेंच की लंबाई की दिशा के साथ बदलता रहता है। एक समान दूरी वाला पेंच अक्सर इस्तेमाल किया जाता है, और पिच व्यास के बराबर होती है। Φ का मान लगभग 17 डिग्री 41′ है
संपीड़न अनुपात जितना अधिक होगा, प्लास्टिक द्वारा प्राप्त एक्सट्रूज़न अनुपात उतना ही अधिक होगा। जब पेंच नाली उथली होती है, तो यह प्लास्टिक पर उच्च कतरनी दर उत्पन्न कर सकती है, जो बैरल की दीवार और सामग्री के बीच गर्मी हस्तांतरण के लिए फायदेमंद है। सामग्री मिश्रण और प्लास्टिकीकरण दक्षता जितनी अधिक होगी, उत्पादकता उतनी ही कम होगी। इसके विपरीत, जब पेंच नाली गहरी होती है, तो स्थिति बिल्कुल विपरीत होती है। इसलिए, गहरे पेंच नाली वाले पेंच गर्मी-संवेदनशील सामग्रियों (जैसे पॉलीविनाइल क्लोराइड) के लिए उपयुक्त होते हैं; जबकि उथले पेंच नाली वाले पेंच कम पिघल चिपचिपाहट और उच्च तापीय स्थिरता (जैसे पॉलियामाइड) वाले प्लास्टिक के लिए उपयुक्त होते हैं।
1. स्क्रू का विभाजन
जब सामग्री पेंच के साथ आगे बढ़ती है, तो यह तापमान, दबाव, चिपचिपाहट आदि में परिवर्तन का अनुभव करती है। यह परिवर्तन पेंच की पूरी लंबाई के भीतर अलग-अलग होता है। सामग्री परिवर्तन की विशेषताओं के अनुसार, पेंच को फीडिंग (खिलाने) अनुभाग, संपीड़न अनुभाग और समरूपीकरण अनुभाग में विभाजित किया जा सकता है।
①, प्लास्टिक और प्लास्टिक की तीन अवस्थाएँ
प्लास्टिक को दो श्रेणियों में बांटा गया है: थर्मोसेटिंग और थर्मोप्लास्टिक। थर्मोसेटिंग प्लास्टिक बनने और जमने के बाद, उन्हें गर्म करके पिघलाया नहीं जा सकता। हालाँकि, थर्मोप्लास्टिक द्वारा बनाए गए उत्पादों को गर्म करके पिघलाया जा सकता है और अन्य उत्पाद बनाए जा सकते हैं।
जैसे-जैसे तापमान बदलता है, थर्मोप्लास्टिक प्लास्टिक तीन अवस्थाओं में बदल जाता है: कांच जैसी अवस्था, अत्यधिक लोचदार अवस्था और चिपचिपा प्रवाह अवस्था। जैसे-जैसे तापमान बार-बार बदलता है, तीनों अवस्थाएँ बार-बार बदलती हैं।
क. तीन अवस्थाओं में बहुलक पिघलन की विभिन्न विशेषताएं:
कांच जैसी अवस्था - प्लास्टिक एक कठोर ठोस के रूप में दिखाई देता है; ऊष्मीय गतिज ऊर्जा छोटी होती है, अंतर-आणविक बल बड़ा होता है, और विरूपण मुख्य रूप से बंधन कोण विरूपण द्वारा योगदान दिया जाता है; बाहरी बल को हटाने के बाद विरूपण तुरंत ठीक हो जाता है, जो सामान्य लोचदार विरूपण से संबंधित है।
अत्यधिक लोचदार अवस्था - प्लास्टिक एक रबर जैसे पदार्थ के रूप में दिखाई देता है; विरूपण श्रृंखला खंडों के अभिविन्यास के कारण मैक्रोमोलिक्यूलर संरूपण के खिंचाव द्वारा योगदान दिया जाता है, और विरूपण मूल्य बड़ा होता है; बाहरी बल को हटाने के बाद विरूपण को ठीक किया जा सकता है लेकिन यह समय पर निर्भर है, जो अत्यधिक लोचदार विरूपण से संबंधित है।
चिपचिपा प्रवाह अवस्था - प्लास्टिक अत्यधिक चिपचिपा पिघल के रूप में प्रकट होता है; ऊष्मीय ऊर्जा श्रृंखला अणुओं की सापेक्ष फिसलन गति को और उत्तेजित करती है; विरूपण अपरिवर्तनीय होता है, जो प्लास्टिक विरूपण से संबंधित है
ख. प्लास्टिक प्रसंस्करण और प्लास्टिक की तीन अवस्थाएँ:
प्लास्टिक को कांच जैसी अवस्था में काटा जा सकता है। अत्यधिक लोचदार अवस्था में, उन्हें तार खींचने, ट्यूब एक्सट्रूज़न, ब्लो मोल्डिंग और थर्मोफॉर्मिंग जैसे तरीकों से खींचा जा सकता है। चिपचिपा प्रवाह अवस्था में, इसे कोटिंग, रोटेशनल मोल्डिंग और इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा संसाधित किया जा सकता है।
जब तापमान चिपचिपा प्रवाह अवस्था से अधिक होता है, तो प्लास्टिक ऊष्मीय अपघटन से गुजरता है, और जब तापमान कांच जैसी अवस्था से कम होता है, तो प्लास्टिक भंगुर हो जाता है। जब प्लास्टिक का तापमान चिपचिपा प्रवाह अवस्था से अधिक या कांच जैसी अवस्था से कम होता है, तो थर्माप्लास्टिक प्लास्टिक खराब हो जाता है और गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो जाता है, इसलिए प्लास्टिक उत्पादों को संसाधित करते या उपयोग करते समय इन दो तापमान क्षेत्रों से बचना चाहिए।
②, तीन चरण पेंच
एक्सट्रूडर में प्लास्टिक तीन भौतिक अवस्थाओं में मौजूद होता है - ग्लासी अवस्था, उच्च लोचदार अवस्था और चिपचिपा प्रवाह अवस्था की परिवर्तन प्रक्रिया, और प्रत्येक अवस्था में स्क्रू संरचना के लिए अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं।
सी. विभिन्न राज्यों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, एक्सट्रूडर के स्क्रू को आमतौर पर तीन खंडों में विभाजित किया जाता है:
फीडिंग सेक्शन L1 (जिसे ठोस संवहन सेक्शन भी कहा जाता है)
गलनांक अनुभाग L2 (संपीडन अनुभाग कहा जाता है)
समरूपीकरण अनुभाग L3 (मीटरिंग अनुभाग कहा जाता है)
इसे आमतौर पर तीन-चरणीय स्क्रू कहा जाता है। इन तीनों खंडों में प्लास्टिक की एक्सट्रूज़न प्रक्रिया अलग-अलग होती है।
फीडिंग सेक्शन का कार्य हॉपर द्वारा आपूर्ति की गई सामग्री को संपीड़न अनुभाग में भेजना है। प्लास्टिक आम तौर पर आंदोलन के दौरान ठोस अवस्था में रहता है और गर्मी के कारण आंशिक रूप से पिघल जाता है। फीडिंग सेक्शन की लंबाई प्लास्टिक के प्रकार के अनुसार अलग-अलग होती है, और यह हॉपर से ज़्यादा दूर नहीं से लेकर स्क्रू कप की कुल लंबाई के 75% तक हो सकती है।
आम तौर पर, क्रिस्टलीय पॉलिमर का एक्सट्रूज़न सबसे लंबा होता है, उसके बाद हार्ड अनाकार पॉलिमर का, और नरम अनाकार पॉलिमर का सबसे छोटा। चूंकि फीडिंग सेक्शन जरूरी नहीं कि संपीड़न पैदा करे, इसलिए इसके स्क्रू ग्रूव का आयतन अपरिवर्तित रह सकता है। हेलिक्स कोण के आकार का इस सेक्शन की फीडिंग क्षमता पर अधिक प्रभाव पड़ता है, और वास्तव में एक्सट्रूडर की उत्पादकता को प्रभावित करता है। आमतौर पर, पाउडर सामग्री का हेलिक्स कोण लगभग 30 डिग्री होता है, और उत्पादकता सबसे अधिक होती है। ब्लॉक सामग्री का हेलिक्स कोण लगभग 15 डिग्री होना चाहिए, और गोलाकार सामग्री का हेलिक्स कोण लगभग 17 डिग्री होना चाहिए।