Součásti převodovky! Jak funguje „srdce“ dvoušnekového extruderu?

Pro uživatele je obtížné vybrat a posoudit extruderové produkty. Jaký typ extruderu má vysokou cenu a výkon? Z hlediska účelu jsou základní požadavky na zařízení následujících 5 bodů.

(1) Kvalita: kvalita je pro uživatele nejdůležitější, kvalita extrudovaného produktu je závazkem vůči zákazníkům, je životem podniku a rozvoj podniku s ní úzce souvisí, takže důležitým ukazatelem pro posouzení kvality extruderu je, zda lze zaručit dlouhodobou konzistenci šarží produktů.

(2) Efektivita: Efektivita je dalším ukazatelem hodnocení. Zajištění nejvyššího výtěžku produktu za jednotku času na základě kvality je cílem každého podniku a cestou k rychlému rozvoji.

(3) Náklady: Zlepšení efektivity samo o sobě je jedním z prostředků ke snížení nákladů. Zlepšení efektivity přímo snižuje spotřebu energie, vody, elektřiny a plynu za jednotku času, což znamená nižší provozní náklady. Nejdůležitějším zájmem podniků je snížení nákladů na pracovní sílu a náklady na řízení a snižuje se poptávka po vybavení a pozemcích.

(4) trvanlivost: účinnost a životnost jsou nepřímo úměrné zvýšení účinnosti, což může vést ke snížení životnosti. Aby se zajistila nebo prodloužila životnost za předpokladu vysoké účinnosti, je nutné použít odolnější materiály. Pro šrouby se používá materiál s vysokou odolností proti opotřebení a trn s vysokou pevností.

(5) Praktické: Z pohledu uživatele je jedním z ukazatelů pro posouzení kvality extruderu také to, zda se zařízení snadno ovládá a udržuje, zda může zařízení běžet stabilně s vysokou nebo nízkou poruchovostí.

Stručně řečeno, kvalita a efektivita jsou dva rozhodující a důležité ukazatele. Cílem extruderů je v průběhu let neustále vyvíjet, jak „zajistit kvalitu“ a „zlepšit efektivitu“.
Převodové komponenty

Jednodvoušnekový extruderje rozdělen na dvě klíčové komponenty: „extruzi“ a „převodovku“. „Extruzní komponenta“ je klíčovou komponentou pro „zajištění kvality“ a „převodová komponenta“ je klíčovou komponentou pro „účinnost“ a „zajištění kvality“. Technologický pokrok dvoušnekového motoru je poznamenán obnovou rozdělovače točivého momentu, což ukazuje jeho důležitost.

Dnes si povíme o „převodové“ součásti extruderu.

Převodová složka je klíčovou součástídvoušnekový extruder, stejně jako motor automobilu, který dokáže poskytnout dostatek výkonu k dosažení dostatečného výkonu, je proto zapotřebí silný převodový systém, který poskytne výkon pro zlepšení účinnosti extruze.

U dvoušnekových extruderů se výkon odráží v rotačním pohybu šnekového prvku. Kinetická energie rotačního pohybu se přeměňuje na torzní sílu, čím větší je točivý moment, tím více materiálu se přepravuje, tj. pro zajištění výkonu a dosažení vysokého výkonu je zapotřebí pohonný systém s vysokým točivým momentem.

Existují dvě reprezentativní a typické konfigurace pohonného systému: paralelní tříhřídelová převodová konstrukce a oboustranně symetrická převodová konstrukce hnacího ozubeného kola.

(1) Paralelní tříhřídelová hnací konstrukce

Výhodami tohoto řešení jsou jednoduchá konstrukce, snadná montáž, nízké výrobní náklady a zvýšený točivý moment systému snížením zatížení převodovky; výkon této konstrukce však bude vždy vystaven většímu zatížení ložisek na hřídeli B při paralelním převodu (jak je znázorněno na obrázku 3) a hřídel B je během otáčení vždy vystavena síle ve stejném směru, tj. kombinovanému ohybovému a torznímu působení (symetrické cyklické namáhání), a ložiska na hřídeli B jsou vystavena síle působící na hřídel B se zvyšujícím se výstupním krouticím momentem, takže ložisko dosáhne meze životnosti hřídele převodovky a ložiska po 20 000 hodinách silového opotřebení, takže životnost převodovky je řízena ložiskem hřídele B.

Za druhé, a to je zásadní, jelikož je hřídel B vždy vystavena vyššímu zatížení, opotřebení ložisek se zrychluje, což způsobuje zvýšení radiálního házení hřídele B, až do jeho selhání, což ze systému činí nestabilní energetický systém.

Vzhledem k nestabilnímu zdroji energie dochází k nestabilitě jím poháněných extruzních dílů, tj. rotační trajektorie šneku v bubnu se také změní se zvyšujícím se házivostí ložiska, což povede k nerovnoměrné vůli mezi šnekem a válcem, což má za následek nerovnoměrnou dobu setrvání materiálu v bubnu a tím i ke snížení konzistence kvality výrobku.

(2) Symetrická převodová konstrukce s dvojitým ozubeným kolem

Obrázek 4 znázorňuje schematický diagram symetrické hnací struktury s oboustranným ozubeným kolem. Výstupní hřídel A této struktury má, stejně jako předchozí struktura, dostatečný rozměrový prostor a vysoký bezpečnostní faktor pevnosti a tuhosti; výstupní hřídel B je také omezen osovou vzdáleností a má problém s omezením velikosti. Řešením této struktury je rozdělení výkonu do dvou skupin ozubených kol a symetrie pohonu hřídele B z horního a dolního směru, což nejen snižuje zatížení v záběrových bodech horního a dolního ozubeného kola na polovinu a zvyšuje nosnost krouticího momentu, ale také zvyšuje množství podávaného materiálu. To nejen snižuje zatížení horního a dolního ozubeného kola na polovinu a zvyšuje nosnost krouticího momentu, čímž se znásobuje plnicí objem a efektivně zvyšuje produktivita, ale také se radiální síly na hřídeli B vzájemně vyruší na nulu. Jak je znázorněno na obrázku 5, ozubená kola hřídele B jsou vystavena pouze tangenciálním silám, čímž vzniká dokonalý silový spoj, tj. čistý výstupní hřídel s krouticím momentem, čímž se eliminují ohybová namáhání na hřídeli B (která jsou vystavena pouze torzním silám, tj. jednosměrným cyklickým namáháním).

Konstrukce se navíc vyznačuje tím, že radiální zatížení ložiska na ose B je zcela eliminováno, takže se ložisko osy B teoreticky nikdy neopotřebuje, čímž se dosahuje mnohem delší životnosti 72 000 h (přibližně 10 a) než u konstrukce 1, a tím se mění historie osy B, kde se přesnost otáčení v průběhu času zhoršovala.

Tato konstrukce nejen dosahuje vysokého točivého momentu, zlepšuje produktivitu a prodlužuje životnost, ale především zajišťuje stabilitu systému rozložení točivého momentu a konzistenci kvality výrobku. Ložiska na výstupní hřídeli B nejsou vystavena radiálním silám a neopotřebovávají se, nedochází ke změnám radiálního házení ani k radiálnímu házení hřídele šneku, což zajišťuje, že celý systém pracuje stabilně a nepřetržitě po dlouhou dobu, tj. šneku a válci se nebude nerovnoměrně měnit a doba zdržení materiálu v válci nebude nerovnoměrná, čímž je zajištěna stabilita kvality výrobku. Exponenciální nárůst točivého momentu umožňuje výrazné zvýšení objemu plnění a je zárukou exponenciálně vyšší efektivity výroby.

Nevýhodami této konstrukce jsou však: relativně složitá konstrukce, vysoká požadovaná přesnost obrábění, obtížnost montáže a relativně vysoké výrobní náklady.

Použití této hnací struktury má velký význam pro pokrok technologie extruze, a to následovně.

1) zajištění stabilního a spolehlivého napájení extruzního systému, aby stabilní extruze měla spolehlivou záruku napájení.

2) S vyšším točivým momentem lze dosáhnout vyšších dávkovaných objemů a zároveň se zvětší efektivní délka šneku pro rovnoměrnější distribuci a dispergované míchání.

3) Spolehlivý výkon pro přesnou extruzi a efektivní procesy míchání.

4) Lze dosáhnout vyšších výstupních rychlostí a menších vůlí šroubů.