Жылулық тосқауылды жолақтарды экструзиялаудағы жиі кездесетін сыйымдылық мәселелерін түсіну

Бір винтты экструдерлердегі сыйымдылық мәселелерінің негізгі белгілері

Жылулық бөгет жолақ материалдары жүйеге дұрыс берілмесе, операторлар жағдайдың дұрыс еместігін тез байқайды. Шығару жылдамдығы болжамсыз тербеліп, қозғалтқыштың жүктемесі де тұрақсыз болады. Хопперге қарағанда, шнек айналымдары көрініп тұрады, себебі материал жеткіліксіз тартылып келеді. Сонымен қатар, экструдерленген профильдердің бетінде сипаттамалық түрде кеуектілік пайда болады – бұл ауа өңдеу кезінде жеткіліксіз толтырылған беру аймақтарында ұсталып қалғанын көрсетеді. Бұл мәселелер көбінесе жылулық бөгет өндіру желілерінің өнімділігінің 12-ден 18 пайызға дейін төмендеуіне әкеледі. Кез-келген өндірістік алаңда осындай шығын тез көбейіп отырады.

Жылулық бөгет жолақты беруде материал қасиеттерінің рөлі

Полимерлік материалдардың пішіні олардың өңдеу жабдықтары арқылы қаншалықты сенімді түрде берілуіне үлкен әсер етеді. Мысалы, бұрышты пішінді қайта өңделген PET гранулалары тегіс таза бөлшектерге қарағанда шамамен үш есе жиі қатуға бейім болады, бұны реологиялық зерттеулер уақыт өте келе растады. Шынымен толтырылған PVC сияқты үйкеліс коэффициенті жоғары материалдармен жұмыс істегенде, материалдың көлемдік тығыздығын 0,45 пен 0,55 грамм/куб. сантиметр аралығында дәлме-дәл ұстау — винт каналына гравитациялық ағысты сақтау үшін мүлде маңызды. Көптеген өндірушілер қату проблемасымен күресу үшін қазіргі кезде конустық бункерлерді таңдайды, себебі олар бөлшектердің бір-біріне иігіп қалуын жояды және жүйедегі материал қозғалысын жалпы алғанда жақсартады. Алайда, нақты өндірістік талаптар мен материал сипаттамаларына байланысты әрқашанда белгілі бір компромистер туындайды.

Ылғалдылық мөлшерінің полимер ағынының тұрақтылығына әсері

Гигроскопиялық полимерлер экспозициядан кейін сегіз сағат ішінде ауадағы ылғалды жұтады, экструзияны бұзатын будың көпіршіктерін түзеді. 0,03% ылғалдылық мазмұнына ие нейлон 6/6 материал дұрыс кептірілген материалмен (<0,01%) салыстырғанда тұтқырлықтың 27% жоғары ауытқуын көрсетеді. Бұл тұрақсыздық жиі өңдеу кезінде түсініксіз тұтқырлық өзгерістеріне байланысты шнек дизайнін тереңдету зонасын қайта жобалауды талап етеді.

Бір шнекті экструдерлердегі нашар беру механикалық себептерін анықтау

Термиялық үзіліс жолағының енгізуін әсер ететін қоректендіру орындарындағы тозу

Шыны армировандалған пластикпен жұмыс істеген кезде, беру өткелдерінің ішкі бетіндегі тозу көбінесе елемей қалатын, бірақ беру проблемаларының негізгі себебі болып табылады. Эрозия пайда болған сайын материалдардың қозғалысын бұзады және компрессиялық күштердің берілуін нашарлатады. Өткен жылы жарияланған зерттеулер термиялық үзу процесі кезінде тозу белгілері бар беру өткелдері полимерді сіңіру тиімділігін шамамен 35% төмендететінін көрсетті. Көптеген мамандар лазерлік тексеруді жарты миллиметрден астам болатын пішін өзгерістерін анықтау үшін жарты жылда бір рет жүргізуді ұсынады. Минералдар құрамы бар композитті материалдармен жұмыс істеген кезде бұл тағы да маңызды болып табылады.

Жоғары  тұтқырлықты термиялық үзу жолақ материалдары үшін винт конструкциясының шектеулері

Керамика мөлшері 60%-дан асатын өте жуан материалдармен жұмыс істеген кезде, біз танысқан стандартты бұранда пішіндері жақсы нәтиже бермейді. Қысу коэффициенттері шамамен 2,5:1-ден төмен түскен кезде, өңдеу кезінде қажетті ысырылу күші туындамайды, бұл ерітуді және жақсы салқындату балансын қамтамасыз етуді бұзады. Соңғы кездегі кейбір зерттеулер дәстүрлі бір сатылы қондырғылармен салыстырғанда, кедергі бұрандасының конструкциясына ауысу қоректендіру проблемаларын шамамен 40% азайтуға мүмкіндік беретінін көрсетеді. Егер кімдір нақты силикон негізіндегі жылулық үзілістермен жұмыс істесе, ұшып кету тереңдігін шамамен 15-тен 20 мм-ге дейін азайту қатты негізгі материалды тұрақтандыруға нақты көмектеседі. Бұл материалдардың ағымын 2020 жылы жүргізілген симуляциялық жұмыста 28% шамасында бақылау арқылы анықталды.

Цилиндр температурасының градиенттері материалды тасымалдауды бұзады

Суықтау аймағында осьтік температура айырмашылықтары метріне 15 градус Цельсийден асқан кезде, жүйе бойынша қатты заттардың тасымалдануына әлдеқайда кедергі жасайтын ерте балқыған пленкалар пайда болуы мүмкін. 2004 жылы жүргізілген кейбір зерттеулер полиамидті жылулық жолақтардың ағызу жылдамдығының шамамен 15 пайызға өзгеруі осындай температура градиенттерімен байланысты екенін көрсетті. Қазіргі уақытта заманауи экструзиялық жабдықтар бұл мәселені ПИД-басқарылатын сегменттелген қыздыру жүйелерін енгізу арқылы шешеді. Бұл инженерлік қолданыста пайдаланылатын жоғары сапалы жылулық бөгет материалдарында кристалдық құрылымды сақтау үшін қатаң қажет болып табылатын плюс немесе минус 2 градус Цельсий шегінде температураны тұрақтандыруға көмектеседі.

Суықтау аймағының геометриясы мен қатты заттарды тасымалдау тиімділігіне әсері

Оптималды L/D қатынасы 28-30 :1 материалдың көпір түзілуінсіз біртіндеп қысымның жиналуын қамтамасыз етеді. Ойықты саңылаулы бөліктер төменгі көлемдік тығыздықтағы материалдар үшін үйкеліс коэффициентін 40–60% арттырады. Айнымалы қадамды беру винттері гранулометриялық зерттеулерге сәйкес, таспалық тиімділікті арттыру үшін дұрыс емес қалпындағы қайта өңделген гранулаларды өңдегенде 25% шығыс өнімін көрсетті.

Тұрақты беру үшін материалды дайындау мен технологиялық жағдайларды оптимизациялау

Гранулалардың біркелкі өлшемі мен тығыздығын қамтамасыз ету үшін араластыру әдістері

Берілетін материалдың геометриясының тұрақтылығы көпір түзілуін және тұрақсыз беруді болдырмауға мүмкіндік береді:

• Өлшемдер жиыны : көп сатылы сүзгілеу арқылы гранулалардың диаметрін 1–3 мм аралығында ұстаңыз
• Тығыздықты сәйкестендіру : барабан араластырғыштарды пайдаланып (30 минутқа 15–20 Айналым/мин) толтырғыштарды негізгі шайырмен араластырыңыз
• Қоспаларды енгізу : беру кезінде бөлшектенуді болдырмау үшін түстendirгіштер мен тұрақтандырғыштарды алдын-ала қосынды ретінде дайындаңыз

Қиын формулаларда беру көмекші заттары мен ағыстырушы құралдарды қолдану

Ылғалды материалдар үшін жіберу пластиналарындағы молекулалық сүзгілер қоршаған ортаның ылғалын сіңіреді, ағын үзілістерін азайтады.

Баспалдақ аймағында дәл температура профилдерін орнату

Алғашқы үш цилиндр аймағы бойынша 50–60°C градиентін ұстау ерте балқуды болдырмауға және қатты заттарды тиімді тасымалдауға мүмкіндік береді. Инфрақызыл термография құралының деректері бұл диапазоннан ±5°C ауытқулары жіберу жылдамдығының 20%-ға дейін тербелуіне әкелетінін көрсетеді.

Тұрақты балқыма шығысы үшін винт жылдамдығы мен артқы қысымды бақылау

Винт айналымын (жалпы алғанда 30–60) PID қысым бақылауымен оптимизациялау 8–12 минут ішінде тұрақты экструзия режиміне қол жеткізеді. 127 жылулық бөлгіш тақталар сызығының деректері артқы қысым 8–12 МПа аралығында болған кезде шығыс тұрақтылығының 98% құрайтынын көрсетеді.

Ерте балқуды болдырмау үшін тұру уақытын бақылау

Материалдың баспалдақ аймағындағы тұру уақытын 45 секундтан кем болуына шектеу қопағып балқуға әкелетін жартылай балқуға жол бермейді. Оптималды L/D қатынастары бар камералы цилиндрлер (2 8:1-ден 30:1-ге дейін) стандарттық конструкциялармен салыстырғанда тұру уақытын 35% азайтады.

Бейімделетін беру басқаруы үшін нақты уақытта кері байланыс жүйелері

Жүк клеткалары (±0,5% дәлдік) бұралу кернеуі сенсорларымен жұп болып, сонымен қатар 15%-ға дейінгі партиялық тығыздық өзгерістеріне компенсация ету үшін динамикалық реттеулерді қамтамасыз етеді. Сынақтар бұл жүйелердің жылулық үзіліс жолақ өндірісінде берумен байланысты тоқтап қалуларды 60% азайтатынын көрсетті.

Жылулық үзіліс жолақ өндірісіндегі нақты әлемдегі зертханалық жағдай арқылы шешімдерді растау

Еуропалық алюминий профиль өндірушісінде пеллет ағымының тұрақсыздығын диагностикалау

Бір еуропалық зауытта материалдардың үштен бір бөлігі тұрақсыз берілу процесінің салдарынан қалдық ретінде жоғалып отырған өндірістік желідегі мәселелермен күресу қажет болды. Біраз диагностика жүргізгеннен кейін инженерлердің пайдалануынша, осы ахуалдың екі негізгі себебі болды. Біріншіден, цехтағы температура тұрақты түрде 27 градус Цельсийден асып кетті, бұл өңдеу кезінде гранулалардың бір-біріне жабысуына әкеп соқты. Екіншіден, қайта өңделген полимер гранулаларында әлі де массасы бойынша 0,12 пайызындай ылғал қалды, әйткені кептіру процедуралары дұрыс жүргізілген болатын. Олар инфрақызыл сәулелерді және моменттік реовискоздық әдістерді қолдана отырып зерттеуді жалғастырған кезде, күтпеген уақытта толықтай қауіпті құбылысты байқады. Проблемалық партияларда жылулық ыдырау 2023 жылы «European Polymer Journal» журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес идеалды жағдайлармен салыстырғанда шамамен 18 пайыз ертерек басталды.

Жылулық тосқауылдың тұрақтылығы үшін сумен салқындатылатын беріліс тесігін енгізу

Команда беріліс аймағын мыналармен қайта жобалады:

• Тесік температурасын 18–20°C деңгейінде ұстайтын сумен салқындатылатын қаптама
• Материалдың жабысуын 57% азайтатын антистатикалық қаптама
• Массалық ағын жылдамдығын 22% жақсартатын спиральді беріліс иінтірегі геометриясы

Өзгерістерден кейінгі сынақтар барлық сменталар бойынша полимердің тұрақты ағынын көрсетті, ал фунттың шығынының вариация коэффициенті (CV%) 14,3-тен 3,8-ге дейін төмендеді.

Жүктеме элементтері мен тербеліс бақылауы бар ақылды фунттар

Соңғы ұнтақ қабылдағыштардың жобалары жүктеме датчиктерімен және кремний тотығымен модификацияланған ПВХ ұнтағы сияқты материалдардағы көпірлену проблемаларын анықтап, қоймада қанша материал барын бақылайтын вибрациялық датчиктермен жабдықталады. Бұл ақылды жүйелер нәрсенің біреуі дұрыс емес болғанын байқаған кезде, нақты басып кету орын алмас бұрын тезірек араластыру жылдамдығын реттеп, ағысты түзету механизмдерін іске қосады. 2024 жылы Plastics Technology журналында жарияланған соңғы хабарламаға сәйкес, 18 әртүрлі орнатуда жүргізілген өрістік сынақтар бойынша операторлардың жылулық үзіліс жолақтары үшін ескі модельдерге салыстырғанда тек жарты шамасына дейін ғана қолмен қол қою қажет болды. Бұл тұжырымдаманы қолдану арасындағы жұмыс тиімділігінің маңызды жақсаруын көрсетеді.

Жеке шнек экструдерлердің қоректендіру жүйелері үшін жасанды интеллект негізіндегі болжаулы техникалық қызмет көрсету

Ақылды машиналық оқу құралдары уақыт өте келе моменттің өзгеруін зерттейді және электрқозғалтқыштың тогының үлгілерін тексереді, сонда проблемалар пайда болғанша көп уақыт бұрын бұрандалардың тозуы мен цилиндрлердің зақымдануын анықтайды. Өткен жылы Industrial AI Journal журналында жарияланған зерттеуге сәйкес, өнеркәсіптегі компания өндірістік желіде материалдардың бітелуінің алдын ала белгілерін температураның сәтті өсуімен байланыстыратын жасанды интеллект жүйелерін енгізгеннен кейін күтпеген тоқтап қалулары шамамен 40% төмендеді. Болжау жүйелерінің шын мәнінде бағалы болуының себебі — олар өндіріс желісі жұмыс істемейтін кезде автоматты түрде параметрлерді реттей алады немесе техникалық қызмет көрсетуді брондауы мүмкін, бұл өндірістік кестелерді бұзатын қымбатқа түсетін үзілістерсіз бәрін тегіс жұмыс істеуде ұстайды.