Компоненти трансмісії! Як працює «серце» двошнекового екструдера?

Для користувачів є складним питанням, як їм вибирати та оцінювати екструдерну продукцію. Яке екструдерне обладнання має високу вартість? З огляду на призначення, основні вимоги до обладнання полягають у наступних 5 пунктах.

(1) Якість: якість є найважливішим показником для користувачів, якість екструдованого продукту є зобов'язанням перед клієнтами, це життя підприємства, а розвиток підприємства тісно пов'язаний, тому важливим показником для оцінки якості екструдера є те, чи можна гарантувати стабільність партій продукції протягом тривалого часу.

(2) Ефективність: Ефективність є ще одним показником оцінки. Забезпечення найвищого виходу продукції за одиницю часу на основі якості є метою кожного підприємства та шляхом до швидкого розвитку.

(3) Витрати: Підвищення ефективності саме по собі є одним із засобів зниження витрат, підвищення ефективності безпосередньо зменшує споживання енергії, води, електроенергії та газу за одиницю часу, що означає зниження експлуатаційних витрат, тоді як найважливішою проблемою підприємств є зниження витрат на робочу силу та управлінські витрати, а також зменшується попит на обладнання та землю.

(4) довговічність: ефективність та термін служби обернено пропорційні збільшенню ефективності, що може призвести до скорочення терміну служби. Щоб забезпечити або збільшити термін служби за умови високої ефективності, необхідно використовувати більш міцні матеріали, зокрема гвинтові матеріали з високою зносостійкістю та високоміцну оправку.

(5) Практично: З точки зору користувача, одним із показників оцінки якості екструдера також є те, чи легко обладнання експлуатувати та обслуговувати, чи може воно працювати стабільно, з високим чи низьким рівнем відмов.

Підсумовуючи, якість та ефективність – це два вирішальні та важливі показники. Як «забезпечити якість» та «підвищити ефективність» – це мета, яку екструдери постійно розробляли протягом багатьох років.
Компоненти трансмісії

Команда двошнековий екструдерподіляється на два ключові компоненти: «екструзію» та «трансмісію». «Екструзійний компонент» є ключовим компонентом «забезпечення якості», а «компонент трансмісії» – ключовим компонентом «ефективності» та «забезпечення якості». Технологічний прогрес двогвинтового двигуна відзначений оновленням коробки розподілу крутного моменту, що свідчить про його важливість.

Сьогодні ми поговоримо про «трансмісійний» компонент екструдера.

Компонент передачі є основним компонентомдвошнековий екструдер, як і двигун автомобіля, який може забезпечити достатню потужність для видачі достатньої кількості продукції, тому потрібна потужна система трансмісії, щоб забезпечити потужність для підвищення ефективності екструзії.

У двошнекових екструдерах потужність відображається в обертальному русі шнекового елемента. Кінетична енергія обертального руху перетворюється на крутильну силу, чим більший крутний момент, тим більше матеріалу подається, тобто для забезпечення потужності та досягнення високої продуктивності потрібна система приводу з високим крутним моментом.

Існує дві типові конфігурації системи приводу: паралельна тривальна зубчаста конструкція та двостороння симетрична зубчаста конструкція приводу.

(1) Паралельна тривальна приводна конструкція

Перевагами цього рішення є проста конструкція, легке складання, низька вартість виробництва та збільшення крутного моменту системи за рахунок зменшення навантаження на шестерню; однак, потужність цієї конструкції завжди буде піддаватися більшому навантаженню на підшипники валу B під час паралельної передачі (як показано на рисунку 3), а вал B завжди піддається силі в одному напрямку під час обертання, тобто комбінованій дії згину та кручення (симетричне циклічне напруження), а підшипники валу B піддаються . Сила на валу B збільшується зі збільшенням його вихідного крутного моменту, так що підшипник досягає межі терміну служби вала шестерні та підшипника після 20 000 годин силового зносу, тому термін служби коробки передач визначається підшипником валу B.

По-друге, і це найважливіше, оскільки вал B завжди піддається вищим навантаженням, знос підшипників прискорюється, що призводить до збільшення радіального биття вала B аж до його виходу з ладу, що робить систему нестабільною.

Оскільки джерело живлення нестабільне, це призведе до нестабільності екструзійних деталей, що приводяться в рух ним, тобто траєкторія обертання шнека в барабані також змінюватиметься зі збільшенням биття підшипника, що призведе до нерівномірного зазору між шнеком і барабаном, що, у свою чергу, призведе до нерівномірного часу перебування матеріалу в барабані, що призведе до зниження стабільності якості продукції.

(2) Симетрична конструкція передачі з подвійною боковою шестернею

На рисунку 4 показано принципову схему симетричної структури приводу з двосторонньою шестернею. Вихідний вал A цієї структури, як і попередня, має достатній розмірний простір та великий коефіцієнт запасу міцності та жорсткості; вихідний вал B також обмежений міжосьовою відстанню та має проблему обмеження розміру. Рішенням цієї структури є поділ потужності на дві групи шестерень та симетричне приведення в рух валу B з верхнього та нижнього напрямків, що не тільки зменшує навантаження в точках зачеплення верхньої та нижньої шестерень вдвічі та збільшує вантажопідйомність крутного моменту, але й збільшує кількість матеріалу, що подається. Це не тільки зменшує навантаження на верхню та нижню шестерні вдвічі та збільшує вантажопідйомність крутного моменту, таким чином множачи об'єм заповнення та ефективно підвищуючи продуктивність, але й призводить до того, що радіальні сили на валу B взаємно компенсуються до нуля. Як показано на рисунку 5, шестерні валу B піддаються лише тангенціальним силам, створюючи ідеальний силовий привід, тобто вихідний вал з чистим крутним моментом, що усуває згинальні напруження на валу B (які піддаються лише крутним силам, тобто односпрямованим циклічним напруженням).

Крім того, конструкція характеризується тим, що радіальне навантаження на підшипник осі B повністю виключено, завдяки чому підшипник осі B теоретично ніколи не зношується, що забезпечує набагато довший термін служби – 72 000 годин (приблизно 10 ампера), ніж у конструкції 1, і таким чином змінює історію осі B, де точність обертання з часом погіршувалася.

Така конструкція не тільки забезпечує високий крутний момент, підвищує продуктивність та збільшує термін служби, але й, що ще важливіше, забезпечує стабільність системи розподілу крутного моменту та стабільну якість продукції. Підшипники на вихідному валу B не піддаються радіальним силам та не зношуються, не відбувається змін радіального биття та не виникає радіального биття шнекового валу, що гарантує стабільну та безперервну роботу всієї системи протягом тривалого періоду часу, тобто шнек та барабан не змінюватимуться нерівномірно, а час перебування матеріалу в барабані не буде нерівномірним, що забезпечує стабільність якості продукції. Експоненціальне збільшення крутного моменту дозволяє значно збільшити об'єм заповнення та гарантує експоненціально вищу ефективність виробництва.

Однак недоліками такої конструкції є: відносно складна конструкція, висока точність обробки, складність складання та відносно високі виробничі витрати.

Застосування цієї конструкції приводу має велике значення для розвитку технології екструзії, а саме:

1) забезпечення стабільного та надійного живлення для екструзійної системи, щоб стабільна екструзія мала надійну гарантію живлення.

2) Завдяки вищому крутному моменту можна досягти більших об'ємів дозування, а також збільшити ефективну довжину шнека для більш рівномірного розподілу та диспергованого змішування.

3) Надійна потужність для прецизійної екструзії та ефективних процесів компаундування.

4) Можна досягти вищих вихідних швидкостей та менших зазорів гвинта.