Plastics_5_2024

П Л А С Т И К С № 5 ( 2 4 4 ) 2 0 2 4 w w w . p l a s t i c s . r u 35 ТЕХНОЛОГИИ Зона загрузки является независи- мой, если элемент материального ци- линдра, предназначенный для подачи полимерного сырья, — это отдельный узел. Геометрия его каналов охлажде- ния часто имеет более сложную конфи- гурацию для повышения эффективности охлаждения, а в местах соединения с материальным цилиндром устанавли- вается дополнительная теплоизоляция. При использовании независимой зоны загрузки повышается уровень контро- ля и управления температурой в зоне загрузки со стороны оператора про- изводственной линии, увеличивается эффективность автоматизации и обрат- ной связи в системах автоматического управления экструзией. Производители экструдеров, пред- лагающие встроенную конструкцию зоны загрузки, утверждают, что такая конструкция обеспечивает улучшенную соосность между цилиндром, шнеком и редуктором. Несоосность основного корпуса и зоны загрузки может вызвать проблемы, однако отсутствует какая-ли- бо подтвержденная информация о том, что шнек застревал в корпусе экструде- ра по такой причине. Важно помнить, что шнек поддерживается и центрируется в цилиндре гидравлически за счет внутрен- него давления полимера. Функция транспортировки и предпластикации Для понимания принципа транспор- тировки материала в экструдере можно использовать аналогию движения гайки по винту (рис. 1). В этом примере гайка выступает в роли полимерного слоя, а винт — в роли шнека. Для перемещения гайки коэффициент трения между пальца- ми (стенкой материального цилиндра) и гайкой должен быть боль- ше коэффициента трения между гайкой и винтом. По этой причине внутрен- няя поверхность цилиндра более шероховатая, а иногда и содержит специ- альные дополнительные каналы для увеличения коэффициента трения. Шнеки, с другой стороны, всегда имеют гладкую (отполи- рованную) поверхность, чтобы сохранить коэффициент трения на как можно более низком уровне. Типичные значения коэффициента трения между поверхностью цилиндра и полимерным материалом составляет 0,4, а между шнеком и материалом — 0,25. Эти значения зависят от давления, темпе- ратуры, состояния поверхности (новая, старая, изношенная), наличия смазочных материалов или добавок в зоне загрузки и транспортировки, типа подаваемого ма- териала (например, гранул, порошка или хлопьев), формы гранул и их размера, по- верхности гранул (гладкой или шерохо- ватой). В связи с большим количеством влияющих факторов сложно про- гнозировать и управлять физическими процессам в этой зоне без применения специальных методов. При повышении коэф- фициента трения между гранулятом и стенкой ци- линдра возрастает ско- рость его перемещения в осевом направлении, то есть увеличивается экструзионная произво- дительность (при одно- временной реализации Рисунок 1. Модель транспортировки полимера в экструдере 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Производительность, усл. ед. 6 5 4 3 2 1 0 Коэффициент трения Спиральные канавки Осевые канавки Рисунок 2 . Зависимость производительности экструзии и коэффициента трения между полимером и стенкой материального цилиндра