Phân tích chuyên sâu và chế tạo thủ công thùng vít

Thùng trục vít đóng vai trò quan trọng trong ngành gia công nhựa và là một trong những thành phần cốt lõi của thiết bị đúc nhựa. Chúng ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu quả sản xuất của các sản phẩm nhựa, đồng thời liên quan đến tính ổn định và kiểm soát chi phí của toàn bộ dây chuyền sản xuất.

Trong quá trình ép phun, thùng vít có nhiệm vụ nấu chảy nguyên liệu nhựa và chuyển chúng đến khoang khuôn. Khả năng nấu chảy và đo lường chính xác của nó đảm bảo tính nhất quán và độ chính xác cao của các bộ phận đúc phun. Thiết kế và tối ưu hóa cấu trúc của trục vít có thể cải thiện hiệu quả tính đồng nhất trộn và hiệu suất nóng chảy của nhựa, giảm mức tiêu thụ năng lượng và tỷ lệ phế liệu.

Trong quá trình ép đùn, thùng vít đóng vai trò phức tạp hơn. Nó không chỉ làm tan chảy nguyên liệu nhựa mà còn đùn nhựa nóng chảy ở áp suất và tốc độ dòng chảy không đổi thông qua tốc độ vít chính xác và kiểm soát nhiệt độ để tạo thành các biên dạng, màng hoặc ống liên tục và các sản phẩm khác. Hiệu suất của thùng trục vít ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác về kích thước, chất lượng bề mặt và hiệu quả sản xuất của sản phẩm ép đùn.

Trong quá trình đúc thổi, thùng vít cũng đóng một vai trò quan trọng. Nó có nhiệm vụ nấu chảy nguyên liệu nhựa và bơm vào khuôn thổi, sau đó thổi nhựa nóng chảy thành hình dạng mong muốn của sản phẩm rỗng thông qua khí áp suất cao. Hiệu ứng nóng chảy và kiểm soát nhiệt độ của thùng trục vít rất quan trọng đối với độ đồng đều của thành, độ bóng bề mặt và độ bền của sản phẩm đúc thổi.

Với hơn 30 năm kinh nghiệm sản xuất cho các hãng máy móc có thương hiệu hàng đầu thế giới, Đóng thùng được công nhận là nhà sản xuất Thiết bị hóa dẻo lớn nhất và chuyên nghiệp tại Trung Quốc. Chúng tôi cung cấp vít và nòng đơn và đôi (hình trụ, song song) tiêu chuẩn và tùy chỉnh cho máy ép phun và ép đùn.

Thùng vít là bộ phận quan trọng trong thiết bị gia công nhựa, chủ yếu bao gồm hai phần: vít và thùng. Sau đây là phần giới thiệu ngắn gọn về hai bộ phận này, cũng như ảnh hưởng của các thông số như tỷ lệ chiều dài của từng phần vít, độ sâu của rãnh vít và thiết kế ren đến hiệu ứng dẻo hóa.

1. Các bộ phận chính của thùng vít

Vít

Vít là thành phần cốt lõi trong thùng vít, chịu trách nhiệm nấu chảy, vận chuyển, cắt và đồng nhất hóa nhựa.

Vít thường được chia thành ba phần: phần cấp liệu, phần nén và phần đồng nhất.

Phần cấp liệu: chịu trách nhiệm chính cho việc vận chuyển và gia nhiệt sơ bộ nguyên liệu nhựa. Rãnh vít của phần này sâu hơn và khoảng cách lớn hơn, để chứa nhiều nguyên liệu nhựa hơn và làm nóng chúng dần dần thông qua ma sát tạo ra khi quay.

Phần nén: Rãnh vít của phần này trở nên nông hơn và bước răng dần dần nhỏ hơn, tác dụng lực cắt và lực nén lớn hơn lên nguyên liệu nhựa, khiến chúng dần dần tan chảy và trở nên đồng đều hơn.

Phần đồng nhất hóa: Chịu trách nhiệm chính cho việc đồng nhất hóa và vận chuyển nhựa nóng chảy hơn nữa. Độ sâu rãnh vít, bước và thiết kế ren của phần vít này được tối ưu hóa cẩn thận để đảm bảo nhiệt độ, áp suất và thành phần của nhựa nóng chảy có độ đồng đều cao.

thùng

Thùng là kênh để vít quay và kênh cho nhựa nóng chảy.

Thành trong của thùng thường được gia công và đánh bóng chính xác để giảm ma sát và lực cản, đồng thời đảm bảo nhựa nóng chảy có thể chảy trơn tru.

Các bộ phận làm nóng và cảm biến nhiệt độ thường được lắp đặt trên thùng để kiểm soát chính xác nhiệt độ nóng chảy.

2. Ảnh hưởng của các thông số từng tiết diện trục vít đến hiệu ứng dẻo hóa

Tỷ lệ chiều dài

Tỷ lệ chiều dài của từng phần của vít có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu ứng dẻo. Nói chung, phần cấp liệu dài hơn sẽ có lợi cho quá trình gia nhiệt trước và vận chuyển toàn bộ nguyên liệu nhựa; phần nén vừa phải có thể đảm bảo sự nóng chảy và đồng nhất hoàn toàn của nguyên liệu nhựa; phần đồng nhất dài hơn có lợi cho quá trình đồng nhất và ổn định hơn nữa của nhựa nóng chảy.

Việc lựa chọn tỷ lệ chiều dài cần được xem xét toàn diện theo các yếu tố như loại nhựa, nhiệt độ xử lý và tốc độ trục vít.

Độ sâu rãnh vít

Độ sâu rãnh vít ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng truyền tải của vít và hiệu ứng cắt trên nguyên liệu nhựa. Rãnh vít của bộ phận cấp liệu càng sâu thì càng chứa được nhiều nguyên liệu nhựa và ma sát tạo ra do chuyển động quay dần dần làm nóng nó. Trong khi các rãnh vít của phần nén và phần đồng nhất dần trở nên nông hơn, thì lực cắt và lực nén lớn hơn có thể được tác dụng lên nguyên liệu nhựa, khiến chúng dần tan chảy và trở nên đồng đều hơn.

Việc lựa chọn độ sâu rãnh vít cần được xem xét toàn diện theo các yếu tố như loại nhựa, nhiệt độ xử lý và tốc độ vít. Nói chung, độ sâu rãnh vít càng sâu thì khả năng truyền tải nguyên liệu nhựa của vít càng mạnh, nhưng hiệu ứng cắt tương đối yếu; ngược lại, hiệu ứng cắt mạnh nhưng khả năng truyền tải tương đối yếu.

Thiết kế chủ đề

Thiết kế ren cũng có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu ứng dẻo của vít. Các thiết kế ren khác nhau có thể tạo ra lực cắt và lực nén khác nhau, do đó ảnh hưởng đến quá trình nóng chảy và đồng nhất của nhựa.

Các thiết kế ren phổ biến bao gồm khoảng cách bằng nhau và độ sâu không bằng nhau, độ sâu bằng nhau và khoảng cách không bằng nhau, độ sâu không bằng nhau và khoảng cách không bằng nhau. Khoảng cách bằng nhau và độ sâu không bằng nhau là những thiết kế được sử dụng phổ biến nhất, có thể làm cho diện tích tiếp xúc giữa nhựa và thùng lớn hơn và hiệu quả truyền nhiệt tốt hơn. Các thiết kế có độ sâu bằng nhau và khoảng cách không bằng nhau và độ sâu không bằng nhau và khoảng cách không bằng nhau có thể được điều chỉnh linh hoạt theo các yêu cầu xử lý khác nhau.

Vai trò của trục vít trong quá trình nấu chảy, vận chuyển, cắt, đồng nhất nhựa và các quá trình khác

Nóng chảy: Vít tác dụng lực cắt và lực ma sát lên nguyên liệu nhựa thông qua thiết kế xoắn ốc độc đáo và chuyển động quay, khiến nó nóng dần và tan chảy. Trong quá trình này, hình dạng của trục vít, tốc độ và sự phối hợp của hệ thống gia nhiệt là rất quan trọng để đảm bảo nhựa có thể được nấu chảy đồng đều và hiệu quả.

Vận chuyển: Nhựa nóng chảy được đẩy bằng vít và di chuyển dọc theo hướng trục của thùng và được chuyển đến khuôn hoặc thiết bị đúc khác. Hiệu suất truyền tải của trục vít ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sản xuất chế biến nhựa.

Cắt: Rãnh xoắn ốc và thiết kế ren của vít cho phép nó tạo ra tác động cắt trong nhựa nóng chảy, giúp trộn và đồng nhất hóa nhựa hơn nữa. Tác động cắt còn giúp loại bỏ bọt khí và tạp chất trong nhựa, nâng cao chất lượng sản phẩm.

Đồng nhất hóa: Trong quá trình nấu chảy và vận chuyển, trục vít đảm bảo rằng nhựa nóng chảy có độ đồng đều cao về nhiệt độ và thành phần thông qua phần nén và phần đồng nhất được thiết kế thông minh. Điều này giúp loại bỏ sự chênh lệch nhiệt độ và sự khác biệt về thành phần trong quá trình nấu chảy, từ đó tạo ra các sản phẩm có chất lượng ổn định.

Sự phối hợp giữa thùng và trục vít đảm bảo kiểm soát nhiệt độ và ổn định áp suất của nhựa trong quá trình xử lý. Là một kênh dẫn nhựa nóng chảy, thành trong của thùng thường được gia công và đánh bóng chính xác để giảm ma sát và lực cản. Thùng thường được trang bị các bộ phận làm nóng và cảm biến nhiệt độ để kiểm soát chính xác nhiệt độ nóng chảy.

Khi vít quay trong thùng, nó không chỉ đẩy nhựa nóng chảy về phía trước mà còn tạo thành một không gian tương đối kín bằng cách vừa khít với thành trong của thùng. Nhiệt độ và áp suất của nhựa nóng chảy trong không gian này được kiểm soát và điều chỉnh một cách hiệu quả dưới sự cắt và nén của trục vít.

Ngoài ra, hệ thống làm mát thùng cũng đóng vai trò then chốt. Nó giúp kiểm soát nhiệt độ của thành ngoài thùng và ngăn nhiệt truyền ra môi trường bên ngoài quá nhanh, từ đó đảm bảo sự ổn định nhiệt độ của chất nóng chảy trong quá trình xử lý.

Lựa chọn vật liệu và công nghệ xử lý bề mặt

Vật liệu thùng trục vít thường được sử dụng bao gồm thép hợp kim chất lượng cao và thép hợp kim crôm-molypden.

Thép hợp kim chất lượng cao: Loại vật liệu này có độ bền và độ cứng cao, có thể chịu được ứng suất cơ và nhiệt lớn. Đồng thời, nó còn có khả năng chống mài mòn và ăn mòn tốt, có thể duy trì hiệu suất ổn định trong môi trường xử lý khắc nghiệt.

Thép hợp kim Chrome-molypden: Vật liệu này được làm từ thép hợp kim chất lượng cao và các nguyên tố hợp kim như crom và molypden được thêm vào để cải thiện hơn nữa khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn và độ bền nhiệt độ cao. Vì vậy, thép hợp kim crôm-molypden đặc biệt thích hợp với môi trường gia công nhựa ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có tính ăn mòn cao.

Ngoài việc lựa chọn vật liệu, công nghệ xử lý bề mặt cũng là một phương tiện quan trọng để nâng cao khả năng chống mài mòn và tuổi thọ của thùng trục vít. Các công nghệ xử lý bề mặt thường được sử dụng bao gồm hợp kim thấm nitơ và hàn phun.

Thấm nitơ: Thấm nitơ là công nghệ tạo thành một lớp nitrit cứng trên bề mặt thùng vít thông qua phản ứng hóa học. Lớp nitrit này có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, có thể cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn và tuổi thọ của thùng vít.

Hợp kim hàn phun: Hợp kim hàn phun là công nghệ phun bột hợp kim lên bề mặt thùng vít thông qua ngọn lửa nhiệt độ cao và nung chảy với vật liệu nền. Công nghệ này có thể tạo thành một lớp hợp kim có khả năng chống mài mòn và ăn mòn tuyệt vời trên bề mặt thùng trục vít, nâng cao hơn nữa tuổi thọ sử dụng của nó.

Quy trình sản xuất thùng trục vít là một quy trình phức tạp và tinh tế, bao gồm nhiều quy trình như làm nguội và ủ, tạo hình, đúc khuôn, mài mịn và đánh bóng.

Làm nguội và ủ: Làm nguội và ủ là bước đầu tiên trong quá trình sản xuất thùng vít. Nó cải thiện tổ chức và hiệu suất bên trong bằng cách làm nóng và làm mát nguyên liệu thô, tạo nền tảng tốt cho các quy trình tiếp theo.

Tạo hình: Tạo hình là quá trình cắt và tạo hình sơ bộ các nguyên liệu thô đã được tôi và tôi luyện theo yêu cầu thiết kế. Bước này yêu cầu kiểm soát chính xác kích thước và hình dạng để đảm bảo tiến trình suôn sẻ của các quy trình tiếp theo.

Đúc: Đúc là quá trình đúc chính xác các nguyên liệu thô có hình dạng thông qua khuôn. Bước này yêu cầu phải kiểm soát chặt chẽ các thông số như nhiệt độ, áp suất để đảm bảo độ chính xác và hiệu suất hoạt động của thùng vít.

Mài mịn: Mài mịn là quá trình mài mịn thùng vít sau khi đúc. Bước này có thể loại bỏ các gờ và vết không đồng đều trên bề mặt, đồng thời cải thiện chất lượng bề mặt và độ chính xác của thùng vít.

Đánh bóng: Đánh bóng là quá trình xử lý tiếp thùng vít sau khi mài mịn. Thông qua việc đánh bóng, bề mặt của thùng vít có thể được làm mịn và sáng hơn, nâng cao tính thẩm mỹ và tuổi thọ sử dụng.

Hướng dẫn lựa chọn thùng vít

Chọn theo loại nhựa

Nhựa có độ ổn định nhiệt kém: chẳng hạn như PVC, nên chọn vít dần dần, có tiết diện nén dài hơn và chuyển đổi năng lượng nhẹ trong quá trình dẻo hóa, giúp giảm quá trình phân hủy nhiệt của nhựa.

Nhựa tinh thể: chẳng hạn như polyolefin, PA, v.v., trục vít đột biến phù hợp hơn, với tiết diện nén ngắn hơn, chuyển đổi năng lượng mạnh hơn trong quá trình dẻo hóa và có thể làm nóng chảy nhựa nhanh chóng.

Nhựa thông thường: Vít thông dụng có khả năng thích ứng mạnh và có thể thích ứng với việc xử lý nhiều loại nhựa. Chúng phù hợp với các tình huống sản xuất trong đó loại nhựa cần được thay đổi thường xuyên.

Xem xét tỷ lệ nén và tỷ lệ khung hình

Tỷ số nén: Là tỷ số giữa thể tích của rãnh vít đầu tiên trong phần cấp liệu của vít với thể tích của rãnh vít cuối cùng trong phần đồng nhất. Nó xác định mức độ nén của nhựa trong vít, từ đó ảnh hưởng đến hiệu ứng dẻo hóa. Nói chung, khi xử lý nhựa nhiệt dẻo, nên chọn vít có tỷ số nén vừa phải; khi xử lý nhựa nhiệt rắn, có thể cần tỷ lệ nén cao hơn.

Tỷ lệ khung hình: Đó là tỷ lệ giữa chiều dài của bộ phận làm việc của vít với đường kính của vít. Tỷ lệ khung hình càng lớn, nhựa được nung nóng trong vít càng lâu và độ dẻo càng hoàn thiện và đồng đều. Tuy nhiên, tỷ lệ khung hình quá lớn có thể dẫn đến các vấn đề như tăng mức tiêu thụ điện năng và cong vít. Do đó, khi lựa chọn tỷ lệ khung hình, cần phải cân nhắc theo đặc tính gia công và yêu cầu sản xuất của loại nhựa cụ thể.

2. Ảnh hưởng của các thông số đến hiệu ứng dẻo hóa

Tỷ lệ nén

Tỷ lệ nén thích hợp có thể làm dẻo và nén hoàn toàn nhựa dạng hạt và cải thiện chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, tỷ số nén quá cao có thể khiến vít chịu quá nhiều áp lực, tăng độ mài mòn và tiêu hao năng lượng; tỷ lệ nén quá thấp có thể khiến nhựa kém dẻo, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

tỷ lệ khung hình

Việc tăng tỷ lệ khung hình có lợi cho việc trộn và làm dẻo nhựa và cải thiện chất lượng dẻo. Tuy nhiên, tỷ lệ khung hình quá lớn có thể khiến nhựa tồn tại trong vít quá lâu, gây ra vấn đề phân hủy nhiệt; đồng thời cũng có thể làm tăng độ khó trong quá trình gia công, lắp ráp vít và thùng.