Конструкция и принцип работы шнековой пары

Шнековая пара – ключевой компонент в конструкции экструдера для вторичной переработки пластика. Деталь состоит из шнека – стержня с винтовой резьбой, который вращается в материальном цилиндре. Основной задачей изделия выступает вытеснение расплавленного сырья к формующей головке оборудования. Востребованность шнек-пары объясняется тем, что она влияет на качество производимой продукции, производительность линии и объемы брака. Узел нуждается в регулярном обслуживании или замене при невозможности восстановления. Игнорирование своевременного ТО может привести к существенному снижению производительности производства, ухудшению качества поставляемых товаров.

Сфера применения шнековых пар довольна обширная и включает в себя не только экструдеры, а также:

• термопластавтоматы;
• выдувные машины;
• инжекционное оборудование;
• дозаторы;
• грануляторы.

Основные характеристики

К ключевым характеристикам шнековой пары для экструдера, на которые стоит обращать внимание при выборе, относят:

• длину и диаметр, а также их отношение между собой;
• глубину нарезки с двух сторон изделия;
• ширину гребня;
• длину отрезков с разными параметрами глубины нарезки;
• шаг витка;
• угол винтовой нарезки.

Материалом для их изготовления выступает высокоуглеродистая прочностная сталь. В целях улучшения эксплуатационных характеристик проводится азотирование. Также при сборке могут применяться биметаллические комплектующие для повышения прочности. Такие шнеки устанавливаются в оборудование для работы с агрессивными марками пластмасс. Так как стандартные механизмы преждевременно изнашиваются. Биметаллические шнековые пары в отличие от азотированных более устойчивы к коррозии, исключают абразивный износ и демонстрируют длительный срок службы.

Чтобы исключить погрешности, чаще всего изготовление шнековых пар осуществляется по чертежам заказчика. При разработке изделий проводятся все необходимые расчеты для обеспечения долговечности, надежности, износостойкости и производительности. Шлифовка шнеков гарантирует его высокую чистоту, за счет чего уменьшается сила трения.

Принцип работы

Чтобы понять принцип работы шнековой пары, необходимо представить, как устроена мясорубка. Ротор при вращении проталкивает в цилиндре статора порции расплавленной массы. При этом он совершает не только вращательные, но и поступательные движения вперед-назад, захватывая при этом новые порции полимеров и перемещая их в зону выходного патрубка.

Внутри узла в результате движения винтовой части постоянно открываются и закрываются полости. Раствор нагнетается к участку подачи. Механизм гарантирует непрерывную транспортировку полимерной массы при постоянных характеристиках объема и давления. Вследствие сохранения внутреннего объема полости и неизменности диаметра даже в ходе вращения винтовой части, сырье движется плавно с одинаковой скоростью.

Типы шнековых пар

Шнеки экструдеров по ширине канала делятся на:

• модификации с переменной уменьшающейся от начала до конца шириной канала (переменная нарезка);
• с постоянной глубиной канала и возрастающим диаметром сердечника (постоянная нарезка);
• комбинированного типа, совмещающие в себе оба технических приема.

Классифицируются шнековые пары и по факту наличия/отсутствия термостатирования. Так как температуры из-за трения полимера о металлические стенки статора внутри механизма может повышаться, скорость транспортировки может снижаться. Путем урегулирования температуры шнека можно добиться поддержания производительности на заданном уровне или ее увеличения. Также наличие термостата позволяет добиться однородности массы, избежать перегревов оборудования, и, как следствие, его деформации. Контроль температуры исключает внештатные ситуации при экструзии.

Отличия в шнеках заключаются и пропускной способности расплава, которая зависит от количества каналов. Двухзаходные шнеки демонстрируют лучший смесительный эффект и увеличенную производительность. Многозаходные обладают малой толщиной пленки расплава на стенке цилиндра, что улучшает теплопередачу.