Miten kartiomaisen ruuvitynnyrin spiraalikulman muutos vaikuttaa ekstruusiopaineeseen ja lämpötilan jakautumiseen?

Kartiomainen ruuvipiippu on muovien suulakepuristusteollisuuden keskeinen laite. Muutokset sen spiraalikulmassa vaikuttavat merkittävästi ekstruusiopaineeseen ja lämpötilan jakautumiseen.
1. Vaikutus ekstruusiopaineeseen
Lisääntynyt helix-kulma
Kun kartiomaisen ruuvin kierrekulma kasvaa, materiaali etenee nopeammin ruuvissa. Tämä johtuu siitä, että suurempi kierrekulma tarjoaa suuremman aksiaalisen komponentin, mikä mahdollistaa materiaalin liikkumisen aksiaalisesti ruuvia pitkin nopeammin. Tämä nopea eteneminen johtaa kuitenkin myös materiaalin täyttöasteen laskuun tynnyrissä, mikä johtaa suhteellisen pienempään kitkaan materiaalin ja ruuvin ja tynnyrin seinämän välillä. Tässä tapauksessa ekstruusiopaine pienenee. Koska suulakepuristuspaine tulee pääasiassa ruuvin ja piipun välisen materiaalin leikkauksen ja kitkan synnyttämästä reaktiovoimasta, kitkavoima pienenee ja paine laskee vastaavasti.
Helix-kulma pienenee
Päinvastoin, kun heliksikulma pienenee, materiaalin aksiaalinen etenemisnopeus hidastuu. Tällöin materiaalin viipymisaika ruuvikanavassa pitenee, täyttöaste kasvaa ja kitka materiaalin ja ruuvin ja tynnyrin seinämän välillä kasvaa. Tämä johtaa ekstruusiopaineen nousuun. Lisäksi pienempi heliksikulma tekee materiaalin virtausreitistä ruuvikanavassa mutkaisemmaksi, lisää materiaalin leikkausvaikutusta ja lisää edelleen ekstruusiopainetta.
2. Vaikutus lämpötilan jakautumiseen
Lisääntynyt helix-kulma
Kierrekulman kasvaessa materiaalin viipymäaika ruuvissa lyhenee. Koska materiaalin kosketusaika ruuvin ja piipun seinämän kanssa lyhenee, myös lämmönsiirtoaika lyhenee vastaavasti. Siksi ruuvin etuosassa materiaalin lämpötilan nousu pienenee. Tynnyrin päässä voi kuitenkin tapahtua materiaalin nopeasta ekstruusiota johtuen paikallista lämmön kerääntymistä, mikä johtaa lievään lämpötilan nousuun ulostulossa, mutta yleinen lämpötilajakauma on suhteellisen tasainen.
Helix-kulma pienenee
Kierrekulman pienentyessä materiaalin viipymäaika ruuvissa kasvaa. Tämä antaa materiaalille enemmän aikaa vaihtaa lämpöä ruuvin ja piipun seinämän kanssa ja lämpöä voidaan siirtää täydellisemmin materiaaliin. Ruuvin keski- ja etuosassa materiaalin lämpötila nousee vähitellen. Samaan aikaan materiaalin parantuneen leikkausvaikutuksen ansiosta myös leikkauslämmön tuottama lämpö kasvaa, jolloin lämpötilan jakautuminen koko ruuvikanavassa näyttää vähitellen nousevaa trendiä tuloaukosta ulostuloon.
Varsinaisissa tuotantosovelluksissa sopivan kierrekulman valitseminen edellyttää kattavaa huomioimista tekijöistä, kuten tuotteen laatuvaatimuksista, tuotannon tehokkuudesta ja laitteiden energiankulutuksesta. Tuotteissa, jotka vaativat suurta suulakepuristuspainetta ja tasaista lämpötilan jakautumista, kuten erittäin tarkkoja putkia tai levyjä, kartiomaisen ruuvin kierrekulma on suunniteltava tarkasti ja säädettävä materiaalin ominaisuuksien ja prosessivaatimusten mukaan optimaalisen suulakepuristuksen saavuttamiseksi. Vaikutus.