LanguagesRapport L/D et taux de compression : ce que décident réellement les deux nombres sur un dessin de vis
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Rapport L/D et taux de compression : ce que décident réellement les deux nombres sur un dessin de vis
Deux fournisseurs citent des chiffres différents pour la même machine – et le débat porte généralement sur le mauvais. Le rapport L/D et le taux de compression définissent la capacité de fusion et la force avec laquelle la vis travaille le polymère. Tout le reste sur le dessin est une conséquence.
RAPPORT L/D · RAPPORT DE COMPRESSION DES VIS · CONCEPTION À VIS UNIQUE · SPÉCIFICATIONS DES VIS D'EXTRUDEUSE
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1. Deux nombres représentent la majeure partie du dessin
Un dessin de vis est principalement constitué de dimensions : diamètres, longueurs, rayons, tolérances. Deux de ces chiffres font plus de travail que tous les autres réunis – le rapport L/D et le taux de compression – car entre eux, ils déterminent la capacité de fusion de la vis et la force avec laquelle le polymère travaille pour y arriver. Tout le reste est une conséquence.
C'est vrai sur n'importe quelcanon monoviset c'est pourquoi deux devis pour la même machine peuvent paraître si différents tout en étant tous deux cohérents en interne. Les deux chiffres sont rarement en désaccord isolément ; ce qui diffère, c'est l'hypothèse faite par chaque fournisseur concernant le composé et la ligne.
- L/D définit la longueur de la surface de travail par rapport à son diamètre
- Le taux de compression définit la diminution du volume du canal entre l'alimentation et le dosage.
- Aucun des deux chiffres ne dit quoi que ce soit à lui seul sur la bonne qualité de la vis.
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APERÇU CLÉ
L/D et le taux de compression décrivent la capacité et le travail, pas la qualité. Une vis 25:1 bien adaptée surpasse généralement une vis 33:1 mal adaptée et coûte moins cher à utiliser. -
Nombre Ce qu'il définit réellement Ce qu'il ne définit pas Comment le vérifier sur un dessin L/D Longueur de la volée par rapport au diamètre : capacité de fusion et temps de séjour Qualité du mélange, compression ou résistance à l'usure Mesurez la longueur du vol, divisez-la par le diamètre nominal – et non par le diamètre extérieur mesuré Taux de compression Profondeur du canal à l'extrémité d'alimentation divisée par la profondeur du canal à l'extrémité de dosage Où se produit la compression, ou avec quelle brusquerie Lisez les deux profondeurs des canaux ou dérivez-les du diamètre de la racine et du diamètre extérieur -
2. L/D : quelle longueur achète et combien ça coûte
L/D est la longueur effective du vol divisée par le diamètre nominal. Il s'agit d'une mesure normalisée de la quantité de baril que le polymère doit parcourir. Il s'agit donc en réalité d'une déclaration sur la capacité de fusion, la possibilité de mélange et le temps de séjour – trois choses qui sont généralement décrites comme une seule.
L’aspect coût est généralement laissé de côté. Chaque incrément de L/D ajoute la longueur du canon, les zones de chauffage, l'espace au sol et les exigences en matière de couple d'entraînement, ainsi que le temps de séjour. Sur une polyoléfine thermiquement stable telle quePEc'est presque gratuit. Sur rigidePVC, où l'énergie d'activation de la dégradation thermique est faible et où le matériau conduit mal la chaleur, c'est l'inverse : plus de longueur signifie plus de temps en température et la fenêtre de processus se rétrécit.
La conséquence pratique est que L/D est choisi par composé et non par taille de machine. LeConception des vis PE et guide de températureet leBaril de tuyau en PEles deux fonctionnent à partir de cette hypothèse et arrivent à des longueurs différentes pour des tâches différentes sur le même diamètre.
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Vis disposées en rangées. La longueur à volée est la partie de la vis qui fait le travail ; la tige et l'extrémité d'entraînement ajoutent de la longueur à la machine mais aucune capacité de fusion.
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3. Le taux de compression est un rapport de volume et non un rapport de pression
Il s’agit de l’erreur de lecture la plus courante et elle provoque de véritables arguments de spécification. Le taux de compression compare la profondeur du canal à l'extrémité d'alimentation avec la profondeur du canal à l'extrémité de dosage. Étant donné que le canal est une rainure hélicoïdale de largeur à peu près constante, le rapport de profondeur peut être traité comme un rapport de volume, mais la vis ne crée pas de pression selon ce rapport. La pression provient de la filière, du bloc de tamisage et de la capacité de la section de dosage à pomper contre eux.
- Un rapport plus élevé signifie que le lit solide est pressé plus fort à mesure qu'il fond
- Cela ne signifie pas que la machine développera plus de pression de tête.
- Cela signifie davantage de chauffage par cisaillement, ce qui représente un coût pour les qualités sensibles à la chaleur.
Deux vis peuvent partager un taux de compression de 3:1 et ne se comportent pas de la même manière, car l'une se comprime progressivement sur quinze diamètres et l'autre sur quatre. Le ratio est un résumé ; le profil est le design. C'est pourquoi une revue de dessins vaut plus qu'une comparaison de spécifications, et pourquoi legéométrie des vis et adaptation du lubrifiantLa note est un meilleur guide de ce qui change le comportement que n’importe quel nombre.
APERÇU CLÉ
Demandez la profondeur du canal aux deux extrémités et la longueur sur laquelle la transition se produit. Un fournisseur qui ne peut que vous donner le ratio ne vous a pas dit à quoi sert la vis. -
4. Ce que disent les gammes publiées et pourquoi elles ne sont pas d'accord
Les tableaux publiés de valeurs « typiques » sont un point de départ et rien de plus, car ils sont dérivés de différentes populations de machines. Le PVC rigide apparaît comme 1,5-2,0:1 dans un tableau et 2,0-2,5:1 dans un autre ; PE apparaît entre 2,5:1 et 4,0:1. Le désaccord n’est pas une négligence. Cela reflète les différences de diamètre de vis, de conception de gorge d'alimentation, de résistance de matrice et le degré de prudence de l'auteur en matière de dégradation.
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Taux de compression typique par composé. Les plages se chevauchent car elles proviennent de populations de machines différentes : considérez-les comme un point de départ pour une conversation, et non comme une spécification.
Composé L/D typique Taux de compression typique Qu'est-ce qui motive le choix PVC rigide 20-24:1 1,5-2,5:1 La sensibilité à la chaleur domine ; maintenir le cisaillement et le temps de séjour à un niveau bas PVC souple 24-28:1 3,0-3,5:1 La tolérance aux plastifiants permet plus de travail ; viscosité à l'état fondu inférieure PE/PP 24h-30h1 2,5-4,0:1 Thermiquement stable, cristallin ; peut prendre de la compression et mélanger plus fort ABS/PC 24-28:1 1,8-2,5:1 Amorphe, visqueux ; compression conservatrice, bon mélange à faible cisaillement PA / PBT, chargé verre 22-30:1 3,0-4,5:1 Transition de fusion forte et hygroscopique ; la ventilation compte autant que L/D Deux lignes de ce tableau méritent d'être séparées. Le PVC rigide et le PVC plastifié sont généralement considérés comme un seul composé et ne sont pas :la différence entre le PVC rigide et flexibledéplace le taux de compression de plus d'un point, c'est pourquoi un baril ne peut pas servir les deux.
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5. Pourquoi un taux de compression plus élevé ne constitue pas une mise à niveau
Il existe une croyance persistante selon laquelle plus de compression signifie une meilleure fusion, donc plus c'est mieux. En pratique, le rapport est choisi pour correspondre à la densité apparente de l'alimentation et à la sensibilité thermique du polymère, et le pousser au-delà de ce point achète un chauffage de cisaillement que vous n'avez pas demandé.
- Trop faible :le lit solide n'est pas compacté, la fusion est incomplète, le débit augmente
- Trop haut :la matière fondue surchauffe dans la zone de transition, et sur le PVC cela signifie une dégradation plutôt qu'un meilleur mélange
- Droite:le volume du canal diminue à peu près en fonction du changement de densité à mesure que le polymère fond
Le symptôme d’un rapport incompatible est généralement interprété comme autre chose : montée en flèche, gels, points noirs, pression instable. Lediagnostic de surtensionC'est par là que la plupart des gens commencent, et cela vaut la peine de le faire avant que quiconque ne rouvre la question des vis.
Il existe un cas où une compression accrue est véritablement la solution, et non une « meilleure fusion ». Il s'agit d'une vis travaillant contre une résistance élevée de matrice ou contre un ensemble de tamis très restreint, où la section de dosage doit pouvoir la traverser. Lecomparaison des vis de barrièreindique où cette logique s'applique et où une conception de barrière fait mieux le travail que la compression brute.
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6. Temps de séjour : le coût que cache le L/D
Le temps de séjour est l'autre moitié du L/D, et c'est la moitié qui décide du changement de couleur, de la consommation de purge et du risque de dégradation. Une vis plus longue à la même sortie retient plus de matériau plus longtemps ; une vis plus longue tourne plus vite pour conserver le même résultat, tient moins, mais la cisaille plus fort. Ni l’un ni l’autre n’est gratuit.
- Composés sensibles à la chaleur : un temps de séjour plus court vaut mieux qu'une capacité de mélange supplémentaire
- Changements fréquents de couleur ou de qualité : le matériau retenu dans une longue vis est ce que vous jetez à chaque changement
- Composés renforcés : un temps de séjour plus long à température et un cisaillement élevé constituent un problème de longueur de fibre ainsi qu'un problème de dégradation.
C'est pourquoi une vis ventilée à deux étages fonctionne généralement entre 28 et 33 : 1 plutôt que 20 à 30 : 1 pour les vis à un étage dans les mêmes applications. La longueur supplémentaire n’est pas là pour mieux mélanger ; il est là pour installer une zone de décompression et de ventilation entre deux sections de mise sous pression. Lecalcul du temps de séjour à double visparcourt la même arithmétique pour un jumeau, où les nombres se comportent différemment.
Le temps de séjour détermine également la quantité de matériel qui sort lors d'un changement de niveau, ce qui est un coût que la plupart des conversations L/D ignorent complètement. Leguide de purge et de changementle traite comme une variable de conception, et leréférences d'intervalle de servicefournir l’autre moitié du même calcul.
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7. Vitesse périphérique : la limite qui n'est pas sur le dessin
Deux vis de même L/D et du même taux de compression peuvent avoir des plafonds de sortie complètement différents, car la variable limite en service n'est généralement pas le rapport, mais la vitesse de surface de la pointe de vol. Ceci est défini conjointement par le diamètre et le régime, et c'est ce qui décide réellement de la quantité de chaleur de cisaillement que le polymère voit.
C'est toute la logique de conception derrière unbaril de vis d'extrudeuse unique à grande vitesse: un diamètre plus petit peut fonctionner plus rapidement dans la même limite de vitesse de surface, il produit donc plus avec une vis plus courte. LeÉtui pour tuyaux en PEHDmontre à quoi ressemble ce commerce lorsque la production est la contrainte plutôt que le mélange.
- Les limites de travail courantes sont d'environ 0,3 à 0,4 m/s pour le PVC rigide et de 0,5 à 0,7 m/s pour le PE et le PP.
- Un diamètre plus grand atteint la limite à un régime inférieur, de sorte que le diamètre des bouchons produit autant que la longueur.
- Une vis spécifiée uniquement par L/D et rapport peut donc être bonne sur le papier et fausse sur la ligne
APERÇU CLÉ
Si vous comparez deux devis, comparez la vitesse périphérique à votre régime de fonctionnement avant de comparer L/D. Le premier chiffre explique l’essentiel de la différence de production.La même arithmétique explique pourquoi une conduite de pipeline et une conduite de film de même diamètre partagent rarement une vis. La sortie par tr/min est définie par la limite de vitesse de surface, et leboîtier de sortie de tuyau en PEHD à grande vitessemontre jusqu’où cette logique est poussée lorsque les kilogrammes par heure constituent l’essentiel.
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Vis au support d'expédition. Le diamètre extérieur du vol, la profondeur du canal et la longueur du vol sont les trois mesures qui confirment que le dessin a été construit, et elles sont prises sur la pièce finie plutôt que supposées à partir du modèle.
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8. Les vis jumelles n'ont pas de taux de compression dans le même sens
Sur unjumeau coniqueoujumeau parallèlemachine, la surface de travail est construite à partir d’éléments plutôt que découpée dans une seule billette. La compression est produite par la séquence d'éléments de transport et de pétrissage, donc citer un seul taux de compression est au mieux une approximation et au pire trompeur.
- L/D s'applique toujours : c'est la longueur utile de la section de processus
- La compression est fonction de la configuration de l'élément et non d'un rapport de profondeur.
- Deux machines avec un L/D identique peuvent avoir un comportement de fusion totalement différent
Pour les conduites et profilés en PVC, c'est là que leguide PVC double parallèleet lequatre principaux types de jumeauxla comparaison fait plus de travail que n’importe quel tableau de ratios ; pour le côté monovis, legamme monovisest organisé par application plutôt que par numéro.
Sur une droite composée, la décision équivalente est la séquence d'éléments plutôt qu'un rapport de profondeur, et lenotes de configuration composéesdécrivez-le dans les mêmes termes - ce que le matériau doit être capable de faire à la fin d'une longueur donnée.
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9. Lire la vis que vous avez déjà
Si l'objectif est un remplacement, la chose la plus utile que vous puissiez faire avant de contacter qui que ce soit est de mesurer la vis devant vous. Quatre mesures reconstruisent suffisamment bien les spécifications pour qu'on puisse en discuter - et elles servent également d'enregistrement d'usure, car les mêmes lectures un an plus tard vous indiqueront à quelle vitesse la géométrie évolue. Lecontrôle d'usure sans démontagecouvre les signaux de processus qui vous indiquent quand prendre la peine de les prendre.
Mesures Comment le prendre Ce que ça te donne Longueur du vol et OD Du premier vol complet jusqu'à la pointe de la vis, et le vol OD en plusieurs points L/D — et l'usure de l'OD en même temps Profondeur du canal, extrémité d'alimentation Diamètre de racine jusqu'au diamètre extérieur, au premier tour complet Le numérateur du taux de compression Profondeur du canal, côté mesure Même méthode, dans les trois derniers tours avant la pointe Le dénominateur – le nombre le plus souvent deviné Longueur de transition Nombre de tours au cours desquels la profondeur change Que la compression soit progressive ou brusque, ce que cache le rapport Deux notes pratiques sur l'enquête elle-même. Si la machine est propriétaire, unremplacement construit à partir des dessins OEMest généralement plus rapide que la rétro-ingénierie du profil à partir d'une pièce usée, et ledétails qu'un remplaçant doit confirmersont ceux qui reviennent le plus souvent faux.
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Fûts et composants de vis stockés dans l'entrepôt avec leurs étiquettes en papier. Les enregistrements dimensionnels conservés avec la pièce font de la spécification suivante un calcul plutôt qu'une supposition.
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10. Quoi écrire sur la demande
Une enquête L/D et rapport qui obtient une réponse utile contient la machine, le composé et la cible – dans cet ordre. Leliste de contrôle complèteest plus long ; c'est le minimum qui permet à un fournisseur de concevoir plutôt que de deviner.
- Diamètre de la vis, L/D existant, ainsi que la marque et le modèle de la machine
- Famille et qualité de résine, plus charge ou renfort et pourcentage
- Sortie cible, vitesse de rotation de la vis et température de fusion actuelle
- Les quatre mesures de la section 9, si vous remplacez une vis existante
- Ce que la ligne fait mal aujourd'hui : sortie, mixage, dégradation ou temps de changement
Cette dernière ligne compte plus qu’elle n’en a l’air. La même machine peut nécessiter une vis plus longue, un profil de compression différent ou simplement le remplacement d'une pièce usée, et la bonne solution dépend du symptôme. UNvis et baril personnalisésla révision est la voie à suivre lorsque la géométrie doit changer ; leguide de remplacementcouvre la décision lorsqu'elle ne le fait pas, et leprocessus de fabricationetpages de capacitédéfinir ce qui est pratique à construire et à quelle vitesse.PIPLLles construit à partir d'un dessin ou à partir de dimensions mesurées, de sorte que l'un ou l'autre itinéraire se termine au même endroit.
Une dernière mise en garde. Le L/D et le taux de compression sont faciles à comparer entre les offres et donc faciles à surpondérer. La spécification qui décide réellement si la vis fonctionne est la combinaison de la géométrie, de l'alliage et de l'ajustement - c'est pourquoi lecomparaison simple ou doubleet leNote de sélection PE/PP/PVCles deux partent de l'application plutôt que d'une table, et pourquoiconception de gorge d'alimentationpeut changer la réponse efficace sur la même longueur de canon.
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Questions fréquemment posées
Un L/D plus élevé est-il toujours meilleur pour le mixage ?Non. Une longueur supplémentaire ajoute un temps de séjour et un historique de cisaillement. Pour les résines sensibles à la chaleur, une vis plus courte et correctement profilée donne généralement une fusion plus propre et une dégradation plus faible qu'une vis longue à usage général.Deux vis ayant le même taux de compression peuvent-elles se comporter différemment ?Oui. Le rapport compare uniquement les profondeurs des canaux d'alimentation et de dosage. La longueur de la zone de transition et la vitesse de changement de profondeur contrôlent la manière dont le lit solide est compacté et la quantité de chaleur de cisaillement générée.Pourquoi les tableaux de taux de compression publiés ne sont-ils pas d’accord ?Ils proviennent de différentes populations de machines, de conceptions de gorges d'alimentation et de conservatisme en matière de dégradation. Traitez toute plage publiée comme un démarreur de conversation et non comme une spécification.Que dois-je mesurer sur une vis existante avant de demander un remplacement ?Longueur du vol et diamètre extérieur, profondeur du canal à l'extrémité d'alimentation, profondeur du canal à l'extrémité de mesure et nombre de tours sur lesquels la profondeur change. Ces quatre nombres reconstruisent L/D et le profil de compression réel.Une extrudeuse bivis a-t-elle un taux de compression ?Pas dans le même sens. La compression est produite par la séquence d'éléments de transport et de pétrissage, et non par un seul rapport de profondeur de canal. L/D s'applique toujours comme longueur de processus utilisable. -
✔ Spécialiste des vis simples et des barils | ✔ Profil L/D et compression par composé
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