高速スクリューバレル: HDPE パイプ出力の説明


  • 高速シングル押出機スクリューバレル: HDPE パイプの実際の出力元

    高速ラインは、より速く回転する標準的なネジではありません。スクリューの形状、フィードセクション、バレルの構造はすべて変わります。これがそれぞれのメリットとそのコストです。

    高速シングル押出機スクリューバレル · HDPE パイプ押出 · 高出力バリアスクリュー · 耐摩耗性スクリューとバレル

  • パイプ押出用のシングルスクリューとバレルのセットです。フランジ、フィードスロート、フライトセクションはすべて、ほぼ同じ数値、つまりラインが何時間も維持しなければならない出力の大きさに近いサイズです。

  • 1. 一本のネジラインにおける「高速」の意味
    従来の単軸押出機25 ~ 30:1 の L/D で 30 ~ 90 rpm の間で動作します。あ高速回線は、同じスクリュー直径を 100 ~ 150 rpm、L/D 33 ~ 40:1 で実行します。このラインには、従来のラインにはない 3 つのものが必要です。それは、実際にその速度で固体を供給できる供給セクション、計量ゾーンの前に溶解を完了するのに十分な長さのスクリュー、およびその後のトン数に耐えるように構築されたバレルです。
    「高速」をモーターとギアボックスのアップグレードとして扱うのは間違いです。モーターが電力を使い果たすずっと前に、出力は直線的に上昇しなくなり、電気的な理由ではなく機械的な理由で停止します。

    重要な洞察高速は、最初にフィードセクションの決定が行われ、最後にモーターの決定が行われます。スクリューの回転速度で固体を最初のフライトに搬送できない場合、追加の rpm はせん断と溶融温度を追加するだけであり、出力は追加されません。

    2. 出力の 3 つのレバー — そしてどれが最初に枯渇するか
    1 つのスクリュー ラインの出力を決定する 3 つの要素が、予測可能な順序で失敗します。
    ・スクリュー速度— フィードセクションが飽和するか、溶融温度が樹脂の限界に達するまで出力を上げます。これが最初のレバー切れです。
    · 供給能力— 固体が最初の飛行に入る速度。これは、溝付きの冷却されたフィードスロートがもたらすものであり、高速ラインにおける本当の制約です。
    · 溶融品質— 他の 2 つの後にあなたを止めるもの。未溶解、ゲル、または過剰な溶解温度で到着した出力は出力されません。それは余分な手順が含まれたスクラップです。
    したがって、実際の順序は、送りセクションを固定し、次にスクリューを長くし、次に速度を上げます。逆に行うと、ラインは 2 週間にわたってネームプレート出力に達し、その後ダイで黒い斑点が生成され始めます。これは、「故障経路」で説明されています。スクリューバレルのメンテナンスとトラブルシューティング。

    3. 高出力HDPEのスクリュー形状
    3つのスタンダード高速シリーズは L/D 33、38、および 40 に基づいて構築されています。これらは通常、バイメタルバレルなぜなら、速度を正当化するトン数は、窒化ボアを摩耗させるトン数でもあるからです。 L/D が高くなると、溶解および混合の長さが長くなります。また、トルク、滞留時間、長いバレルも得られます。以下の表は、範囲全体の代表的な構成を示しています。

    シリーズネジ径スクリュー速度モーター指示出力
    L/D 33Φ45mm10~150rpm20~30kW100~120kg/h
    L/D 33Φ65mm20~150rpm45~90kW150 ~ 350 kg/h
    L/D 33Φ90mm20~110rpm160~185kW550 ~ 700 kg/h
    L/D 33Φ120mm20~90rpm280~315kW950–1100kg/h
    L/D 33Φ150mm20~75rpm355~400kW≈ 1 500 kg/h
    L/D 38Φ65mm20~150rpm110kW350 ~ 450 kg/h
    L/D 38Φ90mm20~110rpm250kW1,000~1,100kg/h
    L/D 38Φ120mm 20~90rpm400kW1 500 ~ 1 600 kg/h
    L/D 38Φ150mm20~75rpm450kW1,800~2,000kg/h
    長さ/奥行き 40Φ75mm20~150rpm200kW700 ~ 850 kg/h
    長さ/奥行き 40Φ90mm20~110rpm315kW1 250 ~ 1 350 kg/h
    長さ/奥行き 40Φ120mm20~90rpm450kW1,900~2,000kg/h

  • 高速単軸 HDPE ラインの構成例。必ず機械製造者、ダイヘッド、および実際に使用されている樹脂を確認してください。パイプヘッドの圧力降下だけでも、これらの数値が 10% 以上変動する可能性があります。
    3 つのジオメトリの決定は、残りの決定よりも重要です。
    ・送り深さ— 高速スクリューでは浅くなります。これは、深い供給チャネルは高速 rpm では充填できず、単に体積を無駄にするためです。
    · バリアフライト— 固体床を溶融物から分離し、未溶融ポリマーが計量ゾーンに短絡することを防ぎます。これは最も頻繁に修正される単一の変更です押し出し出力が不安定。
    · ミキシングセクション— マドックまたは分配セクション、および HDPE パイプでは多くの場合ミキサー ヘッドで、溶融ストリーム全体の溶融温度を平坦化します。

    4. 供給セクション: スタービング、グルービング、冷却
    HDPE では、フィード セクションがボトルネックになります。 HDPE ペレットは、LDPE や LLDPE よりも滑らかなバレル壁に対する摩擦が低いため、固体は最初のフライトに引きずられるのではなく滑ります。フィードスロートに溝を付けると、摩擦とそれによるスループットが増加します。これは、ビルドの中で最も明確に示される部分でもあります。プロセスの文書化溝の形状と冷却回路を一緒に指定する必要があるためです。

    フィードセクションのタイプスループットへの影響溶融物の品質への影響どこに当てはまるか
    スムーズなボア壁の摩擦によって制限されます。早く飽和する安定しているが出力制限がある在来線、低~中出力
    溝付き、非冷却より高い送り速度溝が熱くなり、ポリマーがくっついて劣化する可能性があります正しい答えが得られることはほとんどありません
    強制冷却による溝付き持続可能な最高の供給速度安定した供給、予測可能な溶融高速 HDPE パイプおよびフィルム ライン
    冷却および摩耗インサート付きの溝付き最高の送り速度と長寿命安定した研磨性HDPEコンパウンドとリサイクル原料

  • 重要な洞察強制冷却のない溝付きフィードスロートは、アップグレードを装ったダウングレードです。溝によって摩擦熱が発生し、ポリマーが溝内で溶け、送り速度が滑らかなボア動作に戻りますが、その上に劣化のリスクが加わります。

    5. 高速での溶融品質: せん断バジェット
    rpm が増加するたびに、溶融物にさらに多くのせん断力が加わり、せん断力が熱になります。高速スクリューの役割は、樹脂が許容できる温度を超えて溶融物を押し上げることなく、固体に必要な溶融エネルギーを供給することです。これは、HDPE パイプでは、スクリューが 100 ~ 150 rpm で回転している間、測定された溶融物を約 205 ~ 225 °C 以内に保つことを意味します。
    これが、高速 HDPE スクリューが通常、低温押出として実行される理由です。溶融の機械的仕事は、バンドによって追加される熱エネルギーと一致するため、どちらも過剰に供給される必要はありません。ほとんどの負荷は 3 つの設計の選択肢によって決まります。
    ・バリアフライト固体を保ちながら溶けるので、溶解速度は偶然ではなく形状によって設定されます。
    · 要素の混合温度プロファイルを平坦化します。それらがないと、溶融物は根元よりも飛行先端の方が熱くなります。
    · 通気、樹脂または原料がそれを正当化する場合、湿気と揮発性物質が金型に到達する前に除去されます。

    6. HDPEパイプ義務のためのバレル構造
    高速であるということは、同じボアを通過する年間のトン数が増えることを意味します。したがって、構造上の決定は、バレルの寿命にわたって合金がどれだけの摩耗を吸収しなければならないか、そして再研磨または充填剤を混合物に加えたときに何が起こるかによって決まります。この計算については、バイメタルまたは窒化処理の比較。

    工事表面硬度耐摩耗性寿命の目安どこに当てはまるか
    窒化38CrMoAlAHRC 52 ~ 55良い3~5年バージン HDPE、中程度の出力
    標準バイメタル合金HRC 58–62素晴らしい5~7年一般的な HDPE パイプ作業、時折再研磨
    炭化タングステンバイメタルHRC 65 ~ 68優れた7~10年高出力ライン、ハイフィラーまたはリサイクル HDPE
    SKD11 インナーライナースリーブHRC 60–62素晴らしい5~8年摩耗ゾーンを交換できる高摩耗性コンパウンド

  • PIPLL は、38CrMoAlA ベース上に、Φ20 mm ~ Φ500 mm、長さ最大 12 m の HDPE パイプ用のシングル スクリューとバレルのセットを構築します。遠心鋳造合金層バイメタル構造では 2 ~ 3 mm、内部ライナースリーブ摩耗ゾーンは交換可能である必要があります。合金層は内面のみの厚さであり、その外側はすべて構造であり、2 つの層は別々ではなく一緒に寸法設定されます。

  • 計量、圧縮、供給セクション、およびバイメタルライナー上に合金層を配置。カバレッジによって、バレルの摩耗が許容される場所が決まります。

  • 遠心鋳造により合金がバッキング チューブに融合されます。層が配置された場所に留まるかどうかは、公称厚さではなく接着品質によって決まります。

  • 7. パイプに適合するネジ:Φ20 ~ Φ500
    ネジの直径はパイプの外径とラインが保持する必要がある出力に従います。以下のマッピングは、高速 HDPE パイプラインの開始点です。のパイプとチューブの押出成形このページでは、ヘッドと下流の機器がどのように適合するかを説明します。

    HDPEパイプ外径一般的なネジ径典型的なL/D指示出力
    Φ20~63mmΦ45~60mm30~33:1120 ~ 250 kg/h
    Φ75~160mmΦ65~75mm33~38:1250 ~ 450 kg/h
    Φ200~315mmΦ90mm33~38:1550 ~ 800 kg/h
    Φ355~500mmΦ120mm36~40:1900~1,200kg/h

  • Φ315 mmを超えると、パイプヘッドの圧力降下がスクリュー設計の議論を支配し始めます。この時点で、ネジのサイズは頭に対して調整されますが、その逆ではありません。

  • 工房にある樽が逆立ちしている。ボアの真直度と真円度は、フランジが加工されるずっと前に決定され、実際にネジが回転するのはこれらの精度です。

  • 8. フィルムブローなどの高速シングルスクリュージョブ
    同じ論理が映画にも当てはまります。 HDPE または LLDPE フィルムブロー用の高速シングル スクリューは、同じ供給原理と同様の L/D を使用しますが、2 つの変更点があります。1 つはフィルムの欠陥が光学的なものであるため、より多くの混合、もう 1 つはゲージの変化が溶融温度の変化にほぼ直接従うため、より厳密な溶融温度制御です。
    ・インフレーションフィルム- 混合と溶融温度の均一性が重要です。マドックセクションを備えたバリアスクリューが一般的な構成です。
    · キャストフィルム— スクリュー直径あたりのより高い出力が達成可能であり、スクリューではなく冷却ロールが上限を設定します。
    · パイプとプロファイル— ここでは年間トン数が最も多いため、飼料セクションと摩耗保護が重要です。
    · リサイクルとペレット化- 可変のかさ密度により、送り深さが重要な寸法となり、摩耗保護はオプションではなくなります。のリサイクル造粒ビルドは参考事例です。
    · ハイフィラーコンパウンド—WPC鉱物が充填されたグレードでは、バリアスクリューと超硬で保護されたボアの両方が必要です。

    9. 高速スクリューとバレルの価格を左右するもの
    同じネジ直径に対する 2 つの見積もりは、2 倍以上異なる場合があります。違いは構造的なものであり、代替プロジェクトの情報チェックリストそれが比較を正直に保つためのものです。

    ドライバ価格への影響それがあなたに何をもたらすか
    送り部の加工(溝、冷却スロート)高いそもそも高速が使えるのかどうか
    スクリュー形状の複雑さ(バリアと混合)中~高高速での溶融品質と光学的欠陥の減少
    長さ/奥行き(33/38/40)適度要求する出力に十分な溶融長さ
    基材グレード適度適度 ねじ本体の芯強度と疲労寿命
    バレル構造(窒化 / バイメタル / 超硬)高い高いフィラー負荷および再粉砕負荷での摩耗寿命
    合金層の厚さと接合品質適度研磨義務におけるサービス間隔
    研削とホーニングの精度適度生涯にわたるクリアランスの安定性と安定した出力
    検査基準適度欠陥が工場から出荷されるかどうか
    界面加工とネジバレルのマッチング適度インストールのダウンタイムと初回実行時のスクラップ
    リードタイムと生産量変数単価ではなく、プロジェクトの総コスト

  • 10. よくある質問
    既存回線を高速化できますか?
    場合によっては、通常はスクリューではなく、バレルとギアボックスが制限となります。変換とは通常、新しいネジとそれに合わせたバレル溝付きで冷却されたフィードスロートを備え、ギアボックスとスラストベアリングが高速用に指定されているかどうかをチェックします。ネジだけを引用すると、コンバージョンが失望に変わってしまいます。
    L/D が高いほど常に出力が大きいことを意味しますか?
    いいえ、L/D は溶解と混合の長さを購入します。これにより、溶解の品質を損なうことなくスクリュー速度を上げることができます。供給セクションが固体をより高い速度で供給できない場合、余分な長さによって単に滞留時間が追加されるだけです。
    バイメタルはいつ HDPE で元が取れるのでしょうか?
    一度再研磨、フィラーまたは年間トン数が多い場合が問題となります。中程度の出力の未使用の未充填 HDPE では、正しく窒化されたバレルを使用すると、通常、オーバーホール間隔がわかります。バイメタルの議論は、原料がクリーンで一貫していなくなった瞬間に強くなります。バイメタルスクリューバレルガイド。
    注文する前にどのような測定を行う必要がありますか?
    スクリューフライト外径とバレル内径同じ軸方向の位置にあるものをペアとして扱います。それ以外のすべて (合金ファミリー、L/D、フィード設計) は仕様によって決定されます。この 1 組の読み取り値によって、仕様に応答性が生まれます。

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    パイプの範囲、保持する必要がある出力、マシンとギアボックスの詳細、現在のスクリューとバレルの測定値を送信してください。スクリューの形状、L/D およびフィード セクションの設計、バレルの構造、および 1 ペアとして見積もられる適合セットについて説明します。 PIPLL は、押出機のスクリューとバレルのメーカーΦ20~500mmまで対応。


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