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L/D 比と圧縮比: ネジの図面上の 2 つの数値が実際に決めるもの
2 つのサプライヤーが同じマシンに対して異なる数値を引用しており、議論は通常、間違った数値について行われます。 L/D 比と圧縮比は、溶融能力とスクリューがポリマーにどの程度の強さで作用するかを設定します。図面上のその他すべては結果です。
L/D比・スクリュー圧縮比・シングルスクリュー設計・押出機スクリュー仕様
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1. 図面の大部分は 2 つの数字で決まります
ねじの図面は主に、直径、長さ、半径、公差などの寸法です。これらの数値のうち 2 つは、残りのすべてを合わせたものよりも大きな働きをします。L/D 比と圧縮比です。これは、これらの数値の間で、スクリューの溶融能力と、ポリマーがそこに到達するまでにどれだけの労力を費やすかを設定するためです。それ以外はすべて結果です。
それはどんな場合でも当てはまりますシングルスクリューバレル同じマシンの 2 つの見積もりが、内部的には一貫しているにもかかわらず、非常に異なって見えるのはこのためです。 2 つの数値が単独で一致しないことはほとんどありません。異なるのは、各サプライヤーがコンパウンドとラインに関して行った仮定です。
- L/D は、直径に対する作業面の長さを設定します。
- 圧縮率は、供給から計量までにチャネル容積がどの程度縮小するかを設定します。
- どちらの数値も、それ自体ではネジが良好かどうかを判断するものではありません。
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重要な洞察
L/D と圧縮率は、品質ではなく容量と作業を表します。適切に適合した 25:1 ネジは、通常、適合性の悪い 33:1 ネジよりも優れたパフォーマンスを発揮し、ランニングコストが低くなります。 -
番号 実際に定義されるもの 定義されていないもの 図面上で確認する方法 L/D 直径に対するフライト長さ: 溶融能力と滞留時間 混合品質、圧縮性、または耐摩耗性 フライト長を測定し、測定された外径ではなく、公称直径で割ります。 圧縮率 供給端のチャネル深さを計量端のチャネル深さで割った値 圧縮が発生する場所、または急激な圧縮 両方のチャネル深さを読み取るか、ルート直径と OD から導き出します。 -
2. L/D: 購入できる長さとその価格
L/D は、有効フライト長を呼び径で割ったものです。これは、ポリマーがどれだけのバレルを通過する必要があるかを正規化された尺度であるため、実際には、溶融能力、混合機会、滞留時間、つまり通常 1 つとして説明される 3 つのことについての記述となります。
コスト面は通常、話題から外されます。 L/D が増加するたびに、バレルの長さ、ヒーターゾーン、床面積、駆動トルク要件が追加され、滞留時間が追加されます。熱的に安定なポリオレフィンの場合PEそれは無料に近いものです。リジッドについてPVC熱劣化活性化エネルギーが低く、材料の熱伝導性が低い場合はその逆です。長さが長いほど、その温度での時間が長くなり、プロセスウィンドウが狭くなります。
実際の結果として、L/D はマシン サイズごとではなく、化合物ごとに選択されます。のPE ネジの設計と温度ガイドそしてPEパイプバレルどちらもその仮定に基づいて機能し、同じ直径で異なる役割に応じて異なる長さに達します。
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ネジがずらっと並んでいます。フライトの長さは、ねじの役割を果たす部分です。シャンクとドライブエンドにより機械の長さは増加しますが、溶解能力はありません。
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3. 圧縮比は圧力比ではなく体積比です。
これは最も一般的な誤読であり、実際の仕様引数の原因となります。圧縮率は、供給端のチャネル深さと計量端のチャネル深さを比較します。チャネルはほぼ一定の幅の螺旋状の溝であるため、深さの比率は体積の比率として扱うことができますが、スクリューは比率によって圧力を高めません。圧力は、ダイ、スクリーン パック、およびそれらに対抗する計量セクションのポンプ機能から発生します。
- 比率が高いほど、固体床が溶けるにつれてより強く絞られることを意味します
- マシンのヘッド圧力が増加するという意味ではありません
- これはせん断加熱が増えることを意味し、熱に弱いグレードではコストがかかります。
2 つのスクリューは 3:1 の圧縮比を共有し、一方は 15 直径を超えて徐々に圧縮し、もう一方は 4 直径を超えて圧縮するため、同じように動作することはありません。比率は概要です。プロフィールはデザインです。だからこそ、図面のレビューは仕様の比較より価値があり、ネジの形状と潤滑剤のマッチングnote は、単一の数値よりも、何が行動を変えるかを理解するための優れたガイドです。
重要な洞察
両端のチャネルの深さと、遷移が発生する長さを求めます。比率しか教えてくれないサプライヤーは、ネジが何をするのかを教えてくれません。 -
4. 公表されている範囲の内容と、その範囲が一致しない理由
公開されている「典型的な」値の表は出発点であり、それ以上のものではありません。なぜなら、それらはさまざまなマシン集団から派生しているからです。硬質 PVC は、ある表では 1.5 ～ 2.0:1 として表示され、別の表では 2.0 ～ 2.5:1 として表示されます。 PE は 2.5:1 ～ 4.0:1 の範囲で表示されます。意見の相違はだらしなさではありません。これは、スクリューの直径、供給口の設計、ダイの抵抗、および著者が劣化についてどれだけ保守的であるかの違いを反映しています。
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コンパウンド別の代表的な圧縮率。範囲が重複しているのは、それらが異なるマシン集団からのものであるためです。仕様としてではなく、会話の開始点として扱います。
コンパウンド 典型的なL/D 一般的な圧縮率 何が選択の原動力となるのか 硬質PVC 20～24:1 1.5～2.5:1 熱感受性が支配的です。せん断時間と滞留時間を低く保つ 軟質PVC 24～28:1 3.0～3.5:1 可塑剤耐性により、より多くの作業が可能になります。より低い溶融粘度 PE/PP 24～30:1 2.5～4.0:1 熱的に安定、結晶質。コンプレッションを受けてより激しく混合することができます ABS / PC 24～28:1 1.8～2.5:1 非晶質、粘性。控えめな圧縮、低せん断での良好な混合 PA/PBT、ガラス入り 22～30:1 3.0～4.5:1 シャープな融解転移と吸湿性。通気はL/Dと同じくらい重要です そのテーブル内の 2 つの行は分離する必要があります。硬質 PVC と可塑化 PVC は通常、1 つの化合物として説明されますが、次のようなものではありません。硬質PVCと軟質PVCの違い圧縮比が 1 ポイント以上変化するため、1 つのバレルが両方の役割を果たすことができません。
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5. より高い圧縮率がアップグレードではない理由
より多くの圧縮はより良い溶解を意味するため、より多くの方が良いに違いないという考えが根強くあります。実際には、比率はフィードのかさ密度とポリマーの熱感受性に一致するように選択され、その点を超えると求めていないせん断加熱が発生します。
- 低すぎる:固体層が圧縮されていない、溶解が不完全、出力が急上昇している
- 高すぎる：溶融物は移行ゾーンで過熱し、PVC では混合が改善されるのではなく劣化を意味します。
- 右：ポリマーが溶けるにつれて、チャネルの体積は密度の変化とほぼ同調して収縮します。
比率の不一致の症状は、通常、サージ、ゲル、黒い斑点、不安定な圧力など、別のものとして解釈されます。のサージ診断ほとんどの人はここから始めますが、誰かがまたひどい質問をする前に行う価値があります。
より多くの圧縮が真の解決策である場合が 1 つありますが、それは「より良く溶ける」わけではありません。これは、計量セクションがそれを押し通すことができる必要がある、高いダイ抵抗または厳しく制限されたスクリーン パックに対して機能するネジです。のバリアネジの比較では、そのロジックがどこに当てはまるのか、またバリア設計が生の圧縮よりも優れた機能を発揮する箇所を示します。
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6. 滞在時間：L/Dが隠すコスト
滞留時間は L/D の残りの半分であり、色の切り替え、パージ消費、劣化リスクを決定するのは残りの半分です。同じ出力でスクリューが長いほど、より多くの材料をより長く保持できます。スクリューが長いほど、同じ出力を維持するためにより速く回転しますが、保持する力は少なくなりますが、より強力に剪断されます。どちらも無料ではありません。
- 熱に弱い化合物: 滞留時間の短縮は、追加の混合能力よりも価値があります。
- 頻繁な色やグレードの変更: 長いネジに固定されている材料は、変更のたびに廃棄されます。
- 強化されたコンパウンド: 温度と高せん断での滞留時間が長くなり、劣化の問題だけでなく繊維長の問題も発生します
これが、同じ用途で 1 段スクリューが 20 ～ 30:1 で動作するのではなく、ベント付き 2 段スクリューが通常 28 ～ 33:1 で動作する理由です。余分な長さは、ミックスを良くするためにあるのではありません。 2 つの圧力上昇セクションの間に減圧および通気ゾーンを取り付けるためにあります。の二軸スクリュー滞留時間の計算は、数値が異なる動作をする双子に対して同じ算術を実行します。
滞留時間によって、グレード変更時にどれだけの資材がドアから外に出されるかも決まりますが、これはほとんどの L/D 会話で完全に無視されるコストです。のパージおよび切り替えガイドそれを設計変数として扱い、サービス間隔のベンチマーク同じ計算の残りの半分を入力します。
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7. 周速：図面にない限界
同じ L/D および同じ圧縮比の 2 つのスクリューは、完全に異なる出力上限を持つ可能性があります。これは、使用時の制限変数は通常、比率ではなく、飛行先端の表面速度であるためです。これは直径と rpm によって設定され、実際にポリマーが受けるせん断熱の量を決定します。
これが、背後にある設計ロジック全体です。高速シングル押出機スクリューバレル: 直径が小さいほど、同じ表面速度制限内でより速く回転できるため、短いスクリューからより多くの生産量が得られます。のHDPEパイプケース混合ではなく生産量が制約となっている場合の取引がどのようになるかを示しています。
- 一般的な使用限界は、硬質 PVC の場合は約 0.3 ～ 0.4 m/s、PE および PP の場合は 0.5 ～ 0.7 m/s です。
- 直径が大きくなると、回転数が低くなると限界に達するため、直径キャップの出力は長さと同じになります。
- したがって、L/D と比だけで指定されるねじは、紙の上では正しくても、ライン上では間違っている可能性があります。
重要な洞察
2 つの見積もりを比較する場合は、L/D を比較する前に、実行中の rpm で周速度を比較してください。最初の数字は、出力の違いのほとんどを説明します。同じ算術で、同じ直径のパイプラインとフィルムラインがスクリューを共有することがほとんどない理由が説明されます。 rpm あたりの出力は表面速度制限によって設定され、高速HDPEパイプ出力ケースは、キログラム/時を要約した場合に、そのロジックがどこまで拡張されるかを示しています。
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発送ラックのネジ。フライト外径、チャネル深さ、およびフライト長さは、図面が作成されたことを確認する 3 つの測定値であり、モデルから推測されるのではなく、完成した部品で測定されます。
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8. ツインスクリューには同じ意味での圧縮比はありません
でコニカルツインまたはパラレルツイン機械では、作業面は 1 つのビレットから切り出すのではなく、要素から構築されます。圧縮は一連の搬送要素と混練要素によって生成されるため、単一の圧縮率を引用することはよく言えば近似であり、最悪の場合誤解を招くことになります。
- L/D は引き続き適用されます。これはプロセスセクションの使用可能な長さです。
- 圧縮は要素の構成の関数であり、深さの比率ではありません
- 同一の L/D を持つ 2 台の機械は、まったく異なる溶融挙動を示す可能性があります
PVC パイプおよびプロファイル ラインの場合は、ここでパラレルツインPVCガイドそしてツインの主なタイプは4つ比較は、どの比率表よりも効果的です。単ネジ側の場合、単一ネジの範囲番号順ではなくアプリケーション別に編成されています。
複合ラインでは、深さの比率ではなく要素の順序によって同等の決定が行われます。構成メモの複合化それを同じ用語で説明します。つまり、材料が特定の長さの終わりまでに何を実行できなければならないかです。
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9. 既存のネジを読む
交換が目的の場合、誰かに連絡する前にできる最も役立つことは、目の前のネジを測定することです。 4 つの測定値は、議論するのに十分なほどよく仕様を再構成します。また、1 年後の同じ測定値で形状の移動速度がわかるため、これらの測定値は摩耗記録としても役立ちます。の非分解摩耗チェックプロセスシグナルをいつ摂取すべきかを知らせるプロセスシグナルについて説明します。
測定 摂取方法 それがあなたに与えるもの フライト長と外径 最初のフルフライトからスクリュー先端まで、およびいくつかの点でのフライト外径 L/D — 同時に OD の摩耗も発生します 溝の深さ、送り端 最初の完全回転時のルート直径から外径まで 圧縮率の分子 チャンネル深さ、計測端 同じ方法で、先端前の最後の 3 ターンで 分母 — 最もよく推測される数値 遷移の長さ 深さが変化するターン数 圧縮が段階的か急激か、比率によって隠蔽される 調査自体に関する 2 つの実践的なメモ。マシンが独自のものである場合、OEM 図面から構築された交換品通常、摩耗した部品からプロファイルをリバースエンジニアリングするよりも高速です。交換者が確認する必要がある詳細最も頻繁に間違って返されるものです。
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紙ラベルが付いた状態で倉庫にラックに並べられたバレルとネジの部品。部品とともに保持される寸法記録により、次の仕様が推測ではなく計算になります。
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10. お問い合わせ内容について
有益な答えが得られる L/D および比率の調査には、マシン、化合物、ターゲットがこの順序で含まれています。の完全なチェックリスト長いです。これはサプライヤーが推測ではなく設計できる最小限の値です。
- ネジ径、既存L/D、機械メーカー・機種
- 樹脂の種類とグレード、およびフィラーまたは強化材とその割合
- 目標出力、稼働スクリュー速度、現在の溶融温度
- 既存のネジを交換する場合は、セクション 9 の 4 つの測定値
- 今日のラインの悪い影響: 出力、ミキシング、劣化、切り替え時間
最後の行は見た目よりも重要です。同じマシンでも、より長いスクリュー、異なる圧縮プロファイル、または単に摩耗した部品の交換が必要になる場合があり、どれが正しいかは症状によって異なります。あカスタムスクリューとバレルレビューは、ジオメトリを変更する必要がある場合のルートです。の交換ガイドそうでない場合の決定をカバーします。製造工程そして容量ページ何をどれくらい早く構築するのが現実的かを設定します。ピプルは図面または測定された寸法に基づいてこれらを構築するため、どちらのルートも同じ場所で終了します。
閉店注意事項が 1 つあります。 L/D と圧縮比は見積もり間で簡単に比較できるため、過大評価されやすくなります。ネジが機能するかどうかを実際に決定する仕様は、形状、合金、フィット感の組み合わせです。シングルとツインの比較そしてPE/PP/PVC 選択メモどちらもテーブルではなくアプリケーションから開始します。その理由は次のとおりです。フィードスロート設計同じバレル長でも効果的な答えを変えることができます。
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よくある質問
L/D が高いほどミキシングには常に優れていますか?いいえ、長さを増やすと滞留時間とせん断履歴が追加されます。熱に弱い樹脂の場合、通常、短くて正確な形状のスクリューを使用すると、長い汎用スクリューよりもきれいな溶融が得られ、劣化が少なくなります。同じ圧縮比の 2 つのネジが異なる動作をすることはありますか?はい。この比率は、供給チャネルの深さと計量チャネルの深さのみを比較します。遷移ゾーンの長さと深さの変化率は、固体層がどのように圧縮されるか、どの程度のせん断熱が発生するかを制御します。公開されている圧縮率の表が一致しないのはなぜですか?これらは、さまざまな機械の母集団、フィードスロートの設計、劣化に関する保守主義から抽出されています。公開された範囲は仕様ではなく、会話のきっかけとして扱います。交換を依頼する前に、既存のネジの何を測定する必要がありますか?フライト長と外径、フィード端のチャネルの深さ、計量端のチャネルの深さ、および深さが変化するターン数。これら 4 つの数値は、L/D と実際の圧縮プロファイルを再構築します。二軸押出機には圧縮比がありますか?同じ意味ではありません。圧縮は、単一のチャネル深さの比によってではなく、一連の搬送エレメントと混練エレメントによって生成されます。 L/D は使用可能なプロセス長として引き続き適用されます。 -
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