¡Aparte del tornillo y el cilindro, estos componentes son igualmente importantes al elegir una extrusora!

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd. es un fabricante de equipos mecánicos con más de 30 años de experiencia en equipos de extrusión de tubos de plástico, nuevos equipos de protección ambiental y nuevos materiales. Desde su creación, Fangli se ha desarrollado en función de las demandas de los usuarios. A través de la mejora continua, investigación y desarrollo independiente en la tecnología central y digestión y absorción de tecnología avanzada y otros medios, hemos desarrollado una línea de extrusión de tuberías de PVC, una línea de extrusión de tuberías de PP-R y una línea de extrusión de tuberías de gas/suministro de agua de PE, que fue recomendada por el Ministerio de Construcción de China para reemplazar los productos importados. Hemos obtenido el título de "Marca de primera clase en la provincia de Zhejiang".

¿Cómo sueles comprar una extrusora? Requiere no sólo analizar sus propias necesidades sino también obtener un conocimiento profundo tanto del proveedor como del propio extrusor.

La mayoría de las empresas tienen una idea básica antes de comprar una nueva extrusora: si necesitan una máquina de doble husillo o de un solo husillo, y qué material necesitan producir. Dependiendo de las especificaciones del producto y el consumo de material, pueden consultar "Diámetro del tornillo frente a dimensiones de las especificaciones del producto" para seleccionar primero el diámetro del tornillo y luego determinar el modelo y las especificaciones de la extrusora en función de eso.

Una vez que se determinan el tipo y modelo de extrusora, otra consideración importante es cómo elegir un fabricante de equipos. Esto se puede evaluar desde varios ángulos, como la calidad del producto y el servicio posventa.

Velocidad del tornillo

Este es el factor más crítico que afecta la capacidad de producción de una extrusora. La velocidad del tornillo no solo aumenta la velocidad de extrusión y la tasa de salida del material sino que, lo que es más importante, garantiza una buena plastificación y al mismo tiempo logra un alto rendimiento.

En el pasado, el método principal para aumentar la producción de la extrusora era aumentar el diámetro del tornillo. Si bien un diámetro de tornillo mayor aumenta la cantidad de material extruido por unidad de tiempo, una extrusora no es un simple transportador de tornillo. El tornillo no sólo debe transportar el material sino también comprimir, mezclar y cizallar el plástico para lograr la plastificación. Con la velocidad del tornillo sin cambios, un tornillo de gran diámetro con tramos profundos tiene una acción de mezcla y corte menos efectiva sobre el material en comparación con un tornillo de menor diámetro.

Por lo tanto, las extrusoras modernas aumentan principalmente la capacidad de producción aumentando la velocidad del tornillo. Para las extrusoras ordinarias, las velocidades de los tornillos tradicionales oscilaban entre 60 y 90 rpm (revoluciones por minuto, lo mismo a continuación). Ahora, las velocidades generalmente aumentan a 100-120 rpm. Las extrusoras de mayor velocidad alcanzan de 150 a 180 rpm.

Aumentar la velocidad del tornillo sin cambiar el diámetro del tornillo aumenta el torque sobre el tornillo. Cuando el par alcanza un cierto nivel, existe el riesgo de que el tornillo se tuerza y ​​se rompa. Sin embargo, al mejorar el material del tornillo y los procesos de fabricación, diseñar una estructura de tornillo racional, acortar la longitud de la sección de alimentación, aumentar la velocidad del flujo del material y reducir la resistencia a la extrusión, se puede reducir el torque y mejorar la capacidad de carga del tornillo. Diseñar el tornillo más óptimo para maximizar la velocidad dentro de su capacidad de carga requiere que los profesionales realicen pruebas exhaustivas.

Estructura de tornillo

La estructura del tornillo es un factor importante que influye en la capacidad del extrusor. Sin una estructura de tornillo racional, simplemente intentar aumentar la velocidad del tornillo para aumentar la producción va en contra de las leyes objetivas y no tendrá éxito.

El diseño de tornillo de alta velocidad y alta eficiencia se basa en altas velocidades de rotación. Este tipo de tornillo puede tener un peor efecto de plastificación a bajas velocidades, pero a medida que aumenta la velocidad, la plastificación mejora gradualmente, alcanzando su efecto óptimo a la velocidad diseñada. Esto logra tanto un mayor rendimiento como una plastificación calificada.

Estructura de barril

Las mejoras en la estructura del barril implican principalmente mejorar el control de la temperatura en la sección de alimentación y establecer ranuras de alimentación. Esta sección de alimentación independiente es esencialmente una camisa de agua de longitud completa, cuya temperatura se controla mediante dispositivos de control electrónicos avanzados.

La idoneidad de la temperatura de la camisa de agua es crucial para el funcionamiento estable y la extrusión eficiente de la extrusora. Si la temperatura de la camisa de agua es demasiado alta, la materia prima puede ablandarse prematuramente e incluso la superficie de los gránulos puede derretirse, lo que reduce la fricción entre el material y la pared del barril, disminuyendo así el empuje y la producción de extrusión. Sin embargo, la temperatura tampoco puede ser demasiado baja. Un cañón excesivamente frío aumenta la resistencia a la rotación del tornillo; cuando esto excede la capacidad de carga del motor, puede causar dificultades para arrancar el motor o velocidad inestable. La utilización de sensores avanzados y tecnología de control para monitorear y controlar la camisa de agua del extrusor permite que la temperatura se mantenga automáticamente dentro del rango óptimo de parámetros del proceso.

Reductor de engranajes

Suponiendo que la estructura básica sea similar, el costo de fabricación de un reductor de engranajes es aproximadamente proporcional a sus dimensiones externas y su peso. Un reductor más grande y pesado significa que se consume más material durante la fabricación y se utilizan rodamientos más grandes, lo que aumenta los costos de producción.

Para extrusoras con el mismo diámetro de tornillo, las extrusoras de alta velocidad y alta eficiencia consumen más energía que las convencionales. Duplicar la potencia del motor requiere el uso de un tamaño de marco de reductor más grande. Sin embargo, una mayor velocidad del tornillo significa una menor relación de reducción. Para reductores del mismo tamaño, uno con una relación de reducción más baja en comparación con uno con una relación más alta tiene módulos de engranajes más grandes y una mayor capacidad de carga. Por lo tanto, el aumento en el volumen y el peso del reductor no es linealmente proporcional al aumento en la potencia del motor. Si utilizamos la producción como denominador dividido por el peso del reductor, las extrusoras de alta velocidad y alta eficiencia producen un número menor, mientras que las extrusoras ordinarias producen un número mayor.

Calculado por unidad de producción, la menor potencia del motor y el peso reductor de las extrusoras de alta velocidad y alta eficiencia significan que su costo de fabricación por unidad de producción es menor que el de las extrusoras comunes.

Impulsión del motor

Para extrusoras con el mismo diámetro de tornillo, las extrusoras de alta velocidad y alta eficiencia consumen más energía que las convencionales, por lo que es necesario aumentar la potencia del motor. Una extrusora 65 de alta velocidad requiere un motor de 55 kW a 75 kW. Una extrusora 75 de alta velocidad requiere un motor de 90 kW a 100 kW. Una extrusora 90 de alta velocidad requiere un motor de 150 kW a 200 kW. Esto es de una a dos veces la potencia del motor configurada en extrusoras normales.

Durante el funcionamiento normal del extrusor, el sistema de accionamiento del motor y los sistemas de calefacción/refrigeración funcionan continuamente. El consumo de energía del motor, la caja de cambios y otras partes de la transmisión representa el 77% del consumo energético total de la máquina; la calefacción y la refrigeración representan el 22,8%; y la instrumentación y componentes eléctricos representan el 0,8%.

Podría parecer que una extrusora con el mismo diámetro de tornillo equipada con un motor más grande consume más electricidad. Sin embargo, calculadas en función de la producción, las extrusoras de alta velocidad y alta eficiencia son más eficientes energéticamente que las convencionales. Por ejemplo, una extrusora normal de 90 con un motor de 75 kW y una potencia de 180 kg consume 0,42 kWh de electricidad por kilogramo de material extruido. Una extrusora 90 de alta velocidad y alta eficiencia con una potencia de 600 kg y un motor de 150 kW consume sólo 0,25 kWh por kilogramo, lo que supone sólo el 60% del consumo de energía por unidad de producción de la primera, lo que supone un importante ahorro energético. Esta comparación sólo considera el consumo de energía del motor. Si también consideramos la electricidad utilizada por calentadores, ventiladores y otros dispositivos del extrusor, la diferencia en el consumo de energía es aún mayor. Las extrusoras con diámetros de tornillo más grandes requieren calentadores más grandes y tienen mayores áreas de disipación de calor. Por lo tanto, para dos extrusoras con la misma capacidad de producción, la nueva extrusora de alta velocidad y alta eficiencia tiene un cilindro más pequeño y el consumo de energía del calentador es menor que el de una extrusora de tornillo grande tradicional, lo que resulta también en un considerable ahorro de electricidad en calefacción.

En cuanto a la potencia del calentador, las extrusoras de alta velocidad y alta eficiencia en comparación con las extrusoras comunes con el mismo diámetro de tornillo no requieren una mayor potencia del calentador a pesar de una mayor producción. Esto se debe a que el calentador del extrusor consume principalmente electricidad durante la etapa de precalentamiento. Durante la producción normal, el calor para fundir el material proviene principalmente de la conversión de la energía eléctrica del motor. El ciclo de trabajo del calentador es muy bajo, por lo que su consumo eléctrico no es significativo. Esto es aún más evidente en las extrusoras de alta velocidad.

Antes de que la tecnología inversora se aplicara ampliamente, las extrusoras tradicionales con grandes producciones generalmente usaban motores de CC y controladores de motor de CC. Anteriormente se creía que los motores de CC tenían mejores características de potencia y un rango de regulación de velocidad más amplio que los motores de CA, ofreciendo un funcionamiento más estable en rangos de baja velocidad. Además, los inversores de alta potencia eran relativamente caros, lo que limitaba su aplicación.

En los últimos años, la tecnología de inversores se ha desarrollado rápidamente. Los inversores de tipo vectorial logran un control sin sensores de la velocidad y el par del motor, con mejoras significativas en las características de baja frecuencia, y sus precios han bajado considerablemente. En comparación con los controladores de motores de CC, la mayor ventaja de los inversores es el ahorro de energía. Hacen que el consumo de energía sea proporcional a la carga del motor: el consumo aumenta con una carga pesada y disminuye automáticamente con una carga ligera. Los beneficios de ahorro de energía a largo plazo son muy significativos.

Medidas de amortiguación de vibraciones

Las extrusoras de alta velocidad son propensas a vibrar. La vibración excesiva es muy perjudicial para el funcionamiento normal del equipo y la vida útil de los componentes. Por lo tanto, se deben tomar múltiples medidas para reducir la vibración del extrusor y mejorar la vida útil del equipo.

Las partes de una extrusora más susceptibles a la vibración son el eje del motor y el eje de alta velocidad del reductor de engranajes. En primer lugar, las extrusoras de alta velocidad deben estar equipadas con motores y reductores de engranajes de alta calidad para evitar que el rotor del motor o el eje de alta velocidad del reductor se conviertan en fuentes de vibración. En segundo lugar, se debe diseñar un buen sistema de transmisión. Prestar atención a mejorar la rigidez y el peso del marco, así como la calidad del mecanizado y montaje, también son aspectos importantes para reducir la vibración del extrusor. Se puede utilizar una buena extrusora sin estar fijada con pernos de anclaje y básicamente no tendrá vibraciones. Esto depende de que el marco tenga suficiente rigidez y peso propio. Además, se debe fortalecer el control de calidad en el mecanizado y montaje de diversos componentes. Por ejemplo, controlar el paralelismo de los planos superior e inferior del marco durante el mecanizado, la perpendicularidad de la superficie de montaje del reductor al plano del marco, etc. Durante el ensamblaje, es crucial medir cuidadosamente las alturas del motor y del eje del reductor, preparar estrictamente los bloques de cuñas del reductor para asegurar la alineación concéntrica entre el eje del motor y el eje de entrada del reductor, y garantizar que la superficie de montaje del reductor sea perpendicular al plano del marco.

Instrumentos y medidores

La operación de producción de extrusión es esencialmente una "caja negra"; es imposible ver el interior directamente, por lo que dependemos de instrumentos y medidores para obtener información. Por lo tanto, los instrumentos y medidores precisos, inteligentes y fáciles de operar nos permiten comprender mejor las condiciones internas, lo que permite lograr mejores y más rápidos resultados de producción.

Si necesita más información, Ningbo Fangli Technology Co., Ltd. agradece su consulta. Le proporcionaremos orientación técnica profesional o sugerencias para la adquisición de equipos.