Jaké faktory je třeba vzít v úvahu při určování optimální rychlosti šneku pro kónický válec se dvěma šneky?

Zpracovávaný materiál je kritickým faktorem při určování rychlosti šneku. Každý materiál, ať už se jedná o polymer, pryž nebo kompozit, má jedinečné vlastnosti, jako je viskozita, tepelná citlivost a tokové chování. Například vysoce viskózní materiály vyžadují nižší otáčky šneku, aby se zabránilo nadměrnému smyku, který by mohl způsobit degradaci materiálu nebo zvýšení teploty taveniny. Na druhou stranu materiály s nízkou viskozitou mohou tolerovat vyšší rychlosti, což umožňuje rychlejší průchodnost bez kompromisů v kvalitě. Kromě toho materiály s vlastnostmi citlivými na teplo, jako je PVC, vyžadují pečlivé řízení rychlosti, aby se zabránilo tepelné degradaci, která by mohla mít za následek změnu barvy, ztrátu mechanických vlastností nebo uvolňování škodlivých plynů.

Průchodnost neboli množství materiálu zpracovaného za jednotku času přímo ovlivňuje volbu rychlosti šneku. Vyšší požadavky na průchodnost obecně vyžadují zvýšení rychlosti šneku. To však musí být vyváženo charakteristikami zpracování materiálu. Nadměrná rychlost může způsobit špatné míchání, neúplné roztavení nebo dokonce mechanické selhání. Naopak, pokud je rychlost šneku příliš nízká, propustnost nemusí splňovat výrobní cíle, což vede k neefektivitě. Konečná rychlost by měla být bodem, ve kterém je dosaženo požadované propustnosti, aniž by byla ohrožena integrita materiálu nebo kvalita produktu.

Při určování konečné rychlosti šroubu hraje významnou roli konstrukce samotného šroubu, včetně jeho stoupání, hloubky letu a celkové geometrie. Kónické dvojité šrouby jsou navrženy tak, aby stlačovaly materiál, když se pohybuje podél válce, což pomáhá zlepšit míchání a tavení. Stoupání a hloubka závitů šneku určují, jak rychle se materiál pohybuje skrz hlaveň a jak velký smyk zažívá. Šroub s mělkým stoupáním a hlubokými lopatkami bude obecně vyžadovat jiné nastavení rychlosti ve srovnání se šroubem se strmým stoupáním a mělkými lopatkami. Aby bylo možné dosáhnout výsledků, musí návrh odpovídat vlastnostem materiálu a požadovanému výstupu.

Materiály zpracovávané v kuželovém dvoušnekovém válci mohou být citlivé na smykové síly a teplo. Vysoké rychlosti šroubů zvyšují jak smykovou rychlost, tak tvorbu třecího tepla, což může způsobit tepelnou degradaci materiálů citlivých na teplo. To může vést k problémům, jako je změna barvy, změny molekulové hmotnosti nebo uvolňování těkavých složek. U materiálů, jako jsou určité termoplasty nebo potravinářské produkty, může udržování nízké rychlosti šneku pomoci minimalizovat tato rizika a zajistit, že vlastnosti materiálu zůstanou zachovány během celého procesu. Konečná rychlost musí být dostatečně nízká, aby se zabránilo degradaci a zároveň bylo dosaženo dostatečného míchání a propustnosti.

Při určování definitivní rychlosti šneku je rozhodující účinnost systémů chlazení a ohřevu hlavně. Tyto systémy kontrolují teplotu materiálu při jeho zpracování a zabraňují přehřátí nebo nedostatečnému zahřátí. Pokud je rychlost šneku příliš vysoká, generované teplo může překročit kapacitu chladicího systému, způsobit nadměrné teploty taveniny a potenciální degradaci materiálu. Naopak, pokud jsou otáčky příliš nízké, topný systém nemusí být schopen udržet požadovanou teplotu pro zpracování, což má za následek neúplné roztavení nebo špatné promíchání. Rychlost šneku musí být v rovnováze se schopnostmi těchto systémů, aby se udržela požadovaná teplota zpracování během celého procesu vytlačování.

Rychlost šneku přímo ovlivňuje tlak v hlavni. Vyšší rychlosti typicky zvyšují tlak, který je nutný k protlačení materiálu skrz matrici a tvarování konečného produktu. Nadměrný tlak však může způsobit několik problémů, jako je opotřebení matrice, nerovnoměrný průtok nebo nestabilita materiálu. Na druhé straně nedostatečný tlak může způsobit neúplné naplnění formy a způsobit vady konečného produktu. Definitivní rychlost šneku by měla vytvářet dostatečný tlak, aby bylo zajištěno správné plnění matrice a tvorba produktu a zároveň nedošlo k nadměrnému namáhání zařízení nebo materiálu.

Kónický dvouhlavňový šroub