Español
Nguyên nhân tràn liệu ở cổng chân không máy đùn và phương pháp giải quyết của nó
Trong quá trình ép đùn, cần phải thoát khí quá trình nung chảy liệu, nếu không thải được các khí này ra thì trên bề mặt hoặc bên trong sản phẩm có thể xuất hiện các lỗi như rỗ, sủi bọt, xỉn màu trên bề mặt, có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính năng vật lý cơ học, tính năng hóa học và tính năng điện của sản phẩm. Thiết kế 1 đến 2 cửa thoát khí giữa cổng cấp liệu và đầu máy để loại bỏ hơi ẩm và các chất bay hơi khác trong vật liệu khí đùn nóng chảy. Tuy nhiên, trong trục thép thường xuyên xuất hiện một số, vấn đề thường gặp nhất là nguyên liệu tràn ra từ cổng xả, một lượng nhỏ nguyên liệu sẽ ảnh hưởng đến việc xả chất bay hơi và ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm; một lượng lớn nguyên liệu tràn ra sẽ làm tắc cổng xả và thậm chí gây dừng máy.
Nhìn chung có hai nguyên nhân khiến tràn liệu, một là thiết kế trục vít không hợp lý khiến vật liệu chảy ngược tại cửa thoát khí; hai là thiết kế cửa thoát khí không hợp lý và khí vật liệu đang nóng chảy đi qua cửa thoát khí thì bị treo. Để tìm ra nguyên nhân đầu tiên hãy kiểm tra xem vật liệu trong trục vít nhìn từ chỗ cửa thoát khí có bị chảy ngược hay không. Trong trường hợp thông thường, mức độ lấp đầy rãnh trục vít bằng vật liệu không vượt quá 50%, nếu vượt quá mức này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả thoát khí mà còn có thể làm vật liệu tràn ra khỏi cửa thoát khí; khi nhỏ hơn 50%, trục vít có thể hoạt động bình thường. Tràn liệu có thể do thiết kế không hợp lý của cửa thoát khí hoặc nguyên kiện phân luồng gây ra.
Các yếu tố ảnh hưởng và giải pháp tràn liệu
1. Nguyên tố trục vít
Trục vít thoát khí phần lớn sử dụng thiết kế nhiều tầng, ưu điểm của thiết kế này là cửa thoát khí ở áp suất bình thường, vật liệu sẽ không bị chảy ra ngoài. Máy đùn có 1 cửa thoát khí yêu cầu có 2 tầng trục vít, máy đùn có 2 cửa thoát khí yêu cầu có 3 tầng trục vít. Mỗi 1 tầng đều có đoạn áp suất thường, đoạn nén và đoạn đo, đoạn bắt đầu của tầng thứ 1 là đoạn cấp liệu ở áp suất thường, tầng thứ 2 là đoạn thoát khí ở áp suất thường, cũng chính là vị trí của cửa thoát khí. Đối với trục vít của máy đùn kiểu thoát khí thiết kế có 2 vấn đề chính: 1 là khi đạt đến đoạn thoát khí, vật liệu phải hoàn toàn được nóng chảy, để thoát phần bay hơi ra; 2 là lượng cấp liệu của trục vít bậc 2 phải lớn hơn trục vít bậc 1, để làm cho máng xít chỗ bắt đầu bậc 2 không bị đầy, như vậy thì mới có thể giữ được chỗ cửa thoát khí ở áp lực thường. Khi lượng cấp liệu của trục vít bậc 1 lớn hơn trục vít tầng 2, thì vật nóng chảy trong máy đùn sẽ bị chảy ngược. Để giải quyết vấn đề này, thì phải giảm lượng cấp liệu của bậc 1 hoặc tăng lượng cấp liệu của tầng 2.
2. Điều kiện công nghệ
Cách dễ nhất và nhanh nhất để giải quyết vấn đề tràn liệu là thay đổi các điều kiện công nghệ. Chẳng hạn như hạ nhiệt, tăng ma sát và ứng suất cắt dọc theo xi lanh thép hoặc trục vít, tăng ma sát hoặc độ nhớt dọc theo bề mặt của xi lanh thép để tăng lượng cấp liệu.
Giảm lượng cấp liệu của bậc 1 có thể thông qua các phương thức sau đây:
(1) Tăng nhiệt độ vùng 2 và 3 của xi lanh thép.
(2) Làm mát trục vít bậc 1.
(3) Sử dụng phương pháp cấp liệu đói.
(4) Điều chỉnh nhiệt độ của silo cấp liệu (yêu cầu các thí nghiệm lặp lại).
Để tăng lượng cấp liệu của bậc 2, có thể sử dụng các phương pháp sau:
(1) Giảm nhiệt độ của xi lanh thép bậc 2.
(2) Tăng nhiệt độ trục vít bậc 2.
(3) Tăng nhiệt độ đầu máy.
(4) Tăng khe hở đầu máy hoặc giảm trở lực đầu máy.
(5) Giảm số lượng lưới lọc.
(6) Sử dụng lưới lọc có khe hở tương đối lớn.
Nếu việc thay đổi các điều kiện gia công vẫn không thể giải quyết được vấn đề, thì phải áp dụng các phương pháp khác, chẳng hạn như thiết kế lại trục vít, giảm trở lực đầu máy, kéo dài trục vít và xi lanh thép, hoặc lắp một cái bơm bánh răng giữa máy đùn và đầu máy. Lắp đặt bơm bánh răng có thể giải quyết vấn đề tràn liệu, nhưng nó sẽ tốn kém hơn chi phí của một trục vít mới.
3. Cửa thoát khí
Nếu trục vít ở cửa thoát khí chỉ được lấp đầy một phần và cửa thoát khí vẫn bị tràn liệu, thì chắc chắn tồn tại vấn đề nhất định trong thiết kế của cửa thoát khí. Cửa thoát khí phải rộng hơn dòng liệu quay để đảm bảo rằng cửa thoát khí không bị tắc nghẽn do khi nung chảy. Đồng thời, độ mở của cửa thoát khí không được quá lớn, như vậy mới có thể làm giảm thời gian dừng để nóng chảy và thời gian giãn nở của dòng liệu.
Trong điều kiện thao tác thông thường, rãnh trục vít đầy một nửa và cửa thoát khí ở áp suất bình thường, trên thực tế, vẫn có áp suất trong liệu nóng chảy quay, áp suất khoảng 0,21 ~ 0,35MPa hoặc cao hơn, đủ để làm giãn nở liệu nóng chảy chỗ cửa thoát khí. Theo cách này, thiết kế cửa thoát khí phải xem xét đến độ giãn nở đàn hồi thông thường của vật liệu, nếu không thì, một phần của dòng liệu lăn sẽ bị "treo" và tích tụ ở chỗ nguyên kiện phân luồng.
Dòng liệu nóng chảy giãn ra bao nhiêu được xác định bởi thời gian nó đi qua cửa thoát khí. Thời gian ở lại lâu thì giãn nở lớn. Thời gian ở lại lại được điều khiển bởi tốc độ trục vít và kích thước của cửa thoát khí, việc tăng tốc độ trục vít có thể giảm thời gian ở lại. Đây là lý do tại sao tràn liệu khi đùn tốc độ thấp nghiêm trọng hơn đùn tốc độ cao. Tuy nhiên, độ mở của cửa thoát khí càng lớn thì thời gian ở lại càng lâu. Khi chất nóng chảy tích tụ tại cửa thoát khí, nó sẽ chặn cửa thoát khí, phương pháp giải quyết chính là thay đổi độ mở của cửa thoát khí để đáp ứng sự giãn nở thông thường chỗ cửa thoát khí. Nếu dòng liệu quay giãn nở 5 đến 10 mm, thì độ sâu của cửa thoát khí phải ít nhất là 5 đến 10 mm.
4. Nguyên kiện phân luồng cửa thoát khí
Để đưa ra một ví dụ thực tế, máy đùn trục vít đơn 150mm mới mài có cửa thoát khí bị tràn liệu nghiêm trọng khi đùn tấm ra, không thể sản xuất ra sản phẩm đạt yêu cầu. Nhân viên thao tác muốn kiểm tra tình trạng nóng chảy liệu trong máng vít chỗ cửa thoát khí, nhưng cơ bản không thể nhìn thấy trục vít, điều đó nói lên rằng thiết kế của nguyên kiện phân luồng có vấn đề lớn, công nhân thao tác không thể không lấy nguyên kiện phân luồng xuống để kiểm tra mức độ đầy vơi của máng vít. Sau khi kiểm tra thì phát hiện máng vít chỉ đầy 40%, thiết kế trục vít nói lên rằng là hợp lý.
Khi đó, trọng tâm của sự cố nằm ở nguyên kiện phân luồng. Mặc dù đây là một nhà sản xuất máy đùn nổi tiếng, nhưng thiết kế của các nguyên kiện phân luồng của nó có những sai sót nghiêm trọng. Khi kiểm tra nguyên kiện phân luồng, phát hiện cổng thoát khí không chỉ có thiết kế cửa cắt đáy giãn nở vật liệu thông thường ở bậc trên, mà còn có cửa này ở bậc dưới.
Trục vít bậc trên hoàn toàn không cần thiết kế cửa cắt đáy, mà cửa cắt đáy được thiết kế này là cực kỳ không có lợi, bởi vì nó làm tăng thời gian dừng lại chỗ cửa thoát khí chỗ bể nóng chảy, mà làm cho giãn nở của bể nóng chảy nhiều hơn, tăng thêm tích tụ của áp lực đối với vật nóng chảy chỗ cửa thoát khí. Vấn đề còn lại chính là cửa thoát khí hình chữ nhật và hình vuông bằng, hình vuông này còn khó vệ sinh hơn. Nếu nguyên kiện phân luồng thiết kế hợp lý, thì cửa thoát khí sẽ vuông góc với bán kính của xi lanh thép.
Qua phân tích ở trên, nguyên kiện phân luồng có thể được sửa chữa theo hai cách sau: Thứ nhất, lấp đầy miệng cắt đáy bậc trên bằng kim loại; thứ hai, thay đổi lỗ mở hình chữ nhật thành xuyên tâm để người vận hành có thể nhìn thấy tình trạng vật liệu nóng chảy trong trục vít. Thông qua việc cải tiến theo phương pháp trên, đã được giải quyết được vấn đề tràn liệu và sản xuất ra những sản phẩm chất lượng cao.
Kết luận
Trục vít kiểu thoát khí có tràn liệu hay không, có liên quan trực tiếp đến thiết kế của cửa thoát khí và trục vít cùng tính năng của liệu dẻo, công nghệ đùn, vì vậy nhà sản xuất khi tiến hành gia công sản xuất có sử dụng máy đùn kiểu thoát khí phải tìm hiểu rõ về tính năng của thiết bị, đặc tính resin và công nghệ gia công, mới có thể làm cho máy đùn thoát khí có thể vận hành một cách ổn định bình thường.
