II. Máy đùn trục vít 1 Phân loạ
2. Cấu tạo máy đùn trục vít a Cửa nạp liệu
Cửa nạp liệu cĩ thể cĩ tiết diện trịn, oval, chữ nhật hoặc vuơng, thành dứng, xiên, tiếp xúc .. Sau đây là một số ví dụ về cửa nạp liệu:
Chiều dài của cửa nạp liệu khơng được bé hơn kích thước của 1 bước vít.
b. Trục vít
Đây là bộ phận chính của máy, quay trong xi lanh, nhiệm vụ của nĩ là làm một bộ phận tiếp nhận nguyên liệu tại cửa nạp liệu, tải đến vùng nhựa hố, tạo ma sát trượt để nhựa
Nguyên liệu trong vít cĩ thể chia làm 3 vùng:
- Vùng vận chuyển hạt rắn: Nguyên liệu ở dạng hạt rắn trong vùng này.
- Vùng nhựa hĩa (vùng nén): Nguyên liệu ở dạng bột nhão, gồm hỗn hợp lẫn lộn polymer nĩng chảy và các hạt rắn.
- Vùng phối liệu (vùng đo lường): Nguyên liệu ở vùng này ở dạng chảy nhớt.
Như vậy, khi di chuyển từ của nạp liệu đến đầu tạo hình, khối lượng riêng của nhựa thay đổi liên tục và do đĩ vít cần phải cĩ một hệ số nén nào đĩ. Để thực hiện điều này cĩ thể thực hiện một trong các giải pháp sau:
- Thay đổi bề sâu rãnh vít - Thay đổi bước răng vít
- Kết hợp cả 2 phương pháp trên
Xét về mặt cơ học thì trục vít cĩ bề sâu rãnh vít khơng đổi bền hơn. Trái lại, xét về mặt thiết kế chế tạo và tính năng kỹ thuật thì vít cĩ bước răng khơng đổi ổn định hơn vì khi thay đổi bước răng sẽ đưa đến sự thay đổi gĩc xoắn. Từ đĩ kéo theo sự thay đổi đáng kể một loạt các thơng số kỹ thuật khác ngồi việc khĩ khăn khi chế tạo.
Các thơng số cơ bản của trục vít: L: Chiều dài
D: Đường kính
t: bước vít (thường t = D)
ϕ: Gĩc ngiêng cánh vít h1, h2: Chiều sâu của rãng vít h: bề rộng rãnh vít (w)
e: Bề dày cánh vít (e = 0,1D)
Một trong những thơng số hình học cĩ ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm là chiều dài trục vít vì nĩ ảnh hưởng đến thời gian lưu của nguyên liệu trong máy. Tuỳ theo mục đích sử dụng, chiều dài của vít thay đổi trên một khoảng rộng. Để gia cơng cao su thì tỷ lệ =3÷4
DL L
, cịn để gia cơng nhựa nhiệt dẻo thì tỷ lệ này lên đến 15 ÷ 20.
Chiều dài của các vùng phân chia trên trục vít tuy cĩ tính quy ước nhưng rất quan trọng nhất là chiều dài vùng phối liệu. Nếu chiều dài vùng phối liệu (metering section) ngắn sẽ rất biến động (trong vùng làm việc) ở nhiệt độ và áp suất, năng suất thay đổi nhiều. Trái lại, máy cĩ chiều dài vùng phối liệu lớn các thơng số trên sẽ ổn định hơn, đồng thời áp suất cũng lớn hơn.
Để tăng độ nhuyễn, độ đồng nhất cho chất dẻo, người ta cũng cĩ thể sử dụng các trục vít đặc biệt.
Trục vít thường được chế tạo bằng thép khơng gỉ, cĩ độ cứng cao và hệ số ma sát đối với nguyên liệu phải bé vì một trong những yếu tố đảm bảo năng suất cao là hệ số ma sát của trục vít đối với polymer phải bé hơn của xi lanh đối với polymer. Bề cao của răng vít được tính tốn đủ để đảm bảo độ bền của trục vít và độ ổn định của dịng chảy. Chiều cao này khơng vượt quá 0,1 lần bề rộng rãnh vít. Một số giá trị bề cao rãnh vít như sau:
Tỷ lệ L/D 15 20 25 30
Bề cao răng vít (mm) 4 ÷ 4,5 4,5 ÷ 5,3 5,6 ÷ 6 5,5, ÷ 6,5 Các vít đùn thường được gia cơng với hệ số nén ép từ 1,5/1 đến 4/1 (là tỷ số giữa thể tích của phần đầu vùng nạp liệu chia cho thể tích vùng đo lường, được xác định bằng cách chia chiều sâu rãnh vít ở 2 vùng tương ứng) để đảm bảo khơng khí bị loại ra hồn tồn. Những dạng vật liệu cĩ sự kết khối càng kém (bột...) thì sử dụng trục vít cĩ tỷ số nén càng cao. Sau đây là một số thơng số cơ bản cuả trục vít khi sử dụng cho các loại nhựa khác nhau:
.
c. Xi lanh
Là một ống hình trụ, thường được chế tạo 2 lớp, lớp ngồi chịu lực, lớp trong chịu ma sát và ăn mịn và cĩ thể thay thế dễ dàng.
Tuỳ theo cách đốt nĩng, lớp ngồi cĩ thể cĩ 1 hay 2 vỏ. Những máy dùng để gia cơng cao su thường cĩ 2 vỏ để cĩ thể gia nhiệt bằng hơi nước hoặc tác nhân hỏi nhiệt khác, vì địi hỏi nhiệt độ khơng cao nhưng yêu cầu kiểm sốt nhiệt chặc chẽ. Đối với gia cơng chất dẻo, vỏ ngồi thường 1 lớp được đốt nĩng bằng điện trở hoặc điện cảm ứng từ vì yêu cầu nhiệt rất cao.
Giữa xi lanh và đầu cánh vít cĩ khe hở rất nhỏ vì thế xi lanh và trục vít khơng tiếp úc với nhau. Trong quá trình quay, thực tế trục vít "bơi" trong khối chất dẻo nĩng chảy.
Để tăng năng suất vận chuyển, vật liệu của máy đùn trên đoạn nạp liệu người ta độ cơn và các rãnh (độ cơn cĩ tác dụng tăng khối lượng vật liệu được nạp cịn các rãnh ngăn cản sự quay quẩn của vật liệu. Chiều dài của các rãnh khoảng