Wie wirkt sich die Änderung des Spiralwinkels des konischen Schneckenzylinders auf den Extrusionsdruck und die Temperaturverteilung aus?

Konischer Schneckenzylinder ist eine Schlüsselausrüstung in der Kunststoffextrusionsindustrie. Änderungen seines Spiralwinkels haben erhebliche Auswirkungen auf die Verteilung des Extrusionsdrucks und der Temperatur.
1. Auswirkung auf den Extrusionsdruck
Erhöhter Spiralwinkel
Wenn der Steigungswinkel der konischen Schnecke zunimmt, bewegt sich das Material schneller in der Schnecke. Dies liegt daran, dass ein größerer Spiralwinkel eine größere axiale Komponente liefert, wodurch sich das Material schneller axial entlang der Schnecke bewegen kann. Dieser schnelle Vorschub führt jedoch auch zu einer Verringerung des Füllgrades des Materials im Zylinder, was zu einer relativ geringeren Reibung zwischen dem Material und der Schnecke und der Zylinderwand führt. In diesem Fall wird der Extrusionsdruck reduziert. Da der Extrusionsdruck hauptsächlich von der Reaktionskraft herrührt, die durch Scherung und Reibung des Materials zwischen Schnecke und Zylinder erzeugt wird, nimmt die Reibungskraft ab und der Druck nimmt entsprechend ab.
Der Helixwinkel nimmt ab
Im Gegenteil, wenn der Spiralwinkel kleiner wird, verlangsamt sich die axiale Vorschubgeschwindigkeit des Materials. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verweildauer des Materials im Schneckenkanal länger, der Füllgrad steigt und die Reibung zwischen dem Material und der Schnecken- und Zylinderwand nimmt zu. Dies führt zu einer Erhöhung des Extrusionsdrucks. Darüber hinaus wird der Fließweg des Materials im Schneckenkanal durch einen kleineren Spiralwinkel gewundener, die Scherwirkung des Materials erhöht und der Extrusionsdruck weiter erhöht.
2. Einfluss auf die Temperaturverteilung
Erhöhter Spiralwinkel
Mit zunehmendem Steigungswinkel verkürzt sich die Verweilzeit des Materials in der Schnecke. Da die Kontaktzeit des Materials mit der Schnecken- und Zylinderwand verkürzt wird, verkürzt sich entsprechend auch die Zeit für die Wärmeübertragung. Daher wird im vorderen Bereich der Schnecke der Temperaturanstieg des Materials geringer sein. Allerdings kann es am Ende des Zylinders aufgrund der schnellen Extrusion des Materials zu einem lokalen Wärmestau kommen, der zu einem leichten Temperaturanstieg am Auslass führt, die Gesamttemperaturverteilung ist jedoch relativ flach.
Der Helixwinkel nimmt ab
Mit abnehmendem Steigungswinkel erhöht sich die Verweilzeit des Materials in der Schnecke. Dadurch hat das Material mehr Zeit, Wärme mit der Schnecken- und Zylinderwand auszutauschen, und die Wärme kann vollständiger auf das Material übertragen werden. Im mittleren und vorderen Bereich der Schnecke steigt die Temperatur des Materials allmählich an. Gleichzeitig nimmt aufgrund der verstärkten Scherwirkung des Materials auch die durch Scherwärme erzeugte Wärme zu, wodurch die Temperaturverteilung im gesamten Schneckenkanal vom Einlass zum Auslass hin allmählich ansteigt.
Bei tatsächlichen Produktionsanwendungen erfordert die Auswahl eines geeigneten Spiralwinkels eine umfassende Berücksichtigung von Faktoren wie Produktqualitätsanforderungen, Produktionseffizienz und Energieverbrauch der Ausrüstung. Für Produkte, die einen hohen Extrusionsdruck und eine gleichmäßige Temperaturverteilung erfordern, wie z. B. hochpräzise Rohre oder Platten, muss der Spiralwinkel der konischen Schnecke genau entworfen und entsprechend den Eigenschaften des Materials und den Prozessanforderungen angepasst werden, um eine optimale Extrusion zu erreichen. Wirkung.