Composants de transmission ! Comment fonctionne le « cœur » d’une extrudeuse à double vis ?

Pour les utilisateurs, le choix et l'évaluation des extrudeuses peuvent s'avérer complexes, notamment en ce qui concerne le rapport qualité-prix. Les exigences de base relatives à cet équipement se résument principalement aux 5 points suivants.

(1) Qualité : la qualité est primordiale pour les utilisateurs, la qualité du produit extrudé est un engagement envers les clients, elle est la vie de l'entreprise et son développement est étroitement lié, donc la capacité à garantir la constance des lots de produits sur une longue période est un indicateur important pour évaluer la qualité d'une extrudeuse.

(2) Efficience : L'efficience est un indicateur d'évaluation supplémentaire. Garantir le rendement de production le plus élevé possible par unité de temps, tout en assurant la qualité, est l'objectif de toute entreprise et la voie d'un développement rapide.

(3) Coûts : L'amélioration de l'efficacité est en soi l'un des moyens de réduire les coûts ; l'amélioration de l'efficacité réduit directement la consommation d'énergie d'eau, d'électricité et de gaz par unité de temps, ce qui signifie des coûts d'exploitation plus faibles, tandis que la préoccupation la plus importante des entreprises est de réduire les coûts de main-d'œuvre et de gestion, et la demande en équipements et en terrains est réduite.

(4) durable : l'efficacité et la durée de vie sont inversement proportionnelles ; l'augmentation de l'efficacité peut conduire à une durée de vie plus courte. Afin d'assurer ou d'augmenter la durée de vie dans des conditions d'efficacité élevée, il est nécessaire d'utiliser des matériaux plus durables, comme des matériaux de vis à haute résistance à l'usure et un mandrin à haute résistance.

(5) Pratique : Du point de vue de l'utilisateur, la facilité d'utilisation et d'entretien de l'équipement, sa capacité à fonctionner de manière stable, avec un taux de panne élevé ou faible, constituent également l'un des indicateurs permettant d'évaluer la qualité d'une extrudeuse.

En résumé, la qualité et l'efficacité sont deux indicateurs décisifs et essentiels. Comment « garantir la qualité » et « améliorer l'efficacité » est l'objectif que les fabricants d'extrudeuses n'ont cessé de développer au fil des ans.
Composants de transmission

Leextrudeuse à double visLe système se divise en deux composantes clés : l’extrusion et la transmission. L’extrusion est essentielle à l’assurance qualité, tandis que la transmission est essentielle à l’efficacité et à l’assurance qualité. Le progrès technologique de la vis bivis est marqué par le renouvellement du boîtier de répartition du couple, ce qui souligne son importance.

Aujourd'hui, nous allons parler du composant « transmission » de l'extrudeuse.

Le composant de transmission est le composant principal deextrudeuse à double visDe même que le moteur d'une voiture peut fournir suffisamment de puissance pour produire un rendement suffisant, un système de transmission robuste est nécessaire pour fournir la puissance nécessaire à l'amélioration de l'efficacité d'extrusion.

Dans les extrudeuses à double vis, la puissance se traduit par le mouvement de rotation de la vis. L'énergie cinétique de ce mouvement est convertie en force de torsion ; plus le couple est élevé, plus la quantité de matière extrudée est importante. Autrement dit, un système d'entraînement à couple élevé est nécessaire pour fournir la puissance requise et obtenir un rendement élevé.

Il existe deux configurations représentatives et typiques du système d'entraînement : la structure à trois arbres parallèles et la structure à engrenages symétriques à double face.

(1) Structure d'entraînement à trois arbres parallèles

Les avantages de cette solution sont sa structure simple, son assemblage facile, son faible coût de fabrication et l'augmentation du couple du système grâce à la réduction de la charge sur l'engrenage ; cependant, la puissance de cette structure sera toujours soumise à une charge plus importante sur les roulements de l'arbre B lors de la transmission parallèle (comme illustré sur la figure 3), et l'arbre B est toujours soumis à une force dans la même direction pendant sa rotation, c'est-à-dire une action combinée de flexion et de torsion (contrainte cyclique symétrique), et les roulements de l'arbre B sont soumis à une force qui augmente avec son couple de sortie, de sorte que le roulement atteint la limite de durée de vie de l'arbre d'engrenage et du roulement après 20 000 h d'usure due à la force, la durée de vie de la boîte de vitesses étant donc déterminée par le roulement de l'arbre B.

Deuxièmement, et c'est crucial, comme l'arbre B est toujours soumis à des charges plus élevées, l'usure des roulements est accélérée, ce qui entraîne une augmentation du faux-rond radial de l'arbre B jusqu'à sa défaillance, faisant du système un système de puissance instable.

L'instabilité de la source d'alimentation entraînera une instabilité des pièces d'extrusion entraînées par celle-ci, c'est-à-dire que la trajectoire de rotation de la vis dans le cylindre changera également avec l'augmentation du faux-rond des roulements, ce qui entraînera un jeu irrégulier entre la vis et le cylindre, ce qui se traduira par un temps de séjour irrégulier du matériau dans le cylindre et, par conséquent, une diminution de la constance de la qualité du produit.

(2) Structure de transmission symétrique à engrenages doubles

La figure 4 présente le schéma d'une structure d'entraînement symétrique à engrenages doubles. L'arbre de sortie A de cette structure, comme la précédente, bénéficie d'un encombrement suffisant et d'un coefficient de sécurité élevé en termes de résistance et de rigidité. L'arbre de sortie B, quant à lui, est limité par l'entraxe et souffre de contraintes dimensionnelles. La solution consiste à répartir la puissance entre deux groupes d'engrenages et à entraîner l'arbre B symétriquement par le haut et par le bas. Cette approche permet non seulement de réduire de moitié la charge aux points d'engrènement des engrenages et d'augmenter le couple admissible, mais aussi d'accroître le débit de matériau. Ainsi, la charge sur les engrenages est réduite de moitié et le couple admissible est augmenté, ce qui multiplie le volume de remplissage et accroît la productivité. De plus, les forces radiales s'exerçant sur l'arbre B s'annulent. Comme le montre la figure 5, les engrenages de l'arbre B ne sont soumis qu'à des forces tangentielles, créant un entraînement par couple de force parfait, c'est-à-dire un arbre de sortie de couple pur, éliminant les contraintes de flexion sur l'arbre B (qui ne sont soumis qu'à des forces de torsion, c'est-à-dire des contraintes cycliques unidirectionnelles).

De plus, la structure est caractérisée par le fait que la charge radiale sur l'axe B est complètement éliminée, de sorte que le palier de l'axe B ne s'use théoriquement jamais, atteignant une durée de vie beaucoup plus longue de 72 000 h (environ 10 ans) que dans la structure 1, et changeant ainsi l'histoire de l'axe B, où la précision de rotation s'est détériorée au fil du temps.

Cette structure permet non seulement d'obtenir un couple élevé, d'améliorer la productivité et d'accroître la durée de vie, mais surtout de garantir la stabilité du système de distribution du couple et la constance de la qualité du produit. Les paliers de l'arbre de sortie B ne sont pas soumis à des forces radiales et ne s'usent donc pas. L'absence de variation de faux-rond radial et d'apparition de faux-rond radial de la vis assure un fonctionnement stable et continu de l'ensemble du système sur une longue période. Ainsi, l'écart entre la vis et le cylindre reste constant, de même que le temps de séjour du matériau dans le cylindre, garantissant ainsi la stabilité de la qualité du produit. L'augmentation exponentielle du couple permet une augmentation significative du volume de remplissage et assure une productivité accrue.

Cependant, cette structure présente les inconvénients suivants : sa complexité relative, la grande précision d’usinage requise, la difficulté d’assemblage et les coûts de fabrication relativement élevés.

L'application de cette structure d'entraînement revêt une grande importance pour le progrès de la technologie d'extrusion, comme suit.

1) Fournir une alimentation électrique stable et fiable au système d'extrusion, afin que l'extrusion stable bénéficie d'une alimentation électrique fiable.

2) Avec un couple de sortie plus élevé, des volumes de dosage plus importants peuvent être obtenus, augmentant également la longueur effective de la vis pour une distribution plus uniforme et un mélange dispersé.

3) Une alimentation électrique fiable pour une extrusion de précision et des processus de compoundage efficaces.

4) Des vitesses de sortie plus élevées et des jeux de vis plus petits peuvent être obtenus.