Outre la vis et le baril, ces composants sont tout aussi importants lors du choix d’une extrudeuse !

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd. est un fabricant d'équipements mécaniques avec plus de 30 ans d'expérience dans les équipements d'extrusion de tuyaux en plastique, les nouveaux équipements de protection de l'environnement et les nouveaux matériaux. Depuis sa création, Fangli a été développé en fonction des demandes des utilisateurs. Grâce à l'amélioration continue, à la R&D indépendante sur la technologie de base et à la digestion et à l'absorption de technologies de pointe et d'autres moyens, nous avons développé une ligne d'extrusion de tuyaux en PVC, une ligne d'extrusion de tuyaux PP-R, une ligne d'extrusion de tuyaux d'alimentation en eau/gaz en PE, qui a été recommandée par le ministère chinois de la Construction pour remplacer les produits importés. Nous avons gagné le titre de « Marque de première classe dans la province du Zhejiang ».

Comment procédez-vous habituellement pour acheter une extrudeuse ? Cela nécessite non seulement d’analyser vos propres besoins, mais également d’acquérir une compréhension approfondie du fournisseur et de l’extrudeur lui-même.

La plupart des entreprises ont une idée de base avant d'acheter une nouvelle extrudeuse : si elles ont besoin d'une machine à double vis ou à vis unique, et quel matériau elles doivent produire. En fonction des spécifications du produit et de la consommation de matériaux, ils peuvent se référer à « Diamètre de la vis par rapport aux dimensions des spécifications du produit » pour sélectionner d'abord le diamètre de la vis, puis déterminer le modèle et les spécifications de l'extrudeuse en fonction de cela.

Une fois le type et le modèle de l’extrudeuse déterminés, une autre considération importante est de savoir comment choisir un fabricant d’équipement. Cela peut être évalué sous différents angles tels que la qualité des produits et le service après-vente.

Vitesse de vis

Il s'agit du facteur le plus critique affectant la capacité de production d'une extrudeuse. La vitesse de la vis augmente non seulement la vitesse d'extrusion et le débit du matériau, mais, plus important encore, garantit une bonne plastification tout en atteignant un rendement élevé.

Dans le passé, la principale méthode pour augmenter le rendement de l’extrudeuse consistait à agrandir le diamètre de la vis. Même si un diamètre de vis plus grand augmente la quantité de matériau extrudé par unité de temps, une extrudeuse n'est pas un simple convoyeur à vis. La vis doit non seulement véhiculer la matière mais également comprimer, mélanger et cisailler le plastique pour réaliser la plastification. Avec la vitesse de vis inchangée, une vis de grand diamètre avec des pas profonds a une action de mélange et de cisaillement moins efficace sur le matériau par rapport à une vis de plus petit diamètre.

Par conséquent, les extrudeuses modernes augmentent principalement la capacité de production en augmentant la vitesse de la vis. Pour les extrudeuses ordinaires, les vitesses de vis traditionnelles allaient de 60 à 90 tr/min (tours par minute, idem ci-dessous). Désormais, les vitesses sont généralement augmentées jusqu'à 100-120 tr/min. Les extrudeuses à plus grande vitesse atteignent 150 à 180 tr/min.

Augmenter la vitesse de la vis sans modifier le diamètre de la vis augmente le couple sur la vis. Lorsque le couple atteint un certain niveau, la vis risque de se tordre et de se casser. Cependant, en améliorant le matériau des vis et les processus de fabrication, en concevant une structure de vis rationnelle, en raccourcissant la longueur de la section d'alimentation, en augmentant la vitesse d'écoulement du matériau et en réduisant la résistance à l'extrusion, le couple peut être réduit et la capacité de charge de la vis améliorée. Concevoir la vis la plus optimale pour maximiser la vitesse dans le cadre de sa capacité de charge nécessite que les professionnels effectuent des tests approfondis.

Structure à vis

La structure des vis est un facteur majeur influençant la capacité de l’extrudeuse. Sans une structure de vis rationnelle, essayer simplement d’augmenter la vitesse de la vis pour augmenter le rendement va à l’encontre des lois objectives et ne réussira pas.

La conception des vis à grande vitesse et à haut rendement est basée sur des vitesses de rotation élevées. Ce type de vis peut avoir un effet de plastification plus faible à basse vitesse, mais à mesure que la vitesse augmente, la plastification s'améliore progressivement, atteignant son effet optimal à la vitesse conçue. Cela permet d'obtenir à la fois un rendement plus élevé et une plastification qualifiée.

Structure du baril

Les améliorations apportées à la structure du barillet concernent principalement l'amélioration du contrôle de la température dans la section d'alimentation et la mise en place de rainures d'alimentation. Cette section d'alimentation indépendante est essentiellement une chemise d'eau sur toute la longueur, dont la température est contrôlée par des dispositifs de contrôle électroniques avancés.

La pertinence de la température de la chemise d’eau est cruciale pour le fonctionnement stable et l’extrusion efficace de l’extrudeuse. Si la température de la chemise d'eau est trop élevée, la matière première peut ramollir prématurément et même la surface des granulés peut fondre, réduisant ainsi la friction entre le matériau et la paroi du fût, diminuant ainsi la poussée et le rendement de l'extrusion. Cependant, la température ne peut pas non plus être trop basse. Un canon trop froid augmente la résistance à la rotation de la vis ; lorsque celle-ci dépasse la capacité de charge du moteur, cela peut entraîner des difficultés de démarrage du moteur ou une vitesse instable. L'utilisation de capteurs avancés et d'une technologie de contrôle pour surveiller et contrôler la chemise d'eau de l'extrudeuse permet de maintenir automatiquement la température dans la plage optimale des paramètres de processus.

Réducteur de vitesse

En supposant que la structure de base soit similaire, le coût de fabrication d'un réducteur est à peu près proportionnel à ses dimensions extérieures et à son poids. Un réducteur plus gros et plus lourd signifie que plus de matériaux sont consommés lors de la fabrication et que des roulements plus gros sont utilisés, ce qui augmente les coûts de production.

Pour les extrudeuses ayant le même diamètre de vis, les extrudeuses à grande vitesse et à haut rendement consomment plus d'énergie que les extrudeuses conventionnelles. Doubler la puissance du moteur nécessite l’utilisation d’un châssis de réducteur plus grand. Cependant, une vitesse de vis plus élevée signifie un rapport de réduction plus faible. Pour les réducteurs de même taille, celui avec un rapport de réduction inférieur par rapport à celui avec un rapport plus élevé a des modules d'engrenages plus grands et une plus grande capacité de charge. Par conséquent, l’augmentation du volume et du poids du réducteur n’est pas linéairement proportionnelle à l’augmentation de la puissance du moteur. Si nous utilisons la production comme dénominateur divisé par le poids du réducteur, les extrudeuses à grande vitesse et à haut rendement donnent un nombre plus petit, tandis que les extrudeuses ordinaires donnent un nombre plus grand.

Calculés par unité de production, la puissance du moteur plus faible et le poids du réducteur des extrudeuses à grande vitesse et à haut rendement signifient que leur coût de fabrication par unité de production est inférieur à celui des extrudeuses ordinaires.

Entraînement moteur

Pour les extrudeuses ayant le même diamètre de vis, les extrudeuses à grande vitesse et à haut rendement consomment plus d'énergie que les extrudeuses conventionnelles, il est donc nécessaire d'augmenter la puissance du moteur. Une extrudeuse 65 à grande vitesse nécessite un moteur de 55 kW à 75 kW. Une extrudeuse 75 à grande vitesse nécessite un moteur de 90 kW à 100 kW. Une extrudeuse 90 à grande vitesse nécessite un moteur de 150 kW à 200 kW. Cela représente une à deux fois la puissance du moteur configurée sur les extrudeuses ordinaires.

Pendant le fonctionnement normal de l'extrudeuse, le système d'entraînement du moteur et les systèmes de chauffage/refroidissement fonctionnent en permanence. La consommation d'énergie du moteur, de la boîte de vitesses et des autres pièces de transmission représente 77 % de la consommation d'énergie totale de la machine ; le chauffage et la climatisation représentent 22,8 % ; et les instruments et composants électriques représentent 0,8 %.

Une extrudeuse ayant le même diamètre de vis et équipée d’un moteur plus gros peut sembler consommer plus d’électricité. Toutefois, calculées en fonction du rendement, les extrudeuses à grande vitesse et à haut rendement sont plus économes en énergie que les extrudeuses conventionnelles. Par exemple, une extrudeuse 90 ordinaire dotée d'un moteur de 75 kW et d'une puissance de 180 kg consomme 0,42 kWh d'électricité par kilogramme de matériau extrudé. Une extrudeuse 90 à grande vitesse et à haut rendement d'une puissance de 600 kg et d'un moteur de 150 kW ne consomme que 0,25 kWh par kilogramme, ce qui ne représente que 60 % de la consommation d'énergie de la première par unité de production, ce qui représente d'importantes économies d'énergie. Cette comparaison ne prend en compte que la consommation énergétique du moteur. Si l’on considère également l’électricité utilisée par les radiateurs, les ventilateurs et autres appareils de l’extrudeuse, la différence de consommation d’énergie est encore plus grande. Les extrudeuses avec des diamètres de vis plus grands nécessitent des éléments chauffants plus grands et ont des zones de dissipation thermique accrues. Par conséquent, pour deux extrudeuses ayant la même capacité de production, la nouvelle extrudeuse à grande vitesse et à haut rendement a un corps plus petit et sa consommation d'énergie de chauffage est inférieure à celle d'une extrudeuse à grande vis traditionnelle, ce qui entraîne également des économies d'électricité considérables en matière de chauffage.

En ce qui concerne la puissance de chauffage, les extrudeuses à grande vitesse et à haut rendement, par rapport aux extrudeuses ordinaires ayant le même diamètre de vis, ne nécessitent pas de puissance de chauffage accrue malgré un rendement plus élevé. En effet, le chauffage de l'extrudeuse consomme principalement de l'électricité pendant la phase de préchauffage. Lors d'une production normale, la chaleur nécessaire à la fusion du matériau provient principalement de la conversion de l'énergie électrique du moteur. Le cycle de service du radiateur est très faible, sa consommation électrique n'est donc pas significative. Ceci est encore plus évident dans les extrudeuses à grande vitesse.

Avant que la technologie des onduleurs ne soit largement appliquée, les extrudeuses traditionnelles à haut rendement utilisaient généralement des moteurs à courant continu et des contrôleurs de moteur à courant continu. On pensait auparavant que les moteurs à courant continu avaient de meilleures caractéristiques de puissance et une plage de régulation de vitesse plus large que les moteurs à courant alternatif, offrant ainsi un fonctionnement plus stable dans les plages de vitesse faible. De plus, les onduleurs haute puissance étaient relativement chers, ce qui limitait leur application.

Ces dernières années, la technologie des onduleurs s’est développée rapidement. Les variateurs de type vectoriel permettent un contrôle sans capteur de la vitesse et du couple du moteur, avec des améliorations significatives des caractéristiques basse fréquence, et leurs prix ont considérablement baissé. Par rapport aux contrôleurs de moteur à courant continu, le plus grand avantage des onduleurs réside dans les économies d'énergie. Ils rendent la consommation d'énergie proportionnelle à la charge du moteur : la consommation augmente en cas de forte charge et diminue automatiquement en cas de faible charge. Les avantages en matière d'économie d'énergie à long terme sont très importants.

Mesures d'amortissement des vibrations

Les extrudeuses à grande vitesse sont sujettes aux vibrations. Les vibrations excessives sont très nocives pour le fonctionnement normal de l'équipement et la durée de vie des composants. Par conséquent, plusieurs mesures doivent être prises pour réduire les vibrations de l’extrudeuse et améliorer la durée de vie de l’équipement.

Les parties d'une extrudeuse les plus sensibles aux vibrations sont l'arbre du moteur et l'arbre haute vitesse du réducteur. Premièrement, les extrudeuses à grande vitesse doivent être équipées de moteurs et de réducteurs à engrenages de haute qualité pour éviter que le rotor du moteur ou l'arbre à grande vitesse du réducteur ne deviennent des sources de vibrations. Deuxièmement, un bon système de transmission doit être conçu. Prêter attention à l'amélioration de la rigidité et du poids du cadre, ainsi qu'à la qualité de l'usinage et de l'assemblage, sont également des aspects importants de la réduction des vibrations de l'extrudeuse. Une bonne extrudeuse peut être utilisée sans être fixée par des boulons d’ancrage et n’aura pratiquement aucune vibration. Cela dépend du cadre ayant une rigidité et un poids propre suffisants. De plus, le contrôle qualité de l’usinage et de l’assemblage des différents composants doit être renforcé. Par exemple, contrôler le parallélisme des plans supérieur et inférieur du cadre pendant l'usinage, la perpendiculaire de la surface de montage du réducteur par rapport au plan du cadre, etc. Lors de l'assemblage, une mesure minutieuse des hauteurs de l'arbre du moteur et du réducteur, une préparation stricte des blocs de cale du réducteur pour assurer un alignement concentrique entre l'arbre du moteur et l'arbre d'entrée du réducteur, et s'assurer que la surface de montage du réducteur est perpendiculaire au plan du cadre sont cruciales.

Instruments et jauges

L'opération de production par extrusion est essentiellement une « boîte noire » ; il est impossible de voir directement l'intérieur, c'est pourquoi nous nous appuyons sur des instruments et des jauges pour obtenir des informations. Par conséquent, des instruments et des jauges précis, intelligents et faciles à utiliser nous permettent de mieux comprendre les conditions internes, permettant ainsi d’obtenir des résultats de production plus rapides et meilleurs.

Si vous avez besoin de plus amples informations, Ningbo Fangli Technology Co., Ltd. accueille votre demande. Nous fournirons des conseils techniques professionnels ou des suggestions d’achat d’équipement.