エクストルーダーを選択する際には、スクリューとバレルの他に、これらのコンポーネントも同様に重要です。

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.は、プラスチックパイプ押出装置、新しい環境保護、新材料装置で30年以上の経験を持つ機械装置メーカーです。 Fangli は創業以来、ユーザーの要望に基づいて開発してきました。当社は、コア技術の継続的改善、自主研究開発、先進技術の消化吸収等により、中国建設省から輸入製品の代替として推奨されたPVC管押出ライン、PP-R管押出ライン、PE給水・ガス管押出ラインを開発しました。 「浙江省一流ブランド」の称号を獲得しました。

押出機を購入するときは、通常どうやって購入しますか?それには、自社のニーズを分析するだけでなく、サプライヤーと押出機自体の両方を徹底的に理解する必要があります。

ほとんどの企業は、新しい押出機を購入する前に、二軸押出機が必要か一軸押出機が必要か、どのような材料を生産する必要があるかなど、基本的な考えを持っています。製品仕様と材料使用量に応じて、「スクリュー直径と製品仕様の寸法」を参照して、最初にスクリュー直径を選択し、次にそれに基づいて押出機のモデルと仕様を決定します。

押出機のタイプとモデルが決まったら、装置メーカーを選択する方法も重要な考慮事項になります。製品の品質やアフターサービスなどさまざまな角度から評価できます。

スクリュー速度

これは、押出機の生産能力に影響を与える最も重要な要素です。スクリュー速度は、材料の押出速度と生産量を増加させるだけでなく、より重要なことに、高生産量を達成しながら良好な可塑化を保証します。

従来、押出機の生産量を増やすにはスクリュー径を大きくする方法が主流でした。スクリュー径が大きくなると単位時間あたりに押し出される材料の量が増加しますが、押出機は単純なスクリューコンベアではありません。スクリューは材料を運ぶだけでなく、プラスチックを圧縮、混合、剪断して可塑化を達成する必要があります。スクリュー速度が変わらない場合、深いフライトを備えた大径スクリューは、小径スクリューに比べて材料に対する効果的な混合およびせん断作用が低くなります。

したがって、最新の押出機は主にスクリュー速度を上げることによって生産能力を向上させます。通常の押出機の場合、従来のスクリュー速度は 60 ～ 90 rpm (毎分回転数、以下同様) の範囲でした。現在、速度は通常 100 ～ 120 rpm に増加します。高速押出機は 150 ～ 180 rpm に達します。

ネジの直径を変えずにネジの速度を上げると、ネジにかかるトルクが増加します。一定のトルクに達するとネジがねじれて折れる恐れがあります。しかし、スクリューの材質や製造工程を改善し、合理的なスクリュー構造を設計し、供給部の長さを短くし、材料の流速を上げ、押出抵抗を低減することにより、トルクを低減し、スクリューの耐荷重能力を高めることができます。耐荷重能力の範囲内で速度を最大化する最適なネジを設計するには、専門家による広範なテストが必要です。

ネジ構造

スクリューの構造は押出機の能力に影響を与える主要な要素です。合理的なスクリュー構造がなければ、単にスクリューの速度を上げて出力を上げようとしても客観的な法則に反し、成功しません。

高速、高効率のスクリュー設計は、高速回転速度に基づいています。このタイプのスクリューは、低速では可塑化効果が劣る可能性がありますが、速度が増加すると可塑化は徐々に向上し、設計速度で最適な効果に達します。これにより、より高い生産量と適切な可塑化の両方が達成されます。

バレル構造

バレル構造の改良は主に供給部の温度管理の強化と供給溝の設置です。この独立した供給セクションは本質的に全長のウォーター ジャケットであり、その温度は高度な電子制御装置によって制御されます。

ウォータージャケット温度の適切さは、押出機の安定した動作と効率的な押出にとって非常に重要です。ウォータージャケットの温度が高すぎると、原料が早期に軟化し、ペレットの表面さえ溶けて、材料とバレル壁の間の摩擦が減少し、それによって押出推力と出力が低下する可能性があります。ただし、温度が低すぎてもいけません。バレルが過度に冷えると、スクリューの回転に対する抵抗が増加します。モーターの負荷容量を超えると、モーターが始動しにくくなったり、速度が不安定になる場合があります。高度なセンサーと制御技術を利用して押出機のウォータージャケットを監視および制御することで、温度を最適なプロセスパラメータ範囲内に自動的に維持できます。

減速機

基本構造が同じであれば、減速機の製造コストは外形寸法と重量にほぼ比例します。減速機が大きく重いということは、製造中により多くの材料が消費され、より大きなベアリングが使用されることを意味し、製造コストが増加します。

同じスクリュー径の押出機の場合、高速・高効率の押出機は従来の押出機よりも多くのエネルギーを消費します。モーター出力を2倍にするには、より大きな減速機フレームサイズを使用する必要があります。ただし、スクリュー速度が高くなると減速比は低くなります。同じサイズの減速機の場合、減速比が高いものと比べて、減速比が低いものの方がギヤモジュールが大きく、耐荷重能力が高くなります。したがって、減速機の体積と重量の増加は、モーター出力の増加に直線的に比例しません。生産量を分母として減速機重量で割ると、高速・高効率の押出機では数値が小さくなり、一般の押出機では数値が大きくなります。

高速・高効率押出機は、出力単位あたりの製造コストが一般的な押出機に比べて小さく、モーター出力や減速機重量が小さいため、単位出力あたりの製造コストが安くなります。

モータードライブ

同じスクリュー径の押出機でも、高速・高効率の押出機は従来の押出機に比べて消費エネルギーが大きくなるため、モーター出力の増加が必要となります。高速 65 押出機には 55 kW ～ 75 kW のモーターが必要です。高速 75 押出機には 90 kW ～ 100 kW のモーターが必要です。高速 90 押出機には 150 kW ～ 200 kW のモーターが必要です。これは、通常の押出機に設定されているモーター出力の 1 ～ 2 倍です。

押出機の通常の動作中、モーター駆動システムと加熱/冷却システムは継続的に作動しています。モーター、ギアボックス、その他のトランスミッション部品からのエネルギー消費は、機械の総エネルギー消費量の 77% を占めます。暖房と冷房が 22.8% を占めます。計装および電気部品は 0.8% を占めます。

同じスクリュー直径の押出機に、より大きなモーターを取り付けた場合、より多くの電力を消費するように見える場合があります。ただし、出力に基づいて計算すると、高速、高効率の押出機は従来の押出機よりもエネルギー効率が高くなります。たとえば、75 kW モーターと出力 180 kg を備えた通常の 90 押出機は、押出される材料 1 キログラムあたり 0.42 kWh の電力を消費します。出力600kgの高速・高効率の90押出機と150kWのモーターの消費電力は1kg当たり0.25kWhと、前者の単位出力当たりのエネルギー消費量の60％に過ぎず、大幅な省エネ効果が得られます。この比較では、モーターのエネルギー消費のみが考慮されています。押出機のヒーターやファンなどの電力も考慮すると、消費電力の差はさらに大きくなります。スクリュー直径が大きい押出機には、より大きなヒーターが必要となり、放熱面積が増加します。そのため、同じ出力能力の押出機を2台設置した場合、新型の高速・高効率押出機はバレルが小さく、従来の大型スクリュー押出機に比べてヒーター消費エネルギーが少なく、加熱時の電力も大幅に節約できます。

ヒーターパワーに関しては、高速・高効率の押出機は、同じスクリュー径の一般押出機に比べ、出力が高くてもヒーターパワーを上げる必要がありません。これは、押出機のヒーターが主に予熱段階で電力を消費するためです。通常の生産中、材料を溶かすための熱は主にモーターの電気エネルギーの変換によって発生します。ヒーターのデューティサイクルは非常に低いため、電力消費はそれほど大きくありません。これは高速押出機ではさらに顕著になります。

インバーター技術が広く適用される前は、大出力の従来の押出機には DC モーターと DC モーターコントローラーが一般的に使用されていました。これまで、DC モーターは AC モーターよりも優れた出力特性と広い速度調整範囲を備えており、低速域での動作がより安定していると考えられていました。さらに、高出力インバーターは比較的高価であったため、その用途は限られていました。

近年、インバータ技術が急速に発展しています。ベクトル型インバータは、モータの回転数やトルクをセンサレスで制御することができ、低周波特性が大幅に向上し、価格も大幅に下がりました。 DC モーター コントローラーと比較した場合、インバーターの最大の利点はエネルギーの節約です。エネルギー消費はモーター負荷に比例します。負荷が重い場合は消費量が増加し、負荷が軽い場合は自動的に消費量が減少します。長期的な省エネ効果は非常に重要です。

振動減衰対策

高速押出機は振動を受けやすいです。過度の振動は、機器の通常の動作やコンポーネントの耐用年数に非常に有害です。したがって、押出機の振動を軽減し、装置の寿命を延ばすためには、複数の対策を講じる必要があります。

押出機の中で最も振動の影響を受けやすい部品は、モーターシャフトと減速機の高速シャフトです。まず、高速押出機には、モーターのローターや減速機の高速シャフトが振動源になるのを避けるために、高品質のモーターと減速機が装備されている必要があります。次に、優れた伝送システムを設計する必要があります。押出機の振動を低減するには、フレームの剛性や重量の向上、加工や組立の品質に留意することも重要です。優れた押出機はアンカーボルトで固定せずに使用でき、基本的に振動がありません。これは十分な剛性と自重を備えたフレームに依存します。また、各種部品の加工や組立における品質管理も強化する必要があります。たとえば、加工中のフレームの上面と下面の平行度、フレーム平面に対する減速機の取り付け面の直角などを制御します。組み立て時には、モーターと減速機のシャフトの高さを慎重に測定し、モーターシャフトと減速機入力軸の同心位置を確保するための減速機シムブロックの厳密な準備、および減速機の取り付け面がフレーム平面に対して垂直であることを確認することが重要です。

計器と計器

押出成形の生産操作は本質的に「ブラックボックス」です。内部を直接見ることは不可能なので、フィードバックは計器や計器に頼っています。したがって、正確でインテリジェントで操作が簡単な機器やゲージを使用すると、内部状態をより深く理解できるようになり、より迅速かつ優れた生産結果を達成できるようになります。

さらに詳しい情報が必要な場合は、寧波方力技術有限公司までお問い合わせください。専門的な技術指導や機材調達のご提案をさせていただきます。