顧客がマークを付けた図面を送信する30:1、圧縮 3:1とコピーするよう求められます。十中八九、私たちはまさにそれを行っています。 10 回目は、彼らが機械に何を供給するかを尋ねます。その答えは、彼らが 2 年間抱えてきた問題を説明します。
L/D 比と圧縮比は誰もが引用する 2 つの数字ですが、ほとんど誰も質問しません。それらは本当に役に立ちます。また、毎日の生産にコストがかかるという点で不完全です。それらを定義して止めるのではなく、ここでは私たちのベンチに繰り返し遭遇する 3 つの状況と、それぞれの状況で数字が何を制御し、何を制御しないのかを明らかにします。
ケース 1 — 「正しい」ネジでありながら、まだサージが発生している
出力低下、圧力上昇、仕様変更なし
ネジの仕様も問題ありませんでした。設計時は大丈夫でした。変わったのは上流です。工場は独自のエッジトリムをフィードにブレンドし始めました。紙の上ではネジについては何も間違っていませんでした。図面には以前とまったく同じように 30:1 と 3:1 と書かれていました。
ただし、圧縮率は抽象的な品質評価ではありません。についての発言ですフィードからどのくらいの空気が出なければならないか。高密度のバージンペレットには比較的少量しか含まれていません。不規則なフィルムフレークはより多くの量を運び、供給チャネル内で同じようには詰め込まれません。ネジは、決して寸法が決められていない仕事をするように求められていました。
L/D で実際に購入できるもの
場合によっては定義に依存するため、最初に定義を簡単に説明します。 L/Dはネジの有効フライト長を外径で割ったもの— フライト長さ 2,700 mm の 90 mm ネジは 30:1 です。比率であるため、機械サイズ間で変換されます。60 mm で 30:1 と 150 mm で 30:1 では、比例的に同じ作動長が得られます。
スクリュー押出の一般的な L/D 比は通常 20:1 ～ 30:1 の範囲です。、 そしてスループットとミキシングの推進により、現代の設計は一般に 30:1 以上にまで押し上げられています。。長さによって得られるのは滞留時間です。つまり、スクリューをより多く回転させて、搬送、溶解、混合、圧力の生成を行います。
見積もりを比較する前に知っておくべき数え方の癖
角ピッチのネジを使用すると、回転数をカウントすることで L/D を簡単に読み取ることができますが、一貫性を欠いて適用される慣例があります。供給口の下の部分は L/D に含めるべきではありませんが、ネジが長く見えるため、多くの人が考慮します。。 2 つのサプライヤーが同じ部品であるはずの異なる L/D を見積もった場合、これを最初に確認する必要があります。
それ以上は無料アップグレードではありません。長さが長いほど滞留時間が長くなりますそしてより多くのせん断履歴。硬質 PVC では、その温度での時間がまさに劣化を引き起こします。ネジが長くなるとコストも高くなり、より多くのトルクが必要になります。長さが制約である場合には長さが役立ちますが、それ以外の場合は役に立ちません。
事例2 リサイクルライン稼働時
どこからともなく現れる摂食の問題
これは症例 1 の双子であり、名前を付けるのに値するほど一般的です。高密度の自由流動ペレットを中心に設計されたスクリューには、後でフィルムフレークまたはリグラインドのかなりの部分が供給されるが、同時に 2 つの問題が発生する。供給チャネルが一貫して満たされないことと、圧縮プロファイルが処理できるように構築されているよりもはるかに多くの同伴空気が押し戻されることである。
症状 (出力の急増、異常な出力、パージ時間の延長) は機械の故障のように見えるため、診断がまず費用のかかる行き止まりに陥ることがよくあります。何も壊れていません。ネジは単に、そのネジが描かれた目的とは異なる働きをしているだけです。
| フィードフォーム | かさ密度 | ネジに求められるもの |
|---|---|---|
| 高密度の自由流動性ペレット | 高い | 圧縮が少ない。食事が制約になることはほとんどありません |
| パウダー/ドライブレンド | 低い | さらなる圧縮。広い給餌エリアが重要 |
| フィルムフレークまたはリグラインド | 非常に低い、不規則 | さらに圧縮すると、給餌自体が限界になる |
| 高充填コンパウンド | さまざま | 溶融挙動と耐熱性により設定 |
| 硬質PVCドライブレンド | 低い | 圧縮が必要だが、速すぎると劣化する |
この最後の行が、硬質 PVC が最終的に使用される理由です。コニカルツインスクリューバレル圧縮数値で解決するのではなく、テーパーは 1 段階ではなく全長に沿って段階的に圧縮します。化合物が低 CaCO₃、中 CaCO₃、高 CaCO₃ のいずれであるかに応じて、再度異なる設計を行います。PVC押出用スクリューバレル.
圧縮率の測定対象
正式には、圧縮比は、最初のフライトの体積と最後のフライトの体積の比で、通常は 2 ～ 4 の間で、定ピッチ スクリューでは、最初と最後のチャネルの深さの比として解釈されることがよくあります。.
ワークショップ用語: 材料が溶けると、顆粒間の空気が失われ、占めるスペースが少なくなります。そのため、溶融物を圧縮した状態に保ち、その空気をホッパーに押し戻すために、チャネルを浅くする必要があります。圧縮が少なすぎると、溶けずに空気が取り込まれてしまいます。モーター電流が多すぎると剪断熱に変換され、除去する必要があります。
目の前にあるネジから組み立てる
- 供給チャネルの深さ = (外径 − 供給ゾーンの谷の直径) ÷ 2
- 計量チャネルの深さ = (外径 − 計量ゾーンの根元の直径) ÷ 2
- 圧縮比 ≈ 送り深さ ÷ 計量深さ
この深さの数値は、真の体積比に近似します。ネジに沿ってピッチが変化する箇所では、2 つの値が発散します。これは、見出しの数字が人々が想定しているよりも機能していないことを示す最初のヒントです。
ケース 3 — 同じ比率、異なるネジ
全く同じように動作しない 2 つの 3:1 ネジ
圧縮率がわかるいくらチャンネルが浅くなる。それについては何も語られていないどのくらい速いか。長いトランジション全体で徐々に 3:1 を達成すると、素材は穏やかに圧縮されます。数回のフライトで同じ 3:1 を達成すると、剪断熱を伴う同じ体積の減少が短い距離に集中します。
両方のネジは正直に「3:1」と説明されます。熱に弱い素材に適しているのは 1 つだけです。それらを分けた変数、つまりフィード、トランジション、メータリングの間の全長の分割は、見出し番号にも表示されず、図面上にのみ表示されます。
両方の数字の盲点
購入者が数値を過信するよりも、このことをはっきりと申し上げたいと思います。長年にわたる押出に関する参考資料の 1 つでは、次のように述べられています。圧縮率は便利ですが、不定の数値ですそれだけではネジがどのように動作するかを説明できません。
L/D も圧縮率も次のことを示しません。
- ゾーン分割— ケース 3 を 1 行で
- ピッチプロファイル— 一定か変動か、そしてどこで変化するか
- ミキシングセクション—マドック、パイナップル、サクストンの要素小さな圧縮変化よりもさらに溶融品質を向上させます
- クリアランス— スクリューとバレルの隙間が出力を制御し、セットが摩耗するにつれて隙間が広がります
- 表面処理— 部品がフィラーに耐えられるかどうかを示すジオメトリの何もありません
その最後のポイントは、お金が静かに失われる場所です。ジオメトリは初日のパフォーマンスを左右します。の材質と表面処理1日がどのくらい続くかを制御します。不適切な合金で適切に設計されたネジでも、充填コンパウンドでは早期に摩耗します。その後、クリアランスが開いて、お金を払って購入した形状は重要ではなくなります。
マシン上で変更できるものと変更できないもの
それによって議論する価値があるかどうかが決まるため、明確にしておくことは価値があります。
L/Dは固定です。バレルの長さ、フレーム、ドライブはそれを中心に構築されています。既存の押出機にはスクリューはもうありません。それは別のマシンです。
それ以外はほぼすべて開いています。ゾーン分割、チャネル深さ、したがって圧縮率、ピッチ、混合セクション、表面処理はすべてジョブごとに指定されます。いずれにせよ、スクリューバレルはほぼ 100% カスタマイズされるためです。から運営されている舟山店では、直径12mm～500mm、作業長さまで10,000mm、スクリューと一緒に社内で製造されたフィードハウジング、フィードライナー、ウォータージャケットを備えています。
デザイン変更時の一瞬は無料
- 交換とは、原材料に決して適合しない形状を追加の工具コストなしで修正できる場合です。
- 摩耗したネジを正確にコピーすると、問題があったものもコピーされます。
- 出力、溶けていない、サージング、または劣化に関する継続的な苦情がある場合は、重複して注文するのではなく、問い合わせに入れてください。
交換作業では通常、図面は必要ありません。写真と直径、長さ、フランジの詳細があれば始めるのに十分です。当社のエンジニアは、機械のブランドに関係なく、現場で既存のスクリュー バレルを測定できます。すべての部品には、Ra 0.4 μm の表面粗さと 0.015 mm の真直度で製造された材料証明書と検査報告書が付属しています。
よく寄せられる質問
押出機スクリューのL/D比はどれくらいですか?
L/D は、スクリューの有効フライト長を外径で割ったものです。フライト長さ 2700 mm の 90 mm ネジは 30:1 です。一般的な単軸押出成形値は約 20:1 ～ 30:1 ですが、最新の設計では 30:1 以上に拡張されることがよくあります。サプライヤーを比較する際に確認する価値のある詳細の 1 つは、供給口の下の部分はカウントすべきではありませんが、ねじが長く見えるため、多くの人がこれを含めます。
押出機スクリューの圧縮率とは何ですか?
これは、供給ゾーンの最初のフライトの体積と計量ゾーンの最後のフライトの体積の比率であり、通常は 2 ～ 4 の間です。一定ピッチのスクリューでは、多くの場合、供給チャネルの深さ対計量チャネルの深さの比として単純に解釈されます。材料が溶融し、閉じ込められた空気がホッパーに向かって押し戻されるときに、材料がどの程度圧縮されるかを測定します。
同じ圧縮比の 2 つのスクリューのパフォーマンスが異なるのはなぜですか?
なぜなら、圧縮率はチャネルがどれだけ早く浅くなるかではなく、どれだけ浅くなるかを示すからです。長い移行ゾーンにわたって徐々に達成される同じ比率は、せん断熱が集中する数回のフライトで絞られる同じ比率よりもはるかに穏やかです。フィード、圧縮、計量の間で分割されたゾーンが 2 つを分けるものであり、どちらの見出し番号にも表示されません。
再生材を追加するには、別のネジ設計が必要ですか?
多くの場合、そうです。圧縮要件は、ポリマー名ではなく、フィードのかさ密度に従います。高密度のバージンペレットを中心に設計され、その後 20 ～ 30 パーセントのフィルムフレークが供給されるスクリューには、設計目的よりもはるかに多くの同伴空気を除去することが求められています。リサイクルプログラムの開始後に始まる供給の問題、サージング、出力損失は、多くの場合、機械の故障ではなく、スクリューの設計の不一致です。
既存の押出機の L/D 比を変更できますか?
いいえ、バレルの長さ、フレーム、ドライブを中心に構築されているため、L/D は機械によって固定されます。交換用スクリューで変更できるのは、ゾーン分割、チャネル深さ、したがって圧縮比、ピッチ、混合セクション、および表面処理です。通常、真の改善が可能なのはそこです。
L/Dと圧縮比以外にネジメーカーに何を伝えればよいでしょうか?
機械のメーカーとモデル、スクリューの直径、ポリマーとフィラーの種類と割合、ペレット、粉末、フレーク、リグラインドなどの飼料の物理的形状とその割合、生産目標、および解決したい特定の問題。見出しの比率よりも、フィードの形式とフィラーの内容によってデザインが大きく変わります。
L/D 比は常に高い方が良いのでしょうか?
いいえ、長さが長いほど滞留時間が長くなり、溶融または混合が制限要因となる場合に役立ち、溶融物の均一性が向上します。しかし、これはせん断履歴が長くなり、温度下での時間が長くなるため、硬質 PVC などの熱に弱い材料が劣化し、コストが高くつき、より多くのトルクが必要になります。長さがプロセスに不足している場合にのみ、長さが役に立ちます。
出典と参考文献
- プラスチックの今日 —押し出しの基礎: ネジの扱い方(L/D の数え方、圧縮率の定義と範囲)
- ドクター・D・フロー —スクリュー押出の基礎: 基礎と 3D プリンティングの応用（共通L/D範囲、ネジ部、すきま）
- ポリマー (MDPI) —コンパクトでエネルギー効率の高いミキシングスクリューの設計、モデリング、検証（L/Dが高くなる傾向）
