O que é uma extrusora? - Um guia completo

Uma das principais máquinas que revolucionou o setor de fabricação de tubos plásticos é a extrusora.

É uma extrusora versátil, multiuso e leve que pode realizar uma ampla gama de tarefas. Seja na plastificação do fundido, na mistura e homogeneização, na formação, na desgaseificação e devolatilização ou na modificação, você pode usar uma extrusora para tudo isso.

Neste guia, exploraremos todos os principais aspectos dessa máquina - desde sua definição, tipos, funções de cada seção, operação, componentes até seu princípio de funcionamento.

Uma extrusora é um dispositivo industrial usado para derreter e extrudar materiais como plásticos e borracha. Ela é dividida principalmente em dois tipos: de rosca única e de rosca dupla. Seu princípio de funcionamento é plastificar materiais sólidos em um derretimento uniforme e extrudá-los continuamente em forma por meio da força de cisalhamento, da pressão e do aquecimento externo gerados pela rotação da rosca.

Ele consiste em um sistema de transmissão (motor + engrenagem de redução), um sistema de extrusão (barril + rosca) e um sistema de controle de temperatura, e é adequado para a produção contínua de tubos, perfis etc. Por exemplo, o modelo ZJL-200B é equipado com uma tela de operação sensível ao toque e um misturador refrigerado a ar, suportando controle de precisão em nível de laboratório.

A extrusora de rosca dupla funciona em tandem, o que a torna adequada para mistura de alta precisão e processamento de materiais complexos. Por exemplo, ela pode ajustar a umidade, a temperatura e a estrutura da fibra no desenvolvimento de proteínas de origem vegetal.

A zona de alimentação é a área de armazenamento de matéria-prima da extrusora. As matérias-primas são carregadas na zona de alimentação na forma de grânulos ou pó e, em seguida, transportadas para baixo por uma rosca rotativa.

A rosca é o componente principal de uma extrusora. Ele consiste em uma série de roscas e geralmente está localizado em um barril. A principal função da rosca é aquecer, derreter, misturar e impulsionar as matérias-primas. A estrutura do parafuso e o formato da rosca podem ser ajustados para atender a diferentes materiais e requisitos do produto.

O cilindro é um recipiente cilíndrico que abriga a rosca. Normalmente, ele é feito de ligas ou revestimentos especiais para suportar altas temperaturas e pressões. Sua principal função é aquecer e derreter as matérias-primas, mantendo uma pressão constante.

Em geral, as extrusoras são equipadas com elementos de aquecimento, como aquecedores elétricos ou fitas de aquecimento, para aquecer as matérias-primas até o ponto de fusão e controlar a temperatura. Também são necessários sistemas de resfriamento para garantir que o produto extrudado esfrie rapidamente e mantenha a forma desejada.

A matriz ou o cabeçote de extrusão determina a forma e as dimensões do produto final. A matéria-prima flui pelo cabeçote da extrusora e é processada no produto desejado, como tubos, filmes e perfis.

O sistema de controle monitora e controla vários parâmetros da extrusora, como temperatura, pressão e velocidade da rosca. O ajuste desses parâmetros é fundamental para garantir a qualidade do produto.

Alguns produtos, como tubos ou filmes, precisam ser cortados em comprimentos específicos ou enrolados em rolos após a extrusão. Esses sistemas lidam com essas etapas de processamento.

Os sistemas de acionamento fornecem a energia necessária para girar o parafuso e mover outros componentes mecânicos. Normalmente, esses sistemas consistem em um motor elétrico, um redutor de velocidade e uma transmissão.

A extrusora de parafuso único é uma extrusora de três estágios, que consiste nas seções de alimentação, redução e extrusão.

A matéria-prima para extrusão é geralmente granular. O dispositivo de alimentação, também conhecido como funil, garante o fluxo contínuo de material para o barril da extrusora. Ele se assemelha a um funil de Büchner e é fornecido em formato cônico ou quadrado-cônico. A parte inferior do funil, onde ele encontra o cilindro, é a porta de alimentação, equipada com um dispositivo de fechamento para regular e interromper o fluxo de material. Grampos de resfriamento cercam a porta de alimentação para evitar a transferência de calor da alta temperatura do fluxo de material para o funil, impedindo que o plástico dentro do funil se aqueça e fique pegajoso, o que poderia levar a uma alimentação irregular e à obstrução do fluxo de material. A lateral do funil apresenta uma porta de visualização de vidro e dispositivos de calibração e medição. Alguns funis também têm um dispositivo de alívio de pressão a vácuo de secagem por calor para evitar que o plástico absorva umidade do ar, um dispositivo de agitação para evitar “pontes ferroviárias” causadas por plástico em pó e um dispositivo que alimenta automaticamente o material em intervalos regulares.

O cilindro, também conhecido como extrusora, é um cilindro de metal submetido a calor e estresse. A fusão e o encolhimento do material ocorrem inteiramente dentro do cilindro. A temperatura de operação durante a extrusão normalmente fica entre 180°C e 290°C, com a pressão interna chegando a 60 MPa. Os dispositivos de aquecimento e resfriamento são instalados fora do cilindro, normalmente em três ou quatro estágios. Comumente, são usados aquecedores a resistor ou indutor, embora o aquecimento radiante também seja uma opção. O objetivo do resfriamento é evitar o superaquecimento do plástico ou resfriar rapidamente o plástico durante o desligamento para evitar o derretimento. Normalmente, o resfriamento é feito com ar ou água. O cilindro deve suportar alta pressão e deve ter resistência à compressão e rigidez suficientes, com um interior liso. O cilindro é geralmente usado para evitar desgaste e corrosão. O atrito causado pelo superaquecimento do plástico é evitado por fricção e, ao mesmo tempo, mantém a superfície do parafuso da extrusora ligeiramente mais fria do que o cilindro para evitar que o material adira a ele e facilitar o transporte do material.

A rosca da extrusora é suspensa no centro do cilindro usando um rolamento axial, alinhado com o eixo do cilindro sem desvio significativo. A folga mínima entre o parafuso da extrusora e o cilindro permite que o plástico seja submetido a uma forte força de cisalhamento, derretendo-o e impulsionando-o para frente.

O princípio de funcionamento da extrusora é plastificar o material sólido em um derretimento uniforme e extrudá-lo continuamente até ganhar forma por meio da força de cisalhamento, da pressão e do aquecimento externo gerados pela rotação da rosca.

As matérias-primas sólidas entram no barril a partir do funil e são empurradas para frente e compactadas pelo atrito da rosca rotativa, permanecendo sólidas.

A seção de transporte da extrusora de parafuso único apresenta um projeto de ranhura espiral profunda para garantir um transporte eficiente.

O volume do canal do parafuso diminui gradualmente, e o material derrete devido às forças de cisalhamento e ao aquecimento externo. Aproximadamente 80% do calor provém do cisalhamento mecânico e 20% do aquecimento externo.

As extrusoras de rosca dupla obtêm cisalhamento e mistura mais uniformes por meio do movimento em forma de “O” dos parafusos entrelaçados.

A massa fundida é controlada com precisão no estágio de dosagem quanto ao fluxo e à pressão e, em seguida, é moldada no formato desejado (como um tubo ou filme) por meio da matriz.

A estabilidade da temperatura é fundamental para garantir a qualidade do produto.

Em primeiro lugar, o equipamento da extrusora deve ser colocado em um local ventilado para garantir que o calor do motor seja dissipado e aumentar efetivamente sua vida útil; a máquina deve estar bem aterrada.

Faça a manutenção regularmente e verifique os parafusos da ferramenta. Depois que uma máquina nova tiver sido usada por 1 hora, aperte os parafusos das facas móveis e fixas com ferramentas para reforçar a fixação entre a lâmina e o suporte da ferramenta. Adicione regularmente óleo lubrificante aos rolamentos para garantir a lubrificação entre os rolamentos. Para garantir a nitidez do corte da ferramenta, a ferramenta deve ser verificada com frequência para garantir sua nitidez e reduzir danos desnecessários a outros componentes causados por lâminas cegas. Faça a manutenção regularmente e verifique se a correia está solta e aperte-a a tempo.

Reinício - Antes de dar a partida pela segunda vez, limpe os materiais triturados restantes na sala de máquinas para reduzir a resistência de partida. Abra a tampa de inércia e a tampa da polia regularmente e limpe a saída de cinzas sob o flange, pois o pó descarregado da sala do britador entra no rolamento do eixo.

Substituição de peças - Ao substituir a ferramenta de corte, a folga entre a faca móvel e a faca fixa é preferencialmente de 0,8MM para trituradores acima de 20HP e de 0,5MM para trituradores abaixo de 20HP. Quanto mais fino for o material reciclado, maior será a folga, que pode ser ajustada adequadamente.