Vysvětlení vytlačovací hlavy: Funkce, typy, materiály, výběr a údržba

Co je to vytlačovací hlava?

Vytlačovací vytlačovací hlava je přesná jednotka pro rozdělování toku namontovaná na výstupním konci jednošnekového nebo dvoušnekového extrudéru. Při výrobě kabelů obaluje roztavený polymer kolem pohybujícího se vodiče souvislou soustřednou vrstvou, aniž by docházelo k vytváření svarů, mrtvých míst nebo teplotních gradientů.

Jeho práce se neomezuje pouze na tvarování. Dobře navržená závitořezná hlava také podporuje stabilní provoz šroubu vytvářením protitlaku, vyrovnává změny tlaku a teploty vycházející ze šroubu a udržuje taveninu proudící stejnoměrnou rychlostí po celém obvodu vodiče.

Co to dělá v lince pro vytlačování kabelů

• Rozvádí taveninu rovnoměrně kolem jádra drátu nebo kabelu.
• Řídí poměr tloušťky stěny pomocí geometrie matrice a špičky.
• Udržuje soustřednost při rychlostech nad 1 000 m/min.
• Vytváří dostatečný protitlak, aby byl výstup šroubu stabilní.
• Udržuje rovnoměrnou teplotu polymeru napříč průtokovým kanálem.

Klíčové součásti vytlačovací hlavy

Přestože se konstrukce závitořezné hlavy mezi výrobci strojů liší, základní prvky jsou stejné. Každý komponent má specifickou práci a malé opotřebení nebo chyba vyrovnání u kteréhokoli z nich se okamžitě projeví v hotovém kabelu.

Tyto části spolupracují jako systém. Pokud je vodicí jádro vystředěno, ale kroužek matrice je opotřebený o 0,02 mm na jedné straně, může změna tloušťky stěny na tenké vrstvě FEP překročit /-0,03 mm, což stačí k posunutí kapacity mimo požadavky zákazníka.

Jak každý z nich zapadá do kompletního drátěného vedení, můžete vidět v našem dřívějším rozpisu komponenty, které tvoří extrudér .

Jak funguje vytlačovací hlava

Tavenina vstupuje do hlavy z příruby extruderu, prochází deskou lamače a poté proudí kolem rozmetadla. Rozmetadlo redistribuuje polymer z kruhového toku do prstencového prstence, který obklopuje vodicí hrot. Vodič prochází středem hlavy a prstenec matrice na výstupu řídí konečný průměr.

Nejdůležitější jsou tři designové proměnné:

• Délka pozemku : přímá část na výstupu z matrice. Delší země stabilizuje průtok, ale zvyšuje tlakovou ztrátu.
• Úhel ponoru : zúžení vedoucí k zemi. Příliš strmý úhel vytváří vysoký smyk a teplo; příliš mělké zúžení vytváří silnou, pomalu se pohybující mezní vrstvu.
• Rovnováha průtokového kanálu : dráha taveniny musí být symetrická kolem vodiče. I 10% rozdíl v délce kanálu vytváří detekovatelný rozdíl v tloušťce.

Pro vysokoteplotní izolaci FEP jsou typické teploty taveniny 380 až 420 °C. 100 mm ocelový kroužek se může roztáhnout zhruba o 0,4 mm mezi pokojovou teplotou a provozní teplotou, takže před konečným nastavením soustřednosti je třeba nechat hlavu dosáhnout úplné tepelné rovnováhy.

Tavenina vystupuje jako trubice, která je větší než vodič. Vytlačená trubka se pak stáhne na požadovaný konečný průměr. Konečnou tloušťku stěny určuje vztah mezi geometrií formy, tažením a rychlostí vytahování.

Typy vytlačovacích hlav a jejich použití

Různé konstrukce kabelů vyžadují různé koncepce závitořezné hlavy. Volba ovlivňuje nejen náklady na nástroje, ale také toleranci tloušťky stěny a maximální rychlost linky, které můžete dosáhnout.

Závitořezné hlavy tlakového typu

U tlakové hlavy se roztavený polymer setkává s vodičem uvnitř hlavy a vystupuje jako spojená vrstva. Toto provedení je běžné pro aplikace pláště a pláště, kde je vyžadována adheze mezi polymerem a jádrem kabelu. Tlak udržuje polymer v kontaktu s povrchem vodiče.

Závitořezné hlavy trubkového typu

V hlavici hadicového typu se nejprve vytvoří trubice roztaveného polymeru a poté se po výstupu z matrice aplikuje na vodič, často s pomocí vakua. Tento typ je preferován pro tenké izolační vrstvy, protože snižuje tahové namáhání vodiče a umožňuje vyšší rychlosti linky.

Vysokoteplotní závitořezné hlavy pro FEP a PFA

Fluoropolymery potřebují cestu toku odolnou proti korozi a přesnou regulaci ohřevu. Hlava musí být vyrobena z materiálů, které vydrží nepřetržitý provoz při 400 °C nebo více bez usazování vodního kamene. Gemwell to spáruje Vysokoteplotní extrudér izolace drátu FEP/PFA s vytlačovací hlavou, která udržuje odchylku teploty taveniny v rozmezí -5 °C, což je kritické, když je tloušťka stěny pouze 0,09 mm .

FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA Vysokoteplotní vytlačovací linka pro izolaci žilového drátu Manufa Gemwell Electrical Technology Co., Ltd je čínský výrobce vysokoteplotních vytlačovacích linek izolace jádra drátu FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA... Zobrazit produkt →

Pěnové vyřezávací hlavy

Chemické procesy pěnění vyžadují pečlivě kontrolovaný profil tlaku skrz hlavu, aby nadouvadlo předčasně neexpandovalo. Tlak v hlavě musí zůstat dostatečně vysoký, aby potlačil expanzi plynu, dokud tavenina neopustí formu. To je důvod, proč PE/PP/PU pěnové izolační řady používají vyhrazenou geometrii závitořezné hlavy namísto pevné izolační hlavy.

Vícevrstvé a koextruzní hlavy

Vícevrstvé kabely, jako je pěnová izolace nebo lepené pláště, vyžadují koextruzní hlavu, která kombinuje dva nebo více proudů taveniny v jediném průtokovém kanálu. Geometrie hlavy musí udržovat každou vrstvu rovnoběžnou a stejnoměrnou, než se spojí, a rozhraní mezi vrstvami nesmí vytvářet hrby nebo zvlnění.

Crosshead vs Straight-Through Design

Většina kabelových izolací a plášťů používá křížovou hlavu, kde vodič vstupuje v úhlu 90° k ose extrudéru. Přímé hlavy jsou běžnější pro vytlačování tyčí a profilů a zřídka se používají při potahování drátů. Ohyb křížové hlavy 90° je potenciální mrtvý bod, takže průtokový kanál musí být navržen s velkorysými poloměry a hladkými přechody, aby se zabránilo degradaci polymeru.

Materiály použité při konstrukci závitořezné hlavy

Výběr materiálu pro závitořeznou hlavu se skládá ze tří požadavků: odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi a rozměrová stabilita při provozní teplotě.

• Nástrojová ocel H13 je nejpoužívanějším materiálem karoserie, protože si zachovává tvrdost až do 500°C a má dobrou houževnatost.
• legovaná ocel 4140 se používá pro větší tělesa, u kterých nedochází k silnému opotřebení, ale těží ze snadnějšího obrábění.
• Nerezové oceli jako je 17-4 PH nebo 431 se používají pro povrchy proudění vystavené fluoropolymerům.
• Nitridace nebo chromování zlepšuje odolnost proti opotřebení. Nitridovaný povrch H13 může dosáhnout tvrdosti nad 1000 HV.
• Vložky z karbidu wolframu se používají v oblastech s nejvyšším opotřebením, jako je zem na vysokorychlostních tratích FEP.

Pro každodenní PVC, PE, PP nebo PU jádra lze použít stejné tělo hlavy z nástrojové oceli, ale povrchová úprava a tolerance musí stále odpovídat aplikaci. Stavby Gemwell dokončeny PVC/PE/PP/PU extrudéry izolace drátu s pevným jádrem se závitořeznými hlavami přizpůsobenými výstupnímu rozsahu šroubu a rozsahu velikosti drátu, který plánujete používat.

PVC/PE/PP/PU Výrobci vytlačovací linky na izolaci jádra drátu, továrna – Gemwe Gemwell Electrical Technology Co., Ltd je čínský výrobce vytlačovacích linek izolace žil z PVC/PE/PP/PU a továrna OEM/ODM, my ... Zobrazit produkt →

U LSZH a dalších vysoce plněných směsí je koroze a abrazivní opotřebení agresivnější než u čistých polyolefinů. Hlava, která dobře funguje pro PE, může během šesti měsíců na LSZH vykazovat značné opotřebení kroužku, zvláště pokud je obsah minerálního plniva vyšší než 40 %.

Faktory, které ovlivňují výkon Die Head

Výkon závitořezné hlavy je výsledkem reologie taveniny, geometrie nástroje a provozní praxe. Nejvlivnější faktory jsou:

Kromě toho je třeba vzít v úvahu rychlost linky a poměr čerpání. Je-li poměr protahování příliš vysoký, tavenina se nadměrně natahuje mezi průvlakem a vodičem, což vede ke kolísání hrdla a kolísání průměru.

Jak vybrat správnou vytlačovací hlavu

Výběr vytlačovací hlavy není samostatným rozhodnutím od výběru extrudéru. Hlava musí odpovídat průměru šroubu, výstupní rychlosti, skupině polymerů a konstrukci kabelu. Příliš velká hlava pro malý extrudér vytváří dlouhou dobu zdržení; příliš malá hlava způsobuje nadměrný pokles tlaku a vysokou teplotu taveniny.

Kontrolní seznam výběru

1. Definujte konstrukci kabelu: pevná izolace, pěnová izolace nebo plášť.
2. Potvrďte skupinu polymerů a maximální teplotu zpracování.
3. Definujte rozsah tloušťky stěny a požadovanou toleranci soustřednosti.
4. Určete maximální rychlost linky a odpovídající výstup taveniny.
5. Zkontrolujte průměr šneku extrudéru a rozměry příruby.
6. Vyberte si mezi tlakovou a hadicovou hlavou na základě struktury vrstvy.

Pokud provozujete více izolačních materiálů v jedné dílně, zvažte modulární konstrukci hlavy, která vám umožní vyměnit pouze vodicí hrot a kroužek matrice namísto výměny celé hlavy.

Pro vrstvy pláště a tlustostěnné pláště doporučuje společnost Gemwell samostatnou konstrukci hlavy, protože požadavek na průtok pro 0,3 mm izolační vrstvu je zcela odlišný od požadavku na 1,5 mm plášť. naše LSZH/XLPE/TPE/TPU extrudéry drátu a pláště kabelu použijte větší průtokový kanál a jiný přístup k matrici, abyste se vyhnuli nadměrnému tlaku při vysokém výkonu.

Výrobci linky na vytlačování pláště LSZH/XLPE/TPE/TPU, továrna – Gemwell Elecr Gemwell Electrical Technology Co., Ltd je čínský výrobce vytlačovacích linek LSZH/XLPE/TPE/TPU a továrna OEM/ODM, specializujeme se... Zobrazit produkt →

Pro podrobnější pohled na velikost hlavy pro vrstvy bundy viz naše znalostní báze stroje na vytlačování pláště kabelu , která porovnává konstrukce a typické geometrie nástrojů.

Údržba a běžné problémy závitořezné hlavy

Hlava může běžet měsíce bez pozornosti, ale když se objeví problémy, mají tendenci se objevit náhle. Nejběžnějšími příznaky jsou změny tloušťky stěny, černé skvrny, čáry toku a drsnost povrchu.

Preventivní údržba

• Po každém delším tažení demontujte hlavu a vyčistěte průtokové plochy.
• Zkontrolujte plošku a vodicí hrot, zda nejsou poškrábané a zaoblené.
• Před opětovnou montáží vyleštěte průtokové plochy na Ra 0,4 µm nebo lepší.
• Zkontrolujte, zda na topných pásech nejsou studená místa, a vyměňte termočlánky za kalibrované jednotky.
• Po dosažení provozní teploty znovu utáhněte šrouby hlavy na doporučené hodnoty.

Kompletní plán běžného provozu, údržby a oprav vytlačovacích strojů měl by proto zahrnovat závitořeznou hlavu jako samostatnou kontrolní položku, protože se opotřebovává jinak než šroub a hlaveň.

Běžné problémy a opravy

Často kladené otázky o vytlačovacích vytlačovacích hlavách

Jaký je rozdíl mezi vytlačovací hubicí a vytlačovací vytlačovací hlavou?

Vytlačovací hlava je kompletní sestava, která distribuuje taveninu, zatímco vytlačovací hlava samotná je obvykle vyměnitelný kroužek na výstupu, který definuje konečný vnější průměr. V každodenním jazyce dílen operátoři často říkají „dutina“, když mají na mysli celou hlavu, ale v konstrukci nástrojů na rozdílu záleží, protože matrice je pouze jednou z několika částí, které řídí geometrii.

Lze použít stejnou závitořeznou hlavu pro pevnou izolaci a pěnovou izolaci?

Normálně ne. Pěnová izolace vyžaduje profil tlaku, který udržuje nadouvadlo stlačené, dokud tavenina neopustí formu. Pevná izolace toto omezení nepotřebuje. Použití zpěňovací hlavy pro pevné vrstvy může vytvořit nadměrný tlak a drsný povrch; použití pevné hlavy pro napěnění může způsobit předčasnou expanzi uvnitř kanálu.

Jak často by se měla čistit vytlačovací hlava?

Interval čištění závisí na polymeru. Termoplastické materiály, jako je PVC, mají tendenci se pomalu rozkládat a mohou vyžadovat otření hlavy každý jeden až dva týdny. Fluoropolymery a vysoce plněné směsi LSZH vyžadují častější kontroly a jakákoli zastávka delší než 20 minut nebo viditelný nárůst tlaku je důvodem k otevření hlavy a kontrole průtokových ploch.

Co způsobuje excentrickou izolaci v kabelovém extrudéru?

Excentrická izolace je nejčastěji způsobena nesouosým vodicím jádrem, opotřebeným kroužkem matrice nebo nesprávně vyrovnanou vodicí trubicí vodiče. Může také pocházet z nerovnoměrné teploty ohřívače kolem hlavy, což vytváří rozdíl viskozity mezi opačnými stranami průtokového kanálu.

Mají materiály závitořezné hlavy význam pro sloučeniny bez halogenů s nízkou kouřivostí (LSZH)?

Ano. Sloučeniny LSZH mají často vysoký obsah minerálních plniv a vytvářejí kyselé produkty rozkladu. Standardní hlava H13 se rychleji opotřebuje a může korodovat. Nitridované nebo nerezové průtokové plochy jsou spolehlivější volbou pro LSZH, zejména při vysokých výkonech.

Jak poznám, že moje vytlačovací hlava je pro extruder příliš velká?

Hlavními ukazateli jsou doba setrvání a pokles tlaku. Pokud vidíte dlouhou prodlevu mezi změnou barvy a novou barvou, která se objeví na výstupu, nebo pokud je tlak taveniny na hlavě příliš nízký, aby stabilizoval šnek, je průtokový kanál pravděpodobně pro danou aplikaci příliš velký.

Závěr

Vytlačovací hlava je nejméně viditelná, ale nejvlivnější část linky na vytlačování kabelů. Určuje, zda vysokorychlostní linka dokáže udržet úzkou toleranci tloušťky stěny, čistý povrch a stabilní průměr bez neustálého zásahu operátora.

Když vybíráte nový extrudér, vyhodnoťte vytlačovací hlavu stejně pečlivě jako šroub a pohon. Přizpůsobte jej rodině polymerů, rozsahu tloušťky stěny a maximální rychlosti linky. Poté ovládejte provozní proměnné: teplotu taveniny, tlak hlavy, vyrovnání nástrojů a stav povrchu.

Pokud řešíte problém s tolerancí ve stávající lince, začněte vyšetřování na závitořezné hlavě. v mnoha případech šroub není hlavní příčinou; je opotřebovaná nebo špatně seřízená závitořezná hlava . Gemwell navrhuje každý extrudér podle specifické hlavy a sady nástrojů, což je důvod, proč výrobci kabelů používají naše řady pro aplikace, kde záleží na konzistentní geometrii.