NÒNG CẢO MÁY ĐÙN NHỰA (PLASTIC BARRELS)
Sau khi bạn đã tìm hiểu máy ép đùn nhựa từ Thủy Lực Sài Gòn, chắc hẳn không ít người thắc mắc về một trong những bộ phận không kém quan trọng đó là Nòng cảo.
Nòng Cảo ép đùn nhựa hay còn gọi là nòng đùn nhựa Plastic
Thủy Lực Sài Gòn hy vọng sẽ cung cấp đủ thông tin cho các bạn biết về Nòng cảo, giúp bạn có thể vận hành máy móc trong quá trình sản xuất nhựa một cách tốt nhất
Nòng cảo máy ép nhựa là gì?
Nòng cảo hay còn được gọi là nòng đùn nhựa hoặc nòng xi lanh có tên tiếng anh khá đơn giản là Barrel. Là ống hình trụ dài có thành dày, được gắn thẳng vào hộp số máy ép đùn nhựa và cố định trên giá đỡ. Hệ thống giá đỡ này phải đảm bảo khi gắn đầu khuôn sẽ không bị cong (khi đầu khuôn quá nặng phải dùng bộ phận đỡ phụ bên ngoài) và bộ phận đỡ nòng cảo phải đảm bảo khi nòng cảo có thể giãn nở được theo chiều dài khi nung nóng và co lại được khi làm nguội.
Cấu tạo của nòng cảo máy ép nhựa:
Vật liệu chết tạo phải có độ bền cơ học cao, chống ăn mòn, chống mài mòn. Vì vậy thường phải dùng thép có độ bền cao và bệ mặt được xi mạ crom cứng bởi Thủy Lực Sài Gòn.
Tỉ lệ chiều dài và đường kính trong là một đặc tính quan trọng vì nó xác định tỉ lệ giữa bề mặt nòng cảo dùng để trộn và tạo nhiệt ma sát (kết hợp với trục vít) và bề mặt nòng cảo dùng để nhận và thải nhiệt với bộ phận gia nhiệt.
Chẳng hạn, nếu nòng cảo ngắn thì diện tích để trao đổi nhiệt với bên ngoài giảm đi, còn nhiệt ma sát gần như không đổi (nhiệt ma sát phụ thuộc nhiều vào cấu tạo, tốc độ quay của trục vít) nên máy ngắn đòi hỏi nhiệt độ gia nhiệt cao hơn hoặc nếu cần giải nhiệt thì hiệu quả giải nhiệt phải cực kì tốt. Tỷ lệ L/D của nòng cảo được định nghĩa là tỷ lệ giữa chiều dài của nòng cảo ứng với phần trục vít có răng và đường kính trong của nòng cảo.
Tỷ lệ này thường nằm trong khoảng 16/1 – 32/1 nhưng thông thường là các tỷ lệ: 20/1, 24/1, 28/1.
Thường được gia nhiệt bằng điện trở quấn bên ngoài có công suất nằm trong khoảng 25 – 45 W/in2. Khi cần giảm nhiệt độ nòng cảo phải được làm nguội. Tác nhân làm nguội có thể là không khí (dùng quạt gió) hay một chất lỏng tải nhiệt khác như nước hoặc dầu, trong đó giải nhiệt bằng không khí là phương pháp ưa dùng nhất vì giá thành lắp đặt lấp nhất và dễ điều khiển.
Bề mặt nòng cảo thường trơn láng tuy nhiền cần tăng năng suất phần ngay dưới phễu bên trong nòng cảo có thể tạo ra các rãnh có hình dạng thích hợp, thường có đầu vào lớn đầu ra nhỏ. Khi hạt nhựa vào rãnh, nó bị nén lại một phần khi chạy trong rãnh vì vậy năng suất sẽ tăng lên, vì tác dụng nén xảy ra ngay ở đoạn đầu nòng cảo (đối với nòng cảo trơn thì tác dụng nén do trục vít tạo ra)
Biến thiên nhiệt độ nòng cảo máy đùn nhựa
Việc xem xét xử lý quan trọng nhất và ít được hiểu nhất là biên dạng nhiệt độ.
Bạn có thể tham khảo ở bảng của Thủy Lực Sài Gòn cung cấp. Điều kiện lý tưởng là có thể kiểm soát nhiệt độ. Một yếu tố thường bị bỏ qua là nhiệt độ ở miệng phễu và các nó ảnh hưởng đến quá trình.
Vòng đai cấp nhiệt cho cảo đùn nhựa
Nhiệt được cung cấp bởi các vòng đai gia nhiệt bằng điện trở. Các vòng đai này tạo ra nhiệt độ khác nhau với điện áp và công suất khác nhau. Biết được nhiệt độ trên mỗi vùng của nòng cảo là thông tin quan trọng khi xem xét quá trình nóng chảy của một loại nhựa.
Ba loại vòng đai gia nhiệt thông dụng là Mica, Ceramic, Mineral Filled
Vòng đai gia nhiệt Mica
Vòng đai gia nhiệt Mica cung cấp khả năng gia nhiệt rất tốt. Các vòng đai này về cơ bản là mica cách điện với một dây ruy băng kháng niken crom. Vòng đai Mica có khả năng chịu nhiệt lên đến 500 độ C
Vòng đai gia nhiệt Ceramic (gốm)
Vòng đai gia nhiệt Ceramic có khả năng truyền nhiệt qua cả dẫn điện lẫn bức xạ. Do độ dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt bằng sợ gốm thấp nên nhiệt độ bên ngoài của vòng đai khoảng 200 độ C và nhiệt độ bên trong khoảng 700 độ C
Cuộn dây phần tử được thiết kế để chạy ở nhiệt độ tối đa và làm nóng các khối gốm đến điểm mà năng lượng được bức xạ trong khi năng lượng dẫn được tạo ra khi tiếp xúc với nòng cảo. Do đó, độ vừa vặn của vòng đai gia nhiệt Ceramic không quan trọng như các loại vòng đai khác. Vòng đai gia nhiệt Ceramic giúp giảm mức tiêu thụ điện từ 25 đến 30 phần trăm.
Vòng đai gia nhiệt MI
Vòng đai gia nhiệt MI cho các ứng dụng yêu cầu mật độ Watt cao hoặc nhiệt độ hoạt động cao. Vòng đai được làm từ khoáng chất để cách điện dây điện trở niken crom khỏi vỏ thép không gỉ. Nó được lắp ráp dưới áp lực đến một đường kính chính xác với tiết diện mỏng, khối lượng thấp giúp tăng nhiệt nhanh và giảm thời gian một chu kì. Nhiệt độ tối đa với vòng đai gia nhiệt MI là 760 độ C.
Nhiệt độ đầu vào nòng cảo
Nhiệt độ đầu vào có thể là một yếu tố khác trong việc đạt được quy trình lặp lại với nhựa nhiệt độ cao. Nhiệt độ đầu vào là một biến số thường bị bỏ qua trên máy. Biến số này đóng một phần quan trọng trong hiệu suất quy trình tổng thể với nhiều loại nhựa. Nhiệt độ họng cấp liên quan đến thời gian phục hồi có thể lặp lại. Hầu hết các máy được thiết lập chạy 30 ° C đến 80 ° C trên khu vực cửa nạp. Khi chạy nhựa nhiệt độ cao ở cài đặt nhiệt từ 315 ° C đến 425 ° C, nhiệt độ cửa nạp cần phải được tăng lên, đôi khi cao đến 100 ° C, để phù hợp với nhựa đang được xử lý. Bằng cách tăng nhiệt độ, nhiệt được truyền đến nhựa sớm hơn, giúp giảm thiểu tắc nghẽn vít.
Vật liệu chế tạo:
Mặc dù thiết kế nòng cảo của nhà sản xuất máy là khác nhau, nhưng có một số lựa chọn về vật liệu mà từ đó nòng cảo có thể được sản xuất. Tùy thuộc vào áp suất mỗi đơn vị cần, phần bên ngoài (vỏ) của hầu hết các nòng cảo là thép hợp kim series 4100, thép vi hợp kim hoặc thép thấm nitơ. Khả năng duy trì áp suất trong thép hợp kim rất tốt trong quá trình sản xuất. Trong thép hợp kim dòng 4100, công suất tương tự có thể được giảm bớt và nòng cảo có thể yêu cầu sử dụng ống bọc áp lực. Có một số lớp lót thay thế có sẵn để chống mài mòn. Các lựa chọn thay thế lớp lót này có thể được nhóm lại thành ba loại liên quan đến phương pháp sản xuất: nòng cảo thấm nitrided, nòng cảo hợp kim và nòng cảo sử dụng xi mạ crom cứng. Vỏ ngoài được làm từ 4140 hoặc hợp kim tạo cho nòng cảo nhiều độ bền và lớp lót cung cấp khả năng chống mài mòn.
Nòng cảo thấm nitrided
Nòng cảo thấm nitrided có thể được làm từ 4140, nhưng một loại thép thấm nitơ – chẳng hạn như Nitralloy 135M – cho phép đạt được bề mặt bên trong nitrit tốt hơn. Thấm nitơ khí có sẵn trên các nòng cảo. Các nòng cảo nitrided không được khuyến khích sử dụng với nhựa mài mòn hoặc ăn mòn do chúng không có khả năng chống mài mòn khi xử lý các loại nhựa này trong một khoảng thời gian dài. Nòng cảo thấm nitrided không phổ biến do tính kinh tế của hợp kim tiêu chuẩn.
Nòng cảo hợp kim
Nòng cảo hợp kim đúc được sản xuất bằng cách liên kết kim loại hợp kim lót với bề mặt bên trong của ống thép liền mạch, được gia công trước, rèn… Sự liên kết đạt được bằng cách nung nóng nòng cảo (và hợp kim lót) đến điểm hợp kim bị nóng chảy. Nòng cảo sau đó được quay và làm nguội, đúc ly tâm hợp kim trên bề mặt bên trong của nòng cảo.
Lớp lót tạo thành dày khoảng 1/16 inch (.0625 “) xuyên suốt nòng cảo. Ở các cỡ nòng cảo lớn hơn (hoặc hình trụ có thành mỏng), một ống bọc áp lực được làm từ thép hợp kim được xử lý nhiệt hoặc rèn được đặt trên đầu vòi của nòng cảo bằng cách co lại.
Hợp kim đặc biệt
Có những ứng dụng khắc nghiệt đảm bảo nòng cảo được lót bằng hợp kim đặc biệt do môi trường ăn mòn hoặc mài mòn cao. Những hợp kim này, mặc dù đắt hơn, cung cấp khả năng chống mài mòn tăng lên để có tuổi thọ linh kiện lâu hơn.
C-2 Tungsten Carbide cung cấp khả năng chống mài mòn chưa từng có trong hầu hết các môi trường. Hợp kim này có 94% cacbua vonfram nguyên chất (thường được gọi là kim loại cứng nhất) và 6% chất kết dính coban. Trong một số trường hợp, nó có khả năng chống ăn mòn hoàn toàn, ngoài ra nó còn lý tưởng cho các loại nhựa có độ mài mòn cao do giá trị độ cứng cao (79-81RC).
Các hợp kim đặc biệt khác bao gồm các hợp kim niken được sử dụng chủ yếu để chống lại sự ăn mòn của quá trình xử lý fluoropolymer. Fluoropolyme có thể tạo ra nhiều nồng độ axit flohydric tấn công các vật liệu làm từ sắt. Chromium không chống lại HFL, để lại các hợp kim lưỡng kim và niken không chứa sắt làm vật liệu lót nòng cảo chính. Nickel 718 chống ăn mòn rất tốt và đã được chứng minh là vật liệu lót tốt cho quá trình xử lý fluoropolymer. Nó có thể được tăng độ cứng đến Rc 43-45 và mặc dù không có khả năng chống mài mòn cao nhưng nó hoạt động tốt trong mọi môi trường ăn mòn. Hastelloy C-276 là một hợp kim niken khác được sử dụng nhưng không có khả năng làm cứng như 718.
Hư hỏng thường gặp:
Vì hoạt động trong môi trường liên tục và có nhiệt độ cao, nên việc hư hỏng nòng cảo rất dễ dàng
- Bề mặt bị cào xước do chuyển động của trục vít, nguyên liệu đầu vào không được sạch, có tạp chất, bụi bẩn hay kim loại nhỏ.
- Bề mặt rổ mọt, rỉ sét, ăn mòn do hoạt động trong môi trường acid, nhiệt độ cao.
Với những hư hỏng trên, Thủy Lực Sài Gòn xin đưa ra phương pháp sửa chữa phục hồi cảo đùn nhựa như sau:
- Kiểm tra, vệ sinh rồi sau đó sử dụng phương pháp hóa để loại bỏ lớp mạ cũ.
- Kiểm tra kích thước bề mặt. Đối với các vết cào sâu, chúng ta sử dụng phương pháp hàn đắp không làm biến đổi vật liệu.
- Sau đó được đưa lên máy tiện và mài để kích thước đồng đều.
- Tiếp theo sẽ được đánh bóng bề mặt.
- Vệ sinh sạch sẽ, tẩy dầu hóa chất
- Nòng cảo sẽ được đưa vào bể Xi mạ crom cứng đạt chuẩn kích thước
- Cuối cùng đánh bòng hoàn thiện.
Thủy Lực Sài Gòn lựa chọn phương pháp Xi mạ Crom cứng vì có những ưu điểm sau:
- MẠ CROM CỨNG được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp vì nó mang lại nhiều tính chất ưu việt cho bề mặt các chi tiết máy mà bản thân vật liệu này không có.
- Ngoài độ cứng cao ra lớp mạ crom cứng đồng thời còn rất bền với ăn mòn, chống mài mòn rất tốt.
- Bề mặt trơn nhẵn và rất đồng đều, khó thấm ướt, hệ số ma sát nhỏ, gắn bám tốt.
- Nhờ các tính chất này, lớp Crom cứng đã làm cho bề mặt các chi tiết máy trở nên tốt hơn và rất đồng nhất về chất lượng.
- Điều này giúp cho thời hạn làm việc của xi lanh, chi tiết máy móc thiết bị ngành công nghiệp được gia tăng lên nhiều lần.
- Lớp mạ crom có thể dày lên từ 10 µm – 1000 µm bề mặt phủ bóng chống oxi hóa bền bỉ cho sản phẩm, và có tính năng trang trí cao cấp. Độ cứng bề mặt 60 HRC min.
Hy vọng bài viết này sẽ giúp các bạn có thể có chút thông tin về nòng cảo. Để có thể vận hành máy móc ngành nhựa một các tốt nhất.
